ASM Handbook Volume 21: Composites (Hardcover)

کتاب راهنمای ASM، جلد: مواد مرکب (ASM Handbook Volume: Composites) که با ویرایش دانیل بی. میراکل و استیون ال. دونالدسون منتشر شده است، منبعی جامع و مرجع برای درک دنیای پیچیده و رو به رشد مواد مرکب به شمار می‌رود. این جلد از مجموعه معتبر ASM، که توسط انجمن بین‌المللی ASM (ASM International) منتشر شده، پلی است بین دانش نظری و کاربرد عملی، و داده‌های مهندسی قابل اتکایی را برای هر دو گروه متخصصان و غیرمتخصصان این حوزه فراهم می‌آورد.

دربارهٔ کتاب راهنمای ASM، جلد: مواد مرکب

مواد مرکب، که از ترکیب دو یا چند ماده با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت ساخته می‌شوند، انقلابی در صنایع مدرن از هوافضا و خودروسازی گرفته تا ساخت‌وساز و تجهیزات ورزشی ایجاد کرده‌اند. کتاب حاضر با هدف ارائه درکی کاربردی از قابلیت‌ها و کاربردهای این مواد طراحی شده است و به‌ویژه برای کسانی که به‌دنبال دانشی عملی و فراتر از مباحث آکادمیک صرف هستند، منبعی ارزشمند محسوب می‌شود. جلد ۲۱ با پوشش دادن همه انواع مهم مواد مرکب از نظر تجاری، از جمله مواد مرکب با زمینه پلیمری و آلی (OMCs)، مواد مرکب با زمینه فلزی (MMCs) و مواد مرکب با زمینه سرامیکی (CMCs)، تصویری کامل از این حوزه ترسیم می‌کند. این کتاب که نسخه‌ای کاملاً بازبینی‌شده و به‌روز از جلد اول کتاب «مواد مهندسی» (Engineered Materials Handbook) منتشرشده در سال ۱۹۸۷ است، پیشرفت‌های چشمگیر دههٔ اخیر را منعکس می‌سازد. برای نمونه، پیشرفت‌های شگرف در زمینه مواد مرکب با زمینه فلزی و نیز کاربردهای روزافزون مواد مرکب با زمینه پلیمری در زیرساخت‌ها، از جمله مباحث به‌روز شده در این جلد هستند. بیش از ۳۰۰ کارشناس بین‌المللی از صنایع، دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی نظامی در تألیف و بازبینی محتوای این کتاب همکاری داشته‌اند که بر اعتبار و جامعیت آن می‌افزاید.

دربارهٔ ویراستاران

این کتاب ارزشمند به همت دانیل بی. میراکل (Daniel B. Miracle) و استیون ال. دونالدسون (Steven L. Donaldson) گردآوری و ویرایش شده است. هر دو ویراستار از چهره‌های شناخته‌شده در حوزه مهندسی مواد و به‌ویژه مواد مرکب هستند و سابقه فعالیت در مراکز تحقیقاتی پیشرو مانند آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایالات متحده (Air Force Research Laboratory) را در کارنامه دارند. حضور این دو متخصص برجسته، کیفیت علمی و دقت فنی محتوای کتاب را تضمین می‌کند.

چرا باید کتاب راهنمای ASM، جلد: مواد مرکب را بخوانید؟

دسترسی به دانشی جامع و یکپارچه: این کتاب تمامی جنبه‌های مرتبط با مواد مرکب، از خواص مواد سازنده و مکانیک طراحی گرفته تا فرآیندهای ساخت، مونتاژ و بازیافت را در بر می‌گیرد و یک مرجع کامل برای پاسخگویی به نیازهای گوناگون مهندسان و دانشجویان است. منبعی معتبر برای داده‌های مهندسی: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این مجموعه، ارائه داده‌های مهندسی دقیق و قابل اعتماد است که برای طراحی و تحلیل قطعات و سازه‌های کامپوزیتی حیاتی می‌باشد. پوشش متوازن انواع مواد مرکب: کتاب با توجه به بلوغ و میزان کاربرد هر دسته از مواد مرکب، به‌طور متوازن به بررسی OMCs، MMCs و CMCs پرداخته و دیدی همه‌جانبه به مخاطب می‌دهد. به‌روزرسانی بر اساس جدیدترین فناوری‌ها: این جلد بازتاب‌دهنده پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های کم‌هزینه ساخت، کاربردهای جدید در زیرساخت‌ها و تحولات چشمگیر در حوزه مواد مرکب با زمینه فلزی و سرامیکی است. راهنمایی برای حل مسائل و عیب‌یابی: مباحثی مانند تحلیل شکست، تعمیر و نگهداری و بازیافت در کتاب گنجانده شده که آن را به ابزاری کارآمد برای مهندسان فعال در صنعت تبدیل می‌کند.

