内容简介

本书是航空航天非金属材料测试技术培训教材，内容在全面普及各项材料基础知识的基础上，重点阐述了材料各方面性能的测试技术，以标准测试技术为主，内容全面、实用，可操作性强，适合各领域从事材料分析、监测与应用的人员。

图书目录

第一篇塑料 1塑料基础知识2 1.1概述2 1.2塑料的分类与组成2 1.2.1塑料的分类2 1.2.2塑料的组成3 1.3塑料的特性与用途5 1.3.1塑料的特性5 1.3.2塑料的用途6 1.4常用航空塑料6 1.4.1聚乙烯6 1.4.2聚丙烯7 1.4.3聚氯乙烯8 1.4.4聚苯乙烯9 1.4.5ABS10 1.4.6氟塑料11 1.4.7聚甲基丙烯酸甲酯12 1.4.8聚碳酸酯13 1.4.9聚酰胺14 1.4.10聚甲醛15 1.4.11热塑性聚酯16 1.4.12聚砜类塑料PSU或PSF17 1.4.13聚醚醚酮19 1.4.14聚酚氧（苯氧基树脂）19 1.4.15聚苯醚20 1.4.16氯化聚醚21 1.4.17酚醛树脂21 1.4.18环氧树脂22 1.5塑料材料的发展动态24 1.6塑料常用的生产工艺24 1.6.1压延成型24 1.6.2浇铸25 1.6.3涂敷25 1.6.4挤出25 1.6.5吹塑25 1.6.6注射模塑25 1.6.7喷射模塑26 1.6.8压缩模塑26 1.6.9壳模法27 1.6.10传递模塑27 1.6.11流化床模塑27 1.6.12旋转模塑28 1.6.13辐射加工28 1.6.14烧结28 2塑料物理化学性能测试29 2.1塑料密度和相对密度试验29 2.1.1定义29 2.1.2浸渍法29 2.1.3液体比重瓶法31 2.1.4滴定法（浮沉法）32 2.2塑料的吸水性试验33 2.2.1原理33 2.2.2吸水性33 2.2.3仪器33 2.2.4试样33 2.2.5试验步骤要点34 2.2.6计算结果34 2.2.7影响因素35 2.3塑料滑动摩擦磨损试验方法35 2.3.1定义35 2.3.2仪器35 2.3.3试样35 2.3.4试验条件36 2.3.5步骤要点36 2.3.6结果计算与表示36 2.3.7影响因素36 2.4塑料银纹试验方法37 2.4.1定义37 2.4.2仪器37 2.4.3试样尺寸37 2.4.4试验步骤要点38 2.4.5结果计算与表示38 2.4.6影响因素39 2.5塑料耐磨蚀试验方法39 2.5.1定义39 2.5.2仪器39 2.5.3试验步骤要求39 2.5.4试验结果40 2.5.5影响因素40 3塑料基本力学性能测试41 3.1塑料力学性能试验方法总则41 3.1.1试样制备41 3.1.2试验环境41 3.1.3试样的预处理41 3.1.4仪器41 3.1.5试样的状态调节42 3.2塑料拉伸性能试验方法42 3.2.1原理42 3.2.2定义43 3.2.3试样44 3.2.4试验步骤要点46 3.2.5结果计算与表示46 3.2.6影响因素47 3.3弯曲性能测定47 3.3.1原理48 3.3.2定义48 3.3.3试验要点49 3.3.4结果计算与表示50 3.3.5影响因素51 3.4压缩性能试验51 3.4.1原理51 3.4.2定义52 3.4.3设备及试样52 3.4.4试验步骤要点53 3.4.5结果计算与表示54 3.4.6影响因素55 3.5冲击性能试验55 3.5.1简支梁冲击试验55 3.5.2悬臂梁冲击强度试验59 3.6剪切性能62 3.6.1原理62 3.6.2定义63 3.6.3设备与试样63 3.6.4简明试验步骤63 3.6.5结果计算与表示63 3.6.6影响因素63 3.7硬度64 3.7.1球压痕硬度64 3.7.2塑料洛氏硬度试验65 3.8塑料承载强度试验方法68 3.8.1原理68 3.8.2设备与试样68 3.8.3操作要点69 3.8.4影响因素70 4塑料热性能的测试71 4.1负荷变形温度HDT试验方法71 4.1.1原理71 4.1.2设备71 4.1.3试样72 4.1.4简明步骤要点72 4.1.5结果计算与表示74 4.1.6影响因素74 4.2维卡软化点VST测定方法75 4.2.1原理75 4.2.2仪器及试样75 4.2.3简明试验步骤75 4.2.4试验结果的表示76 4.2.5影响因素76 4.3马丁耐热试验77 4.3.1原理77 4.3.2设备和试样77 