复合材料概论习题
研究生复合材料试题及答案
复合材料试题参考答案及评分标准请将所有答案写在答题纸上。
一、判断题(2分×10=20分)1.复合材料的自振频率比单一材料要低, 因此可以避免工作状态下的共振。
2.玻璃陶瓷又称微晶玻璃。
3.纤维与金属类似, 也有时效硬化现象。
4.立方型的BN, 因在结构上类似石墨而具有良好的润滑性。
5.在溶解与润湿结合方式中, 溶解作用是主要的, 润湿作用是次要的。
6.石墨纤维的制造与Al2O3纤维类似, 都是采用直接法。
7.纯金属的表面张力较低, 因此很容易润湿纤维。
8.E-玻璃纤维具有良好的导电性能。
9.良好的化学相容性是指高温时复合材料的组分之间处于热力学平衡, 且相与相之间的反应动力学十分缓慢。
10.(TiB+TiC)/Al是一种混杂复合材料。
二、填空题(1分×18=18分)1.Bf/Al 复合材料的界面结合以()为主。
2.纤维增强CMCs的断裂模式有()、()、和()。
3.非线性复合效应有()、()、()和()。
4.复合材料的设计类型有()、()、()、()和()。
5.CVD法制造B f的芯材通常有()、()、()和()。
原位复合材料中, “原位”是指()。
三、简答题(4分×5=20分)1.池窑拉丝法在那些方面比坩埚法生产玻璃纤维更为先进?2.温度因素是如何影响复合材料中基体对增强体的润湿性?3.Bf表面为什么通常要进行涂层?4.简述现代界面模型的主要观点。
纤维增强ZrO2复合材料的主要增韧机制有哪些, 并简述其增韧原理。
四、问答题1.说明连续纤维增强复合材料的横向弹性模量遵循混合效应(12分)。
2.写出2种液态法制造MMCs的方法, 并简述其工艺过程和优缺点(12分)。
画出CMCs的应力-应变曲线, 将其与低碳钢作比较;简述CMCs在拉伸载荷作用下的断裂过程, 画出示意图。
(20分)一、判断题1×2√3×4×5×6×7×8×9√10√(每小题2分)1.二填空题(每空1分, 共18分)2.机械结合3.脆性断裂韧性断裂混合断裂4.相乘效应诱导效应系统效应共振效应5.安全设计单项性能设计等强度设计等刚度设计优化设计6.钨丝碳丝涂钨的石英纤维涂碳的石英纤维增强体不是采用外加方法进入基体的, 而是通过化学反应的方法在基体内部生成的三简答题1.(1)池窑拉丝法采用的漏板上小孔数目大幅度增加, 提高了拉丝效率;(2)池窑拉丝采用玻璃料直接熔化而不是采用玻璃小球, 提高了原料利用率(3)池窑拉丝的废料可以直接再熔化, 减少了浪费满分4分, (2), (3)共2分。
2017年西南大学1024《复合材料概论》习题答案
2017年西南大学1024《复合材料概论》习题答案1024《复合材料概论》习题1、一维增强体顾名思义,增强体在一维上比较长,二另外两维比较短,又称为纤维材料,如玻璃纤维、碳纤维等。
2、聚合物是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达10~106)化合物。
3、碳纤维详细答案:11813653264、晶须5、陶瓷基复合材料6、金属基复合材料7、混凝土8、聚合物材料9、钛基复合材料10、复合材料基体的作用是什么11、复合材料按基体材料可分为哪四类)?12、在制备复合材料时为什么对增强体表面处理?13、窗体底端14、金属基复合材料与陶瓷基复合材料相比较各自的优缺点有哪些?15、窗体底端16、什么是颗粒增强复合材料?17、什么是碳/碳复合材料?18、窗体顶端19、窗体底端20、什么是无机凝胶材料?21、镍基复合材料和陶瓷材料均可做为高温材料使用,试比较两种材料优缺点?22、镍基复合材料和陶瓷材料均可做为高温材料使用,试比较两种材料优缺点?窗体顶端23、为什么说航空技术和复合材料息息相关,复合材料的技术是开发航空航天技术的必备条件?24、窗体顶端25、试列举出石墨纤维增强金属基复合材料的优点.26、窗体顶端27、窗体底端28、试列举出钛基复合材料的优点.29、窗体底端30、窗体顶端31、窗体底端32、陶瓷基复合材料按基体分类有哪些,与金属基复合材料相比较其优缺点?33、窗体顶端34、窗体底端35、窗体顶端36、金属基复合材料有哪些,其性能特点如何?<br< p="">37、试举出生活中你所接触到的复合材料,并指出其基体和增强体。
38、畅想碳纤维及其复合材料人类生产生活可能带来的变革39、窗体底端40、窗体顶端41、窗体底端42、玻璃纤维及其制品优缺点。