این کتاب برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب با زبانی کاربردی و ساختاری منظم، منبعی ایده‌آل برای طیف گسترده‌ای از مخاطبان است. مهندسان و تکنسین‌های فعال در صنایع هوافضا، خودروسازی، دریایی، عمران و ساخت‌وساز که به‌دنبال درکی عملی از مواد مرکب و کاربردهای آن هستند، مخاطبان اصلی این کتاب به شمار می‌روند. همچنین، دانشجویان و پژوهشگران رشته‌های مهندسی مواد، مکانیک و هوافضا در مقاطع تحصیلات تکمیلی می‌توانند از آن به‌عنوان یک منبع درسی و مرجع پایان‌نامه استفاده کنند. حتی غیرمتخصصانی که به‌دنبال آشنایی مقدماتی و کاربردی با قابلیت‌های شگفت‌انگیز مواد مرکب هستند، با مطالعه این کتاب می‌توانند به دانش ارزشمندی دست یابند.

سوالات متداول

تفاوت اصلی این جلد با کتاب «مواد مهندسی، جلد: مواد مرکب» که پیشتر منتشر شده بود، چیست؟

این کتاب یک بازبینی و به‌روزرسانی کامل از نسخه پیشین است. تفاوت اصلی در پوشش پیشرفت‌های چشمگیر فناوری در دهه‌های اخیر است، از جمله پیشرفت‌های چشمگیر در مواد مرکب با زمینه فلزی (MMCs)، بهبود فناوری‌های کم‌هزینه ساخت برای مواد مرکب با زمینه پلیمری (OMCs)، و ورود مواد مرکب با زمینه سرامیکی (CMCs) به عرصه کاربردهای صنعتی.

آیا این کتاب برای کسانی که تخصصی در زمینه مواد مرکب ندارند نیز مفید است؟

بله، یکی از اهداف اصلی این کتاب، فراهم کردن منبعی برای غیرمتخصصانی است که به‌دنبال کسب دانش عملی و کاربردی از قابلیت‌ها و کاربردهای مواد مرکب هستند. محتوای کتاب به‌گونه‌ای تدوین شده که برای طیف وسیعی از مخاطبان با سطوح مختلف دانش، قابل درک و استفاده باشد.

چه مباحثی در حوزه فرآیندهای ساخت در این کتاب پوشش داده شده است؟

کتاب به طور مفصل به فرآیندهای ساخت انواع مواد مرکب می‌پردازد. این مباحث شامل مدل‌سازی فرآیند، قالب‌سازی، روش‌های قالب‌گیری باز (مانند لایه‌گذاری دستی)، روش‌های قالب‌گیری بسته (مانند قالب‌گیری تزریقی رزین)، رشته‌پیچی، پولتروژن، و همچنین فرآیندهای ساخت مواد مرکب با زمینه فلزی و سرامیکی می‌شود.