4.3.3简明试验步骤77 4.3.4结果计算与表示78 4.3.5影响因素78 4.4热塑性塑料熔体流动速率试验79 4.4.1定义79 4.4.2仪器和试样79 4.4.3简明试验步骤79 4.4.4结果计算与表示80 4.4.5影响因素80 4.5塑料线胀系数测定81 4.5.1试验原理81 4.5.2定义81 4.5.3设备与试样81 4.5.4简明步骤要求82 4.5.5结果计算与表示82 4.5.6影响因素83 4.6定向有机玻璃的热松弛试验方法83 4.6.1原理83 4.6.2定义83 4.6.3设备与试样83 4.6.4简明试验步骤83 4.6.5结果计算与表示84 4.6.6影响因素84 4.7定向有机玻璃消向应力和消向温度试验（HB6659―1992）84 4.7.1原理84 4.7.2定义85 4.7.3设备与试样85 4.7.4简明试验步骤86 4.7.5结果计算与表示86 4.7.6影响因素86 4.8塑料受热作用后的时间—温度极限的测定86 4.8.1原理87 4.8.2定义87 4.8.3设备与试样87 4.8.4简明试验步骤87 4.8.5结果计算与表示87 4.8.6影响因素89 4.9塑料热空气老化试验（热老化箱法）89 4.9.1原理89 4.9.2仪器与试样89 4.9.3简明试验步骤89 4.9.4结果的评估与表示90 4.9.5影响因素91 4.10塑料低温脆化温度的测定（冲击法）92 4.10.1原理92 4.10.2仪器与试样93 4.10.3简明试验步骤94 4.10.4结果的评估与表示94 4.10.5影响因素95 5塑料电性能测试96 5.1固体绝缘材料工频电气强度的试验方法96 5.1.1原理96 5.1.2定义96 5.1.3试样处理及试验环境条件97 5.1.4电气装置及试样97 5.1.5简明试验要点97 5.1.6结果计算与表示98 5.1.7影响因素99 5.2固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率的测定99 5.2.1定义99 5.2.2设备99 5.2.3试样与电极配置100 5.2.4电极材料100 5.2.5简明操作要领101 5.2.6结果的计算与表示101 5.2.7影响因素102 5.3固体电工绝缘材料高压小电流间歇耐电弧试验102 5.3.1原理102 5.3.2设备、电极与试样103 5.3.3简明步骤要点103 5.3.4结果评估105 5.3.5影响因素105 5.4固体绝缘材料绝缘电阻的测定方法105 5.4.1原理105 5.4.2试验设备105 5.4.3电极105 5.4.4试样106 5.4.5试样处理108 5.4.6试验程序108 5.4.7注意事项109 6塑料光学性能测试110 6.1透光率和雾度110 6.1.1定义110 6.1.2测试原理110 6.1.3仪器和试样111 6.1.4简明试验程序（雾度计法）111 6.1.5结果评估111 6.1.6影响因素112 6.2黄色指数112 6.2.1定义112 6.2.2设备和试样113 6.2.3简明试验步骤113 6.2.4结果计算与表示113 6.2.5影响因素113 6.3透明塑料光学畸变试验113 6.3.1原理113 6.3.2定义114 6.3.3仪器设备与试样114 6.3.4简明试验步骤115 6.3.5结果计算与表示116 6.3.6影响因素116 6.4折射率的测定116 6.4.1定义116 6.4.2测试原理116 6.4.3仪器和试样117 6.4.4简明试验步骤117 6.4.5影响因素118 7塑料燃烧性能测试119 7.1塑料的水平燃烧和垂直燃烧性能119 7.1.1原理119 7.1.2定义119 7.1.3设备和试样120 7.1.4简明试验步骤120 7.1.5影响因素122 7.2塑料氧指数的测定123 7.2.1原理123 7.2.2定义123 7.2.3设备与试样123 7.2.4简明试验步骤124 7.2.5结果计算与表示126 7.2.6影响因素127 8塑料耐液体化学性能试验128 8.1原理128 8.2试样128 8.3方法要点129 8.4影响因素130 9塑料测试部分国标、ISO及ASTM标准131 9.1部分塑料测试国家标准131 9.2部分塑料测试ISO标准135 9.3部分美国塑料测试ASTM标准137 