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| 編輯推薦： |
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本书是西北工业大学张立同院士团队在超高温结构复合材料领域十多年研究成果的汇总，既可为新型超高温结构复合材料针对服役环境的改性设计提供指导，又可为现有超高温结构复合材料在冲压发动机、火箭发动机、高超声速飞行器、空天飞行器等航空航天核心装备上的应用设计提供依据。
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| 內容簡介： |
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本书依据作者团队的研究成果，详细介绍了碳基复合材料、碳纤维增韧碳化硅复合材料、连续碳化硅纤维增韧碳化硅复合材料及其改性复合材料等超高温结构复合材料的热环境行为、热化学环境行为、热力介质耦合环境行为、空间辐照行为，并介绍了固液火箭发动机燃气和羽流对超高温结构复合材料*环境服役行为的模拟验证结果。本书既可为新型超高温结构复合材料针对服役环境的改性设计提供指导，又可为现有超高温结构复合材料在冲压发动机、火箭发动机、高超声速飞行器、空天飞行器等航空航天核心装备上的应用设计提供依据。本书适合材料专业科研开发人员、研究生及高年级的本科生阅读参考。
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| 關於作者： |
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成来飞教授，博士生导师。国家杰出青年科学基金获得者，教育部长江学者特聘教授，国家新世纪百千万人才工程入选者，首批超高温结构复合材料创新团队带头人，国防科技工业突出贡献中青年专家。现为国务院学位委员会材料学科评议组成员，中国复合材料学会理事，中国材料研究学会常务理事。主要研究方向为碳基和陶瓷基复合材料环境模拟与陶瓷基复合材料的应用技术。获国家技术发明一等奖1项、国家教学成果二等奖1项、省部级科学技术奖5项。获国家发明专利34项。中国国际发明展览会专利金奖1项。
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| 目錄：
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第1章绪论001
1.1超高温结构复合材料的类别002
1.1.1碳基复合材料（CC）002
1.1.2碳纤维增韧碳化硅复合材料（CSiC）004
1.1.3连续碳化硅纤维增韧碳化硅基复合材料（SiCSiC）005
1.1.4超高温陶瓷基复合材料006
1.2超高温结构复合材料的应用环境007
1.2.1航空发动机热端环境007
1.2.2冲压发动机热端环境008
1.2.3火箭发动机热端环境009
1.2.4飞行器热结构应用环境009
1.2.5空间服役环境010
1.3超高温结构复合材料的应用考核方法011
1.3.1航空发动机应用考核 011
1.3.2冲压发动机应用考核015
1.3.3火箭发动机应用考核017
1.3.4飞行器热结构应用考核020
1.3.5空间服役环境应用考核023
1.4小结024
参考文献025
第2章超高温结构复合材料环境性能模拟理论与实现途径030
2.1超高温结构复合材料控制性服役环境因素031
2.1.1热效应031
2.1.2力（应力）效应037
2.1.3介质效应041
2.1.4因素耦合效应049
2.2超高温结构复合材料环境性能模拟理论基础及方法054
2.2.1相似理论055
2.2.2分步模拟测试方法056
2.2.3加速模拟测试方法057
2.3超高温结构复合材料服役环境性能模拟实现途径058
2.3.1静态气氛应力耦合环境材料性能模拟058
2.3.2动态燃气应力耦合环境材料性能模拟062
2.3.3空间环境材料性能模拟077
2.4小结080
参考文献080
第3章超高温结构复合材料热环境行为083
3.1深冷环境温度对材料性能的影响084
3.1.1深冷环境温度下CSiC性能演变行为及机制085