Descripción del editor: 2 ASM Handbook, Volume 21: Composites provides a comprehensive, practical, and reliable source of technical knowledge, engineering data and supporting information for composite materials. This handbook is intended to be a resource volume for non-specialists who are interested in gaining a practical working knowledge of the capabilities and applications of composite materials. Thus, coverage emphasizes well-qualified and useful information for materials that can be produced in quantities and product forms of engineering significance. The full range of information of importance to the practical technologist is provided in this volume, including forms and properties of constituent materials, mechanics and design, processing, post-processing and assembly, testing and analysis, quality control, testing and certification, properties and performance, maintenance and repair, failure analysis, recycling and disposal, and applications. Coverage is provided of all commercially significant types of composites, including polymer- and other organic-matrix composites (OMCs), metal-matrix composites (MMCs), and ceramic-matrix composites (CMCs). Coverage is provided in a balanced fashion that is proportional to the maturity and use of each material class. The handbook is a completely revised and updated version of the Engineered Materials Handbook, Volume 1: Composites, published by ASM International in 1987. Information on OMCs has been updated to reflect advancements in this technology field, including improvements in low-cost manufacturing technologies and significantly expanded applications in areas such as infrastructure. Progress in MMCs has been particularly dramatic since the previous edition, and new information on these materials provides an up-to-date comprehensive guide to MMC processing, properties, applications, and technology. CMCs have also entered service in a number of applications since the previous edition, and these advances are described in the volume. More than 300 international experts from industry, academia, and military research facilities contributed as authors and reviewers to this handbook." (ASM International) Volume 21, Composites......Page 1 Publication Information and Contributors......Page 2 Introduction to Composites......Page 39 Introduction to Constituent Materials......Page 67 Introduction to Reinforcing Fibers......Page 70 Glass Fibers......Page 77 Carbon Fibers......Page 92 Aramid Fibers......Page 107 Ceramic Fibers......Page 119 Discontinuous Reinforcements for Metal-Matrix Composites......Page 130 Continuous Fiber Reinforcements for Metal-Matrix Composites......Page 138 Fabrics and Preforms......Page 146 Braiding......Page 171 Epoxy Resins......Page 195 Polyester Resins......Page 223 Bismaleimide Resins......Page 244 Polyimide Resins......Page 263 Phenolic Resins......Page 309 Cyanate Ester Resins......Page 324 Thermoplastic Resins......Page 339 Molding Compounds......Page 361 Metallic Matrices......Page 380 Ceramic Matrices......Page 406 Carbon Matrices......Page 416 Interfaces and Interphases......Page 424 Lightweight Structural Cores......Page 450 Bio-Based Resins and Natural Fibers......Page 459 Introduction to Engineering Mechanics, Analysis, and Design......Page 484 Micromechanics......Page 486 Macromechanics Analysis of Laminate Properties......Page 507 Characterizing Strength from a Structural Design Perspective......Page 565 Fracture Mechanics of Composite Delamination......Page 589 Hygrothermal Behavior......Page 604 Fatigue and Life Prediction......Page 616 Damping Properties......Page 632 Bolted and Bonded Joints......Page 663 Instability Considerations......Page 710 Damage Tolerance......Page 723 Out-of-Plane Analysis......Page 737 Analysis of Sandwich Structures......Page 749 Finite Element Analysis......Page 780 Computer Programs......Page 814 Testing and Analysis Correlation......Page 835 Design Criteria......Page 856 Design Allowables......Page 871 Computer-Aided Design and Manufacturing......Page 883 Design, Tooling, and Manufacturing Interaction......Page 900 Cost Analysis......Page 912 Rapid Prototyping......Page 921 Design Guidelines......Page 934 Engineering Mechanics and Analysis of Metal-Matrix Composites......Page 952 Fracture Analysis of Fiber-Reinforced Ceramic-Matrix Composites......Page 980 Introduction to Manufacturing of Polymer-Matrix Composites......Page 1010 Process Modeling......Page 1013 Composite Tooling......Page 1040 Electroformed Nickel Tooling......Page 1057 Elastomeric Tooling......Page 1066 Open Molding: Hand Lay-Up and Spray-Up......Page 1075 Custom Sailing Yacht Design and Manufacture......Page 1091 Prepreg and Ply Cutting......Page 1110 Manual Prepreg Lay-Up......Page 1120 Fiber Placement......Page 1135 Automated Tape Laying......Page 1140 Curing......Page 1152 Resin Transfer Molding and Structural Reaction Injection Molding......Page 1163 Vacuum Infusion......Page 1184 Compression Molding......Page 1221 Filament Winding......Page 1266 Pultrusion......Page 1300 Tube Rolling......Page 1331 Thermoplastic Composites Manufacturing......Page 1343 Processing of Metal-Matrix Composites......Page 1359 Processing of Ceramic-Matrix Composites......Page 1385 Processing of Carbon-Carbon Composites......Page 1411 Introduction to Post-Processing and Assembly......Page 1443 Machining, Trimming, and Routing of Polymer-Matrix Composites......Page 1444 Secondary Adhesive Bonding of Polymer-Matrix Composites......Page 1451 Processing and Joining of Thermoplastic Composites......Page 1481 Hole Drilling in Polymer-Matrix Composites......Page 1508 Mechanical Fastener Selection......Page 1518 Environmental Protection and Sealing......Page 1538 Extrusion of Particle-Reinforced Aluminum Composites......Page 1553 Post-Processing and Assembly of Ceramic-Matrix Composites......Page 1557 Introduction to Quality Assurance......Page 1576 Resin Properties Analysis......Page 1579 Tooling and Assembly Quality Control......Page 1584 Reinforcing Material Lay-Up Quality Control......Page 1590 Cure Monitoring