第二篇纺织材料 10纺织材料基础知识142 10.1纺织纤维及其基本性能142 10.1.1纺织纤维142 10.1.2纺织纤维的分类143 10.1.3纺织纤维的主要性能144 10.1.4航空用纺织纤维150 10.1.5纺织纤维的鉴别方法157 10.2纤维材料发展及展望160 10.2.1功能型纤维160 10.2.2环保纤维161 10.2.3智能纤维162 10.2.4高性能纤维163 10.3纱线及其基本性能164 10.3.1纱线的定义及分类164 10.3.2纱线的品质评定166 10.4织物及其基本性能168 10.4.1织物的定义168 10.4.2织物的分类168 10.4.3机织物的技术条件170 10.4.4针织物的技术条件171 10.4.5织物分析方法172 11航空用纺织品174 11.1概述174 11.1.1航空纺织品的种类174 11.1.2航空纺织品的组织结构174 11.1.3航空纺织品的命名方法176 11.2航空纺织品的后整理178 11.2.1热定型整理178 11.2.2防水整理178 11.2.3阻燃整理179 11.2.4防灼整理179 11.2.5轧光整理179 11.2.6涂层整理180 11.2.7抗静电整理181 11.2.8抗菌整理181 11.3整理技术的新发展182 11.3.1等离子体技术182 11.3.2生物酶应用技术182 11.3.3纳米技术183 11.3.4超临界流体技术183 11.4特种纺织品在航空产品上的应用184 11.4.1特种纺织材料在降落伞上的应用184 11.4.2特种纺织材料在飞机阻力伞上的应用185 11.4.3航空纺织材料在救生服装上的应用186 11.4.4航空纺织材料在空靶上的应用188 11.4.5飞机座舱玻璃软固定带188 11.4.6飞机座椅安全带189 11.4.7飞机套罩189 11.4.8飞机拦阻网189 11.4.9飞机舱内隔热、隔音和装饰材料190 11.5纺织材料的保管和贮存190 11.5.1纺织材料保管和贮存的意义190 11.5.2纺织材料的保管条件190 11.5.3纺织材料的老化191 11.5.4纺织材料贮存期规定192 12纺织材料测试试验条件193 12.1试验室标准大气条件193 12.1.1恒温恒湿的意义193 12.1.2标准大气条件193 12.2温湿度对纺织品试验结果的影响194 12.2.1纺织材料的吸湿性194 12.2.2吸湿对纺织材料性能的影响194 12.3试样的处理195 12.3.1吸湿原理195 12.3.2纺织材料吸湿的决定因素195 12.3.3调湿处理195 12.3.4具体规定195 12.4采样要求195 12.5纺织材料外观质量196 12.5.1外观质量检查的目的和意义196 12.5.2外观检验的条件196 12.5.3织物的外观疵点对产品的影响196 13纺织材料物理性能试验198 13.1厚度198 13.1.1原理198 13.1.2仪器198 13.1.3试样198 13.1.4试验步骤要点198 13.1.5试验结果计算与表示198 13.1.6影响因素199 13.2重量（线密度）199 13.2.1原理199 13.2.2仪器199 13.2.3试样199 13.2.4试验步骤要点199 13.2.5试验结果计算与表示200 13.2.6影响因素200 13.3纱线捻度200 13.3.1原理200 13.3.2仪器200 13.3.3试样200 13.3.4试验步骤要点200 13.3.5试验结果计算与表示201 13.3.6影响因素201 14纺织材料力学性能试验202 14.1断裂强力和伸长率202 14.1.1原理202 14.1.2仪器202 14.1.3试样203 14.1.4试验步骤要点203 14.1.5试验结果计算与表示204 14.1.6影响因素204 14.1.7案例分析208 14.2撕破强力208 14.2.1原理208 14.2.2仪器209 14.2.3试样209 14.2.4试验步骤要点209 14.2.5试验结果计算与表示210 14.2.6影响因素210 14.2.7案例分析211 14.3顶破强力214 14.3.1原理214 14.3.2仪器214 14.3.3试样214 14.3.4试验步骤214 14.3.5试验结果计算与表示214 