《An Introduction to Composite Materials》书评

材料科学与工程学院 吴泽鑫

概述

《An Introduction to Composite Materials》中文译名为复合材料简介，作者为T.W. Clyne 教授和D. Hull教授。T.W. Clyne是剑桥大学材料科学与治金系的材料力学教授、戈登实验室的主任、也是皇家工程学院的研究员。D. Hull是利物浦大学的名誉教授，也是英国皇家学会院士和英国皇家工程院院士。本书为第三版，由剑桥大学出版社于2019年出版，第一版于1981出版。新版增加了四个全新的章，其它章节也全部重写，添加了文献。本书一共364页，包括12个章节。

图书的总体构架、体例及内容简介

本书包括：序言、命名法、正文、附录、索引。

序言：在序言中，作者讲述了这个版本和前两个版本相比发生的变化和新增了一个附带的在校教育网站的创新点。 

内容简介：

正文前先按命名法介绍了各符号的定义

第一章 概述

本章主要介绍了：复合材料的种类、复合系统的属性图、功绩指数、负载传递的概念

第二章 复合材料中的纤维、基质及其结构

本章主要介绍了：增强材料、纤维抗拉强度的统计、基质、长光纤复合架构、短纤维结构。

第三章 长纤维复合材料的弹性变形

本章主要介绍了：轴向杨氏模量、横向杨氏模量、其他弹性常数

第四章 各向异性材料的张量分析与层压材料的弹性变形

本章主要介绍了：弹性变形的张量表示、应力-应变关系和工程常数、层的离轴弹性常数

第五章 层压材料的弹性变形

本章主要介绍了：层板堆积的负载、层压板中的应力和变形

第六章 短纤维和颗粒复合材料中的应力和应变

本章主要介绍了：剪切滞后模型、Eshelby方法

第七章 界面区域

本章主要介绍了：粘合机制、粘结强度的实验测量、界面粘结强度的控制

第八章 基于应力的复合材料强度处理

本章主要介绍了：长纤维复合材料的失效模式和强度、离轴载荷下层的失效、层压板的强度、管材在内压下的失效

第九章 复合材料的断裂力学和韧性

本章主要介绍了：断裂力学、复合材料的断裂、复合材料的亚临界裂纹扩展

第十章 复合材料中的热效应

本章主要介绍了：热膨胀和热应力、热循环效应、蠕变、粘性流动、热传导

第十一章 表面涂层作为复合体系

本章主要介绍了：基材-涂层系统中的曲率、在实际系统的曲率及其测量、界面脱粘。本章是第三版新增的内容，关注基材-涂层系统的力学。

第十二章 高孔材料作为复合材料体系

本章主要介绍了：高孔材料的种类及其生产、高孔材料的力学性能、流体通过高度多孔材料的渗流、高孔材料的热性能

第十三章 生物复合材料和回收利用

本章主要介绍了：生物材料作为复合材料系统、纤维素基纤维和复合材料、陶瓷基生物复合材料、复合材料的回收。本章是第三版新增的内容。

 第十四章 尺度效应和纳米复合材料

本章主要介绍了：复合系统中的尺度效应、精细碳基增强材料、含纳米级增强材料的复合材料

第十五章 复合材料的制造

本章主要介绍了：聚合物基质复合材料、金属基质复合材料、陶瓷基质复合材料

第十六章 复合材料的应用

本章主要介绍了：复合材料使用概述、航空航天和汽车应用、海洋和风能应用、体育用品、高温应用

附录：课后习题

二．图书撰写特点

1 知识覆盖面广，内容涵盖基本科学和应用

    本书的覆盖面很广，基本涵盖了所有种类的复合材料。并且像表面涂层、高度多孔材料、生物复合材料和纳米复合材料这些比较前沿的研究方向都有详细的介绍。本书的内容不仅涵盖相关材料科学基本知识还包括复合材料的设计、制造以及工业应用等内容。作为一本概述类书籍，这本书从内容覆盖面的角度看是非常优秀的，它涵盖了复合材料发展至今出现过的绝大多数方向。

2 充分考虑自主学习的需要

    本书充分地考虑读者自学的需要，在附录部分设计了一套完整的课后作业，并且通过网站提供相应的模型答案对相关计算进行解释。本书配套了相应的教育软件，并且收录了参考大量的文献供作者进一步了解学习。自学钻研是学生和科学工作者的常态，这样的设计对于读者来说是比较方便的。

3 图表丰富

本书中出现的模型、公式和实验大部分都配了相应的图表。本书选取的内容涉及到比较多的抽象模型和抽象的公式推导。阅读难度是比较高的，通过阅读图表能够让读者更清晰地读懂文章内容。

三．结语

综上所述，笔者认为《An Introduction to Composite Materials》这本书内容的覆盖面非常广，内容新颖，是一本很好地概述类书籍。本书在编辑时充分考虑了读者的需求，做了很好地在线教育平台。所以，笔者认为这是一本不可多得的教材。虽然本书是一本概述类书籍，但是深入程度较高。本书的很多内容源自剑桥大学材料科学系三十多年的复合材料课程，适合但不仅限于材料相关学科的高年级大学生、研究生以及相关研究工作者钻研学习。

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