3.1.2深冷环境温度下SiCSiC性能演变行为及机制091
3.2中、高温对材料性能的影响095
3.2.1中、高温下CSiC力学性能演变行为及机制095
3.2.2中、高温下CSiC热物理性能演变行为及机制096
3.3超高温对材料性能的影响101
3.3.1超高温下CSiC微结构演变行为及机制102
3.3.2超高温下CSiC力学性能演变行为及机制114
3.4热处理对材料性能的影响116
3.4.1热处理后材料力学性能演变行为及机制117
3.4.2热处理后材料热物理性能演变行为及机制122
3.5小结129
参考文献129
第4章超高温结构复合材料热化学环境行为131
4.1超高温空气对材料的影响132
4.1.12D CSiC激光烧蚀后性能演变行为132
4.1.22D CSiC激光烧蚀后微结构演变行为140
4.2超高温准静态水氧耦合环境对材料的影响146
4.2.1CSiC的氧-乙炔焰烧蚀性能演变行为及机制146
4.2.2涂层改性CVI 3DN CSiC氧-乙炔焰烧蚀性能演变行为及机制153
4.2.3CC与CSiC氧-乙炔焰烧蚀性能对比156
4.3高温动态水氧耦合环境对材料的影响159
4.3.1涂层改性CSiC的甲烷风洞烧蚀性能演变行为及机制159
4.3.2基体改性CSiC的甲烷风洞烧蚀性能演变行为162
4.3.3涂层基体改性CSiC的甲烷风洞烧蚀性能演变行为及机制164
4.3.4CSiC煤油燃气风洞烧蚀性能演变行为及机制169
4.4小结172
参考文献172
第5章超高温结构复合材料热力介质耦合环境行为174
5.1SiC-CC的疲劳性能175
5.1.1高温静态水氧耦合下SiC-CC疲劳性能演变行为及机制175
5.1.2高温低速水氧耦合下SiC-CC疲劳性能演变行为及机制188
5.2CSiC的蠕变性能196
5.2.1高温静态水氧耦合下2D CSiC蠕变性能演变行为及机制196
5.2.2高温低速水氧耦合下2D CSiC蠕变性能演变行为及机制208
5.2.3高温亚声速水氧耦合下2D CSiC蠕变性能演变行为及机制212
5.2.4高温亚声速水氧耦合下3D CSiC蠕变性能演变行为及机制223
5.3小结237
参考文献237
第6章超高温结构复合材料空间环境辐照行为239
6.1原子氧对材料的影响240
6.1.1CC性能及微结构演变行为240
6.1.2CC-SiC性能及微结构演变行为242
6.1.3CSiC性能及微结构演变行为243
6.1.4SiCSiC性能及微结构演变行为244
6.1.5TaC涂层改性CC性能及微结构演变行为245
6.1.6CVD SiC涂层性能演变行为及机制249
6.2带电粒子对材料的影响253
6.2.1电子辐照对材料的影响253
6.2.2质子辐照对材料的影响260
6.2.3质子电子耦合辐照对材料的影响268
6.3原子氧分子氧耦合对材料的影响273
6.3.1原子氧分子氧耦合对CSiC的影响273
6.3.2原子氧分子氧耦合对SiCSiC的影响281
6.4原子氧带电粒子耦合对材料的影响287
6.4.1原子氧带电粒子耦合对CC的影响287
6.4.2原子氧质子电子耦合对CC-ZrC的影响305
6.4.3原子氧质子电子耦合对CVD SiC CC的影响313
6.5小结317
参考文献317
第7章超高温结构复合材料环境性能模拟验证319
7.1CC使役性能模拟验证320
7.1.1整体毡CC固体火箭喷管模拟验证320
7.1.2整体毡CC液体火箭喷管模拟验证321
7.1.3三维针刺CC固体火箭喷管模拟验证326
7.1.4三维针刺CC尖锐前缘在固体火箭燃气射流中模拟验证328
7.2CSiC使役性能模拟验证332
7.2.1三维编织CSiC固体火箭喷管模拟验证332
7.2.2三维编织CSiC液体火箭喷管模拟验证341
7.2.3二维叠层CSiC固体火箭导流管模拟验证349
7.2.4二维叠层2D CSiC固体火箭燃气舵模拟验证351
7.2.5三维细编穿刺CSiC球头在固体火箭燃气羽流中模拟验证354
7.3UHTCMC使役性能模拟验证357
7.3.1ZrB2-SiC改性3DN CC固体火箭喷管模拟验证357
7.3.2MoSi2改性3DN CC固体火箭喷管模拟验证358
7.3.3HfC改性3DN CC固体火箭喷管模拟验证361