14.3.6影响因素214 14.4刺破强力215 14.4.1原理215 14.4.2仪器215 14.4.3试样216 14.4.4试验步骤216 14.4.5试验结果计算与表示216 14.4.6影响因素216 14.4.7案例分析217 14.5胀破强力218 14.5.1原理218 14.5.2仪器218 14.5.3试样218 14.5.4试验步骤要点218 14.5.5试验结果计算与表示218 14.5.6影响因素219 15纺织材料专项性能试验220 15.1透气量试验220 15.1.1原理220 15.1.2仪器220 15.1.3试样220 15.1.4试验步骤要点221 15.1.5试验结果计算与表示221 15.1.6影响因素221 15.2气体透过率试验222 15.2.1原理222 15.2.2仪器222 15.2.3试样222 15.2.4试验步骤要点222 15.2.5试验结果计算与表示222 15.2.6影响因素222 15.3防水性试验223 15.3.1原理223 15.3.2仪器223 15.3.3试样223 15.3.4试验步骤要点223 15.3.5试验结果计算与表示223 15.3.6影响因素223 15.4透湿性试验224 15.4.1原理224 15.4.2仪器224 15.4.3试样224 15.4.4试验步骤要点224 15.4.5试验结果计算与表示225 15.4.6影响因素225 15.4.7案例分析226 15.5防灼性试验229 15.5.1原理229 15.5.2仪器229 15.5.3试样229 15.5.4试验步骤要点229 15.5.5试验结果计算与表示230 15.5.6影响因素230 15.6阻燃性能试验230 15.6.1垂直法230 15.6.2水平法231 15.6.345°倾斜试验231 15.6.4氧指数法232 15.7保温性能试验233 15.7.1原理233 15.7.2仪器234 15.7.3试样234 15.7.4试验步骤要点234 15.7.5试验结果计算与表示234 15.7.6影响因素234 15.8抗挠曲损伤性能试验234 15.8.1原理234 15.8.2仪器234 15.8.3试样235 15.8.4试验步骤要点235 15.8.5试验结果计算与表示235 15.8.6影响因素235 15.8.7案例分析235 15.9热传导性能试验237 15.9.1原理237 15.9.2仪器237 15.9.3试样237 15.9.4试验步骤要点237 15.9.5试验结果计算与表示237 15.9.6影响因素238 15.9.7案例分析238 15.10柔软度试验240 15.10.1原理240 15.10.2仪器240 15.10.3试样240 15.10.4试验步骤要点240 15.10.5试验结果计算与表示241 15.11抗静电性能试验241 15.11.1原理241 15.11.2仪器241 15.11.3试样241 15.11.4试验步骤要点241 15.11.5试验结果计算与表示242 15.11.6影响因素242 15.11.7案例分析242 15.12涂层织物高温抗粘连性试验244 15.12.1原理244 15.12.2仪器244 15.12.3试样244 15.12.4试验步骤要点244 15.12.5试验结果计算与表示244 15.12.6讨论245 15.13耐摩擦色牢度245 15.13.1原理245 15.13.2仪器245 15.13.3试样245 15.13.4试验步骤要点245 15.13.5试验结果表示245 15.14耐水色牢度和湿气渗色牢度246 15.14.1原理246 15.14.2仪器246 15.14.3试样246 15.14.4试验步骤要点246 15.14.5试样结果表示246 15.14.6讨论246 16纺织材料化学性能试验方法247 16.1酸碱度pH值测定试验方法247 16.2含残留淀粉浆试验方法247 16.3含脂量及防灼剂含量试验方法247 17名词术语249 17.1性能249 17.2外观疵点253 17.2.1绸布疵点253 17.2.2带子疵点254 17.2.3绳子疵点255 17.2.4线的疵点255 18国内外航空用纺织材料现行测试方法256 18.1概述256 18.2航空纺织品专用测试方法的标准清单256 18.2.1纺织行业标准256 18.2.2国家标准257 18.2.3美国军用纺织品标准（FED—STD—191a）（摘选）258 参考文献261