43、窗体底端44、名词解释:颗粒增强复合材料45、窗体顶端46、论述题:复合材料复合的初衷是什么?你所接触到的复合材料用哪些,试举三例,并说明其特点。
复合材料10道题答案
复合材料10道题答案1.什么是复合材料,它的特性是什么?结合复合材料的特点解释了其广泛应用的原因。
定义:复合材料是指含有多种成分的新材料,不同成分有机结合,具有新的材料特性。
既能保留原组分或材料的主要特性,又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能;通过材料设计,各部件的性能可以相互补充和关联,从而获得新的优异性能。
特点:(1)在特定的基质中填充一种或多种填料。
(2)它既能保留原部件或材料的主要特性,又能通过复合效应获得原部件所不具备的性能。
(3)通过材料设计,各部件的性能可以相互补充和关联,从而获得新的优越性能。
(4)材料可按要求设计和制造。
(5)它可以制成任何形状的产品。
复合材料的形成与产品的形成是同步的,因此避免了多重加工过程。
应用领域:(1)热稳定性好,比强度和比刚度高,可用于航空航天领域。
(2)特殊的减振特性可以减少振动和噪音,抗疲劳性能好,损坏后易于修复,便于整体成型,可用于汽车领域。
(3)碳纤维与树脂基体复合形成的具有良好耐蚀性的人才可用于化工、纺织和机械制造领域。
(4)优异的机械性能和不吸收X射线,可用于医疗领域。
(5)生物相容性和血液相容性,可用于生物医用材料。
此外,复合材料也用于制造运动器材和建筑材料。
2.简要描述RTM过程,解释过程的特征,可以制备什么样的产品,给出实际产品的例子,并解释制备产品的过程和过程条件。
树脂传递模塑法,在这种方法中,增强材料被切割或制成预成型件,然后放入模腔中。
将预成型件放置在合适的位置,以确保模具的密封。
模具闭合后,树脂被注入模腔,流过加强件,排出气体,并润湿纤维(加强件),多余的树脂将从排气孔排出到模腔。
之后,树脂在一定条件下固化并取出,得到产品。
工艺特点:产品尺寸由模具型腔决定,产品尺寸精度高,内外表面精确,不需要额外加工,但工艺难度大,注胶周期长,注胶质量不易控制。
该产品树脂含量高,模具成本高。
操作人员不接触胶液,工作条件良好。
它适用于具有一定厚度和尺寸要求的零件,如飞机机头固体壁结构天线罩、复合材料汽车保险杠、A3XXXX年左右甚至更长时间,而功能基复合材料的开发周期要短得多。
复合材料概论考试复习题
复合材料概论复习提要一、名词解释1、复合材料2、基体3、增强体4、聚合物基复合材料5、金属基复合材料6、陶瓷基复合材料7、水泥基复合材料8、碳/碳复合材料9、玻璃钢10、脱模剂11、复合材料的蠕变12、CVD13、玻璃纤维14、碳纤维15硼纤维16氧化铝纤维17、晶须18、A玻纤、E玻纤、S玻纤、M玻纤19玻璃纤维增强环氧树脂20玻璃纤维增强酚醛树脂21玻璃纤维增强聚酯树脂22、单模、对模23、等代设计法。
24、水泥二、重要知识点1、复合材料中的基体有三种主要作用。
2、复合材料的界面的作用和效应。
3、复合材料的可设计性以及意义、如何设计防腐蚀(碱性)玻璃纤维增强塑料。
4、增强材料的表面处理、沃兰(V olan)的结构式,沃兰和有机硅烷对玻纤表面处理的机理。
5、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶的生产过程以及性能(优点和缺点)、表面处理方法。
6、不饱和聚酯树脂的固化过程以及性能(优缺点)。
7、玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酯树脂主要性能。
8、铝基复合材料的制造与加工。
9、陶瓷基复合材料的使用温度范围。
10、晶须或者纤维增韧陶瓷基复合材料的制造工艺和成型加工方法。
11、RTM成型工艺、模压成型工艺和手糊成型工艺。
12、在连续玻璃纤维及其制品的制造过程中,拉丝时要用浸润剂的原因。
13、金属基纤维复合材料的界面结合形式以及影响界面稳定性的因素。
14、晶须增韧陶瓷基复合材料的强韧化机理。
复合材料10道题答案.doc
1、什么是复合材料,复合材料具有哪些特点,并结合复合材料的特点说明其应用领域广泛的原因。
定义:复合材料是指那些含有多个组分,且不同的组分有机地结合在一起、具有新的材料性能的新材料。