and Control......Page 1604 Nondestructive Testing......Page 1621 Quality Assurance of Metal-Matrix Composites......Page 1687 Introduction to Testing and Certification......Page 1699 Overview of Testing and Certification......Page 1700 Test Program Planning......Page 1713 Constituent Materials Testing......Page 1731 Lamina and Laminate Nonmechanical Testing......Page 1751 Lamina and Laminate Mechanical Testing......Page 1765 Element and Subcomponent Testing......Page 1794 Full-Scale Structural Testing......Page 1828 Properties and Performance of Polymer-Matrix Composites......Page 1841 Properties of Metal-Matrix Composites......Page 1946 Properties and Performance of Ceramic-Matrix and Carbon-Carbon Composites......Page 1995 Introduction to Product Reliability, Maintainability, and Repair......Page 2016 Designing for Repairability......Page 2017 Repair Engineering and Design Considerations......Page 2045 Repair Applications, Quality Control, and Inspection......Page 2062 Ship Structure Repairs......Page 2073 Rehabilitation of Reinforced Concrete Structures Using Fiber-Reinforced Polymer Composites......Page 2088 Maintainability Issues......Page 2110 Bonded Repair of Metal Structures Using Composites......Page 2128 Worldwide Repair Standardization......Page 2148 Product Reliability, In-Service Experience, and Lessons Learned......Page 2153 Introduction to Failure Analysis......Page 2182 Failure Causes......Page 2185 Failure Analysis Procedures......Page 2188 Visual Analysis, Nondestructive Testing, and Destructive Testing......Page 2200 Microscopy......Page 2214 Thermal Analysis......Page 2235 Fractography......Page 2242 Case Histories......Page 2265 Fatigue Properties and Quantitative Fractography of Metal-Matrix Composites......Page 2278 Failure Analysis of Ceramic-Matrix Composites......Page 2290 Recycling and Disposal of Polymer-Matrix Composites......Page 2297 Recycling and Disposal of Metal-Matrix Composites......Page 2313 Introduction to Applications......Page 2321 Automotive Applications......Page 2322 Automotive Applications of Metal-Matrix Composites......Page 2341 Space Applications......Page 2350 Aeronautical Applications of Metal-Matrix Composites......Page 2375 High-Temperature Applications......Page 2388 Aircraft Applications......Page 2407 Applications of Carbon-Carbon Composites......Page 2427 Sports and Recreation Equipment Applications......Page 2434 Thermal Management and Electronic Packaging Applications......Page 2449 Marine Applications......Page 2465 Civil Infrastructure Applications......Page 2482 Applications of Ceramic-Matrix Composites......Page 2503 Glossary of Terms......Page 2525 Abbreviations, Symbols, and Tradenames......Page 2588 Descripción del editor: 2 ASM Handbook, Volume 21: Composites provides a comprehensive, practical, and reliable source of technical knowledge, engineering data and supporting information for composite materials. This handbook is intended to be a resource volume for non-specialists who are interested in gaining a practical working knowledge of the capabilities and applications of composite materials. Thus, coverage emphasizes well-qualified and useful information for materials that can be produced in quantities and product forms of engineering significance. The full range of information of importance to the practical technologist is provided in this volume, including forms and properties of constituent materials, mechanics and design, processing, post-processing and assembly, testing and analysis, quality control, testing and certification, properties and performance, maintenance and repair, failure analysis, recycling and disposal, and applications. Coverage is provided of all commercially significant types of composites, including polymer- and other organic-matrix composites (OMCs), metal-matrix composites (MMCs), and ceramic-matrix composites (CMCs). Coverage is provided in a balanced fashion that is proportional to the maturity and use of each material class. The handbook is a completely revised and updated version of the Engineered Materials Handbook, Volume 1: Composites, published by ASM International in 1987. Information on OMCs has been updated to reflect advancements in this technology field, including improvements in low-cost manufacturing technologies and significantly expanded applications in areas such as infrastructure. Progress in MMCs has been particularly dramatic since the previous edition, and new information on these materials provides an up-to-date comprehensive guide to MMC processing, properties, applications, and technology. CMCs have also entered service in a number of applications since the previous edition, and these advances are described in the volume. More than 300 international experts from industry, academia, and military research facilities contributed as authors and reviewers to this handbook." (ASM International) v. 1. Properties and selection irons, steels, and high-performance alloys v. 2. Properties and selection nonferrous alloys and special-purpose materials v. 3. Alloy phase diagrams v. 4. Heat treating v. 5. Surface engineering v. 6. Welding, brazing, and soldering v. 7. Powder metal technologies and applications v. 8. Mechanical testing and evaluation v. 11. Failure analysis and prevention v. 13A Corrosion: fundamentals, testing, and protection v. 19. Fatigue and fracture v. 20. Materials selection and design v. 21. Composites. This handy index eliminates the need to search through multiple back-of-the-book indexes to find where a subject is addressed. The comprehensive A-to-Z listing will help users find important handbook content in volumes where they may not have thought to look. This volume is a composite of all of the indexes in the complete 26-volume series, from Volume 1 through 22B. These volumes cover the properties, processing, and applications of metals and nonmetallic engineering materials. They are designed to provide the authoritative information and data necessary for the appropriate selection of materials to meet critical design and performance criteria