序言

公元前2025年的汉谟拉比法典，就提出了对制造有缺陷产品的工匠给予严厉的处罚，当然，在今天的以人为本的文明世界看来是不能予以实施的。即使在当时，汉谟拉比法典在总体上并没有得到真正有效的实施，其主要原因在于没有理化检测及评定的技术和方法用以评价产品的质量以及责任的归属。从公元前2025年到世界工业革命前，对产品质量问题处罚的重要特征是以产品质量造成的后果和负责人为对象的，而对产品制造过程和产品质量的辨识只能靠零星、分散、宏观的经验世代相传。由于理化检测和评估技术的极度落后，汉谟拉比法典并没有解决如何判别造成质量问题和失效的具体原因的问题。 近代工业革命给人类带来了巨大物质文明，也不可避免地给人类带来了前所未有的灾难。约在160多年前，人们首先遇到了越来越多的蒸汽锅炉爆炸事件。在分析这些失效事故的经验教训中，英国于1862年建立了世界上第一个蒸汽锅炉监察局，把理化检测和失效分析作为仲裁事故的法律手段和提高产品质量的技术手段。随后在工业化国家中，对产品进行检测和分析的机构相继出现。而材料和结构的检测开始受到重视则是近半个世纪的事情。第二次世界大战及后来的大量事故与故障，推动了力学、无损、物理、化学和失效分析的快速发展，如断裂力学、损伤力学等新兴学科的诞生以及扫描电镜、透射电镜、无损检测、化学分析等大量的先进分析设备等的应用。 毋庸置疑，产品的质量可靠性要从设计入手。但就设计而言，损伤容限设计思想的实施就需要由无损检测和设计用力学性能作为保证，产品从设计开始就应考虑结构和产品的可检性，需要大量的材料性能数据作为设计输入的重要依据。 就材料的研制而言，首先要检测材料的化学成分和微观组织是否符合材料的设计要求，性能是否达到最初的基本设想。而化学成分、组织结构与性能之间的协调关系更是研制高性能材料的基础，对于材料中可能存在的缺陷，更需要无损检测的识别并通过力学损伤的研究提供判别标准。 就构件制造而言，一个复杂或大型结构需要通过焊接来实现，要求在结构设计时就对材料可焊性和工艺可实施性进行评估，使选材具有可焊性，焊接结构具有可实施性，焊接接头缺陷具有可检测性，焊接操作者具有相应的技能水平，这样才能获得性能可靠的构件。 检测和焊接技术在材料的工程应用中的作用更加重要。失效分析作为服役行为和对材料研制的反馈作用已被广泛认识，材料成熟度中也已经考虑了材料失效模式是否明确；完善的力学性能是损伤容限设计的基础，材料的可焊性、无损检测和失效模式不仅是损伤容限设计的保证，也是产品安全和可靠使用的保证。 因此，理化检测作为对材料的物理化学特性进行测量和表征的科学，焊接作为构件制造的重要方法，在现代军工产品质量控制中具有非常重要的地位和作用，是武器装备发展的重要基础技术。理化检测和焊接技术涉及的范围极其广泛，理论性与实践性并重，在军工产品制造和质量控制中发挥着越来越重要的作用。近年来，随着国防工业的快速发展，材料和产品的复杂程度日益提高，对产品安全性的保证要求越来越严格；同时，理化检测和焊接新技术日新月异，先进的检测和焊接设备大量应用，对理化检测和焊接从业人员的知识、技能水平和实践经验都提出了更高的要求。 为贯彻《军工产品质量管理条例》和GJB《理化试验质量控制规范》，提高理化检测及焊接人员的技术水平，加强理化实验室的科学管理和航空产品及科研质量控制，中国航空工业集团公司成立了“中国航空工业集团公司检测及焊接人员资格认证管理中心”，下设物理冶金、分析化学、材料力学性能、非金属材料性能、无损检测、失效分析和焊工七个专业人员资格鉴定委员会，负责组织中航工业理化检测和焊接人员的专业培训、考核与资格证的发放工作。为指导培训和考核工作的开展，中国航空工业集团公司检测及焊接人员资格认证管理中心组织有关专家编写了“中航工业检测及焊接人员资格鉴定与认证系列培训教材”。 这套教材由长期从事该项工作的专家结合航空工业的理化检测和焊接技术的需求和特点精心编写而成，包括了上述七个专业的培训内容。教材全面、系统地体现了航空工业对各级理化检测和焊接人员的要求，力求重点突出，强调实用性而又注意保持教材的系统性。 这套教材的编写得到了中航工业质量安全部领导的大力支持和帮助，也得到了行业内多家单位的支持和协助，在此一并表示感谢。 中国航空工业集团公司检测及焊接人员资格认证管理中心