既能保留原组分或材料的主要特色,并通过复合效应获得原组分所不具备的性能;可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得新的优越性能。
特点:(1)在一个特定的基体中填充有一种或多种填充体。
(2)既能保留原组分或材料的主要特色,并通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
(3)可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得新的优越性能。
(4)可按需要进行材料的设计和制造。
(5)可制成任何形状的制品,复合材料的形成和形成制品形状同步,可避免多次加工工序。
应用领域.•(1)热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于航空航天领域。
(2)特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成型,可用于汽车领域。
(3)有良好耐腐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的才,可用于化工、纺织和机械制造领域。
(4)优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于医学领域。
(5)生物组织相容性和血液相容性,可用于关于生物医学材料。
此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。
2、对RTM工艺过程进行简单描述,并说明该工艺的特点,能够制备什么样的制品,并给出实际制品的例子,并说明制备该制品的工艺过程及工艺条件。
RTM:树脂转移成型,是把增强材料切成或制成预成型体,放入模腔之中。
预成型体放置于合适的位置,以保证模具的密封。
合模后,树脂被注射到模腔之内,流经增强体,把气体排出,并润湿纤维(增强体),多余的树脂将从排气孔处排出模腔。
之后,树脂在一定的条件下经固化后,取出是到制品。
工艺特点:制品尺寸由模腔决定,制件尺寸精度高,有精确的A外表面,不需补充加工,但工艺难度大,注胶周期长,注胶质量不易控制;制品树脂含量高,模具赀用高;操作者不与胶液接触,劳动条件好。
复合材料复习题答案
复合材料复习题答案一、选择题1. 复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,其中一种材料通常具有()。
A. 良好的机械性能B. 高熔点C. 良好的化学稳定性D. 良好的电绝缘性答案:A2. 以下哪项不是复合材料的优点?A. 轻质B. 高强度C. 易加工D. 耐腐蚀答案:C3. 复合材料中增强材料的主要作用是()。
A. 提供形状B. 提供韧性C. 提供强度D. 提供耐腐蚀性答案:C4. 复合材料的界面相通常具有以下哪个特性?A. 良好的粘合性B. 良好的导电性C. 良好的导热性D. 良好的透光性答案:A5. 以下哪种材料不属于复合材料?A. 碳纤维增强塑料B. 玻璃纤维增强塑料C. 铝合金D. 陶瓷基复合材料答案:C二、填空题6. 复合材料的分类方法很多,根据增强材料的不同,可以分为________、________和________等。
答案:纤维增强材料、颗粒增强材料、层状增强材料7. 复合材料的制备方法主要有________、________和________等。
答案:热压成型、树脂传递成型、拉挤成型8. 复合材料的界面相是复合材料中增强材料与基体材料之间的________,它对复合材料的性能有重要影响。
答案:过渡层9. 复合材料的力学性能主要取决于增强材料的________、________和________。
答案:类型、含量、排列方式10. 复合材料在航空航天领域的应用非常广泛,例如________、________和________等。
答案:飞机结构、卫星结构、火箭结构三、简答题11. 简述复合材料的一般性能特点。
答案:复合材料通常具有轻质、高强度、高刚度、良好的疲劳性能和耐腐蚀性能等特点。
此外,复合材料的热膨胀系数较低,可以设计成具有特定性能的特定形状。
12. 描述复合材料的界面相在复合材料中的作用。
答案:界面相在复合材料中起着至关重要的作用。
它不仅影响增强材料与基体材料之间的粘合强度,还影响复合材料的整体性能。