7.3.4HfC-TaC改性3DN CC固体火箭喷管模拟验证362
7.4本章小结364
参考文献365
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| 內容試閱：
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碳基复合材料、碳纤维增韧碳化硅复合材料、连续碳化硅纤维增韧碳化硅复合材料及其改性复合材料是超高温结构复合材料的重要组成部分，是航空发动机、冲压发动机、火箭发动机、高超声速飞行器、空天飞行器等航空航天核心装备必需的战略性结构材料。超高温结构复合材料在航空航天极端环境中的服役行为研究，对确保装备服役安全具有极其重要的意义。然而，机会难得且费用昂贵的试飞测试仅能回答行与不行的问题，对材料改进和构件设计的支撑严重不足，因此通过各种模拟环境测试来研究超高温结构复合材料的损伤行为和机理以支撑复合材料改性和构件设计是国际通用做法。
1999年至2009年期间，西北工业大学超高温结构复合材料实验室国防科技创新团队获得国家重大基础研究计划的持续支持，开展了航空发动机环境高温结构复合材料的制备与表征研究，相关基础研究成果汇编于《纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料模拟、表征与设计》和《自愈合陶瓷基复合材料制备与应用基础》两本专著中。
2005年至2015年期间，西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室教育部创新团队获得国家重点基础研究发展计划的持续支持，开展了固液火箭发动机和临近空间飞行器用超高温结构复合材料的制备与表征研究，系统研究了温度、气氛、应力、流场和辐照等因素对超高温结构复合材料的单一和耦合损伤行为与机理，并探讨了材料改性对超高温结构复合材料航空航天极端环境服役行为的影响，其相关基础研究成果汇编于本书。
本书是张立同院士团队连续纤维增韧陶瓷基复合材料系列专著之一，依循《纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料模拟、表征与设计》的整体构思和框架撰写而成。本书系统总结了西北工业大学在超高温结构复合材料烧蚀、冲蚀、应力氧化、应力冲蚀、粒子辐照等极端环境模拟服役行为方面近十几年的研究成果，以材料的物理、化学性能变化为主线，从温度的单一影响入手，逐步叠加气氛、应力、流速、辐照等因素，揭示了多因素耦合对超高温结构复合材料损伤行为的影响规律以及因素耦合对损伤机理的影响机制。
全书围绕超高温结构复合材料在极端环境中非线性强耦合服役行为的模拟与解耦展开，全书共7章。第1章介绍超高温结构复合材料的类别、应用环境及应用考核方法，由成来飞教授和张立同教授执笔。第2章主要介绍极端环境模拟的理论依据与实现途径，由栾新刚副教授和成来飞教授执笔。第3章主要介绍温度对超高温结构复合材料微结构和性能演变的影响规律与机制，由刘小冲讲师和成来飞教授执笔。第4章主要介绍热化学反应对超高温结构复合材料微结构和性能演变的影响规律与机制，由栾新刚副教授和成来飞教授执笔。第5章主要介绍热力水氧耦合对超高温结构复合材料微结构和性能演变的影响规律与机制，由张亚妮副教授和张立同教授执笔。第6章主要介绍空间粒子辐照对超高温结构复合材料微结构和性能演变的影响规律与机制，由刘小冲讲师和成来飞教授执笔。第7章主要介绍固液火箭发动机燃气和羽流对超高温结构复合材料极端环境服役行为的模拟验证结果，由陈博讲师和张立同教授执笔。
本书内容覆盖了刘小冲、张亚妮、陈博、刘巧沐、刘持栋、刘光海、殷小玮、栾新刚、梅辉等博士学位论文的部分工作，以及潘育松、宿孟、王海玲等硕士学位论文的部分工作。此外，栾新刚副教授和李珍宝博士负责本书的校对与整理，团队的技术人员为制备大量性能测试试件也付出辛勤劳动。在此一并表示感谢。
本书既可为新型超高温结构复合材料针对服役环境的改性设计提供指导，又可为现有超高温结构复合材料在冲压发动机、火箭发动机、高超声速飞行器、空天飞行器等航空航天核心装备上的应用设计提供依据。本书适合材料专业科研开发人员、研究生及高年级的本科生阅读参考。
成来飞
西北工业大学
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