复合材料概论习题集 9 金属及陶瓷基复合材料(不要求掌握)
6 FRCM一、选择题2、用碳化硅晶须增强氧化铝陶瓷( A、B )A、提高了抗热震性。
B 、降低了热膨胀系数。
C、减少了热传导性。
D、增加了密度。
3、微裂纹增韧( A、D )A、主要是由于颗粒热膨胀系数不同产生的残余应力。
B、是由于颗粒总处于拉应力状念。
C、是由于颗粒总处于压应力状念。
D、颗粒的压力状态与热膨胀系数失配和压力大小有关。
4、相变增韧( B、C )A、是由于陶瓷基体中加入的氧化锆由单斜相转变为四方相。
B、是由于陶瓷基体中加入的氧化锆由四方相转变为单斜相。
C、共增韧机理是陶瓷基体由于氧化锆相变产生了微裂纹。
D 、总是导致陶瓷基复合材料的强度下降。
5、纤维拔出( C、D )A、是纤维在外力作用下与基体的脱离。
B、其拔出能总是小于脱粘能。
C、其拔出能总是大于脱粘能。
D、增韧作用比纤维脱粘强。
一.判断下列命题是否正确,如果有错误请改正l 、陶瓷基复合材料的制备过程大多涉及高温,因此仅有可承受上述高温的增强材料才可被用于制备陶瓷基复合材料。
(√)5、陶瓷基复合材料中,连续纤维的增韧效果远远高于颗粒增韧的效果。
(√)6 、玻璃陶瓷是含有大量微晶体的陶瓷。
(⨯)7、陶瓷基复合材料的最初失效往往是陶瓷基体的开裂。
(√)二.名词解释三.简答题十二、如何改善陶瓷的强度?减少陶瓷内部和表面的裂纹:含有裂纹是材料微观结构的本征特性。
微观夹杂、气孔、微裂纹等都能成为裂纹源,材料对表面裂纹(划伤、擦伤)也十分敏感。
提高断裂韧性(K IC):采用复合化的途径,添加陶瓷粒子、纤维或晶须,引入各种增韧机制(增加裂纹的扩散阻力及裂纹断裂过程消耗的能量),可提高陶资的韧性。
五、陶瓷基体的性质及分类是什么?陶瓷的性质:比金属更高的硬度和熔点,化学性质稳定,耐热性和抗老化性好,通常为绝缘体。
最大的弱点是脆性强,可加工性差。
加入纤维和晶须增强,能提高陶瓷的韧性。
作为基体使用的陶瓷应有耐高温性,和纤维或晶须之间有良好的界面相容性及较好的工艺性能等。
《材料学概论》题库资料复合材料部分
《复合材料结构设计基础》部分题库一、填空题1.复合材料按复合效果可分为_______、__________复合材料。
2.复合材料使用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分(或组元),通过______而成的,具有___________材料。
3.复合材料按基体材料性质分可分为_______、__________及陶瓷基复合材料4.纤维复合材料中常用作防弹背心的材料主要有芳纶纤维和____________。
5.玻璃纤维常用作增强体,缺点主要有_______、__________及易受机械损伤。
6.碳纤维常用作增强体,缺点主要有_______、__________及价格较高。
7.芳纶纤维常用作增强体,缺点主要有_______、__________。
8.复合材料的加工主要有_______、__________、_______、__________及颗粒复合材料加工。
9.晶须是含缺陷很少的_______材料。
10.结构用金属基复合材料基体要求有_______、__________。
11.复合材料界面相的作用有_______、__________及传递作用等。
12.复合材料增强体的作用有_______、__________。
二、判断题1.混合材料就是复合材料()2.草梗合泥筑墙是古代利用复合材料的见证()3.复合材料的组成是性能的唯一决定因素()4.复合材料组成中增强体起增加强度、改善性能的作用()5.聚合物基复合材料中聚合物所起的作用包括保护纤维、分配载荷()6.碳纤维比强度高,肯定可以作为防弹材料()7.晶须是含缺陷很少的单晶纤维材料()8.粉末压制成型属于复合材料加工范畴()9.晶须是直径 0.1~10μm,长径比 5~1000单晶纤维材料()10.颗粒增强体也称为刚性颗粒增强体()11.延性颗粒增强体主要为金属颗粒()12.芳纶纤维具有吸湿性()13.碳纤维具有抗氧化性,生产过程中无需防护()14.玻璃纤维耐磨性差,在混合过程中应注意防护()15.芳纶纤维大量次价键的存在赋予其高比强度和比模量()16.超高分子量聚乙烯具有高抗冲击性能,可以作为防弹背心材料()17.碳纤维抗氧化处理中最好采用添加陶瓷材料()18.爆炸连接工艺属于层状复合材料制备范畴()19.手糊工艺是复合材料加工制备中较为简单的工艺()20.纳米复合材料是复合材料发展的新方向()三、选择题1.复合材料的发展历程上,下列哪一项是与古代复合材料发展相对应的_________。
《复合材料》习题及答案 (2)
《复合材料》习题及答案第一章1、材料科技工作者的工作主要体现在哪些方面?(简答题)①发现新的物质,测试新物质的结构和性能;②由已知的物质,通过新的制备工艺,改善其微观结构,改善材料的性能;③由已知的物质进行复合,制备出具有优良特性的复合材料。
2、复合材料的定义(名词解释)复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
3、复合材料的分类(填空题)⑴按基体材料分类①聚合物基复合材料;②金属基复合材料;③无机非金属基复合材料。
⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料:②颗粒增强复合材料;③片材增强复合材料;④叠层复合材料。
4、复合材料的结构设计层次(简答题)⑴一次结构:是指由基体和增强材料复合而成的单层复合材料,其力学性能取决于组分材料的力学性能,各相材料的形态、分布和含量及界面的性能;⑵二次结构:是指由单层材料层合而成的层合体,其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何(各单层的厚度、铺设方向、铺层序列);⑶三次结构:是指工程结构或产品结构,其力学性能取决于层合体的力学性能和结构几何。
5、复合材料设计分为三个层次:(填空题)①单层材料设计;②铺层设计;③结构设计。
第二章1、复合材料界面对其性能起很大影响,界面的机能可归纳为哪几种效应?(简答题)①传递效应:基体可通过界面将外力传递给增强物,起到基体与增强体之间的桥梁作用。
②阻断效应:适当的界面有阻止裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。
③不连续效应:在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象。
④散热和吸收效应:光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收。
⑤诱导效应:复合材料中的一种组元的表面结构使另一种与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生变化。
2、对于聚合物基复合材料,其界面的形成是在材料的成型过程中,可分为两个阶段(填空题)①基体与增强体的接触与浸润;②聚合物的固化。
3、界面作用机理界面作用机理是指界面发挥作用的微观机理。
复合材料练习题
复合材料练习题第一章绪论一、选择题:从A、B、C、D当选择出正确的答案。
1.混杂复合材料()A.仅指两种以上增强材料组成的复合材料B.是具有混杂纤维或颗粒增强的复合材料C.总被以为是两向编织的复合材料D. 一样为多层复合材料2.玻璃钢是()A.玻璃纤维增强A1基复合材料。
B.玻璃纤维增强塑料。
C.碳纤维增强塑料。
D.氧化铝纤维增强塑料。
3.功能复合材料()A.是指由功能体和基体组成的复合材料。
B.包括各类力学性能曲复合材料。
C.包括各类电学性能的复合材料。
D.包括各类声学性能的复合材料。
4.材料的比模量和比强度越高()A.制作同一零件时自重越小、刚度越大。
B.制作同一零件时自重越大、刚度越大。
C制作同一零件的自重越小、刚度越小。
D.制作同一零件的自重越大、刚度越小。
5.以下图中属于短纤维增强的复合材料是()ABC D二、复合材料为何具有可设计性?简述复合材料设计的意义。
组分的选择、各组分的含量及散布设计、复合方式和程度、工艺方式和工艺条件的操纵等均阻碍复合材料的性能,给予复合材料的可设计性。
意义:①每种组分只奉献自己的优势,躲开自己的缺点。
②由一组分的优势补偿另一组分的缺点,做到性能互补。
③使复合材料取得一种新的、优于各组分的性能(叠加效应)。
优胜劣汰、性能互补、推陈出新。
第二章复合材料的界面一、选择题:从A、B、C、D当选择出正确答案。
1.复合材料界面的作用()A.仅仅是把基体与增强体粘结起来。
B.将增强体经受的载荷由基体传递到增强体。
C老是使复合材料的性能得以改善。
D.老是降低复合材料的整体性能。
2.浸润性()A.当Y SL+Y LG<Y SG时,易发生浸润。
B.当Y SL+Y LG>Y SG时,易发生浸润。
C.接触角。
=0℃时,不发生浸润。
D.是液体在固体上的铺展。
3.增强材料与基体的作用是()A.增强材料是经受载荷的要紧组元。
B .基体是经受载荷的要紧组元。
C.增强材料与基体都是经受载荷的要紧组元。
复合材料题库完整
一.填空题:1.玻璃钢材料由〔基材〕与〔增强材料〕组成,其中〔各类树脂〕和〔凝胶材料〕为玻璃钢的常用基材。
2.常见可以拉制成纤维的玻璃种类主要分为〔无碱玻璃〕、〔中碱玻璃〕、〔高碱玻璃〕、〔高强玻璃〕,其中〔无碱玻璃纤维〕是应用最多的玻纤。
3.连续玻璃纤维纺织制品就起产品形态而言可分为〔纱线〕〔织物〕两大类别。
4. 预浸料的制备方式可分为〔湿法〕〔干法〕与〔粉末法〕。
5. 结构胶粘剂一般以〔热固性树脂〕为基体,以〔热塑性树脂〕或〔弹性体〕为增韧剂,配以固化剂等组成。
6. 按照材料成分分类主要分为〔环氧树脂胶粘剂〕〔聚酰亚胺胶粘剂〕〔酚醛树脂胶粘剂〕〔硅酮树脂胶粘剂〕。
7. 玻璃钢制品的生产过程可大致分为〔定型〕〔浸渍〕〔固化〕三个要素。
8. 环氧树脂是分子中含有两个或两个以上〔环氧基团〕的一类高分子化合物。
9. 按适用于玻璃钢手糊成型的模具结构形式分为:〔单模〕与〔敞口式对模〕。
10. 叶片制造常用的基体树脂有〔不饱和聚酯树脂〕,〔环氧乙烯基树脂〕与〔环氧树脂〕三类。
二.名词解释:1.热固性树脂:这种树脂在催化剂与一定的温度、压力作用下发生不可逆的化学反响,是线性有机聚合物链相互交联后形成的三维结构体。
2.预浸料:将定向排列的纤维束或织物浸涂树脂基体,并通过一定的处理后贮存备用的中间材料。
3.不饱和聚酯树脂:是由饱和的或不饱和的〔二元醇〕与饱和的与不饱和的〔二元酸或酸酐〕缩聚而成的线性高分子化合物。
4.单位面积质量:一定大小平板状材料的质量和它的面积之比。
5. 含水率:在规定条件下测得的原丝或制品的含水量。
即试样的湿态质量和干态质量的差数与湿态质量的比值,用百分率表示。
6. 拉伸断裂强度:在拉伸试验中,试样单位面积或线密度所承受的拉伸断裂强力。
单丝以Pa 为单位,纱线以N/tex为单位。
7. 弹性模量:物体在弹性限度,应力与其应变的比例数。
有拉伸和压缩弹性模量〔又称氏弹性模量〕、剪切和弯曲弹性模量等,以Pa〔帕斯卡〕为单位。
复合材料习题及答案
复合材料习题及答案复合材料习题及答案复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的材料,通过它们的组合可以获得更好的性能。
它的应用范围非常广泛,涵盖了航空航天、汽车制造、建筑等多个领域。
为了帮助读者更好地理解和掌握复合材料的相关知识,下面将给出一些习题及答案,供大家参考。
1. 什么是复合材料?答:复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料。
它的组成部分通常包括增强相和基体相。
增强相可以是纤维、颗粒或片层,而基体相则是固态化合物或合金。
2. 复合材料的优点有哪些?答:复合材料具有很多优点,例如高强度、高刚度、低密度、耐腐蚀性好等。
此外,复合材料还具有设计灵活性高、易于成型和加工等特点。
3. 复合材料的分类有哪些?答:复合材料可以根据增强相的形态进行分类,常见的分类包括纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和片层增强复合材料。
4. 纤维增强复合材料有哪些常见的纤维?答:常见的纤维有玻璃纤维、碳纤维和有机纤维等。
这些纤维具有高强度、高模量和低密度等特点,被广泛应用于复合材料中。
5. 复合材料的制备方法有哪些?答:复合材料的制备方法主要包括手工层叠法、自动层叠法、注塑成型法、挤出成型法等。
不同的制备方法适用于不同的复合材料和应用领域。
6. 复合材料的应用有哪些?答:复合材料的应用非常广泛,例如在航空航天领域中,复合材料被用于制造飞机的机身和翅膀等部件;在汽车制造领域中,复合材料被用于制造车身和零部件等;在建筑领域中,复合材料被用于制造高层建筑的外墙板等。
7. 复合材料的性能测试有哪些方法?答:复合材料的性能测试方法有很多,常见的包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、剪切试验等。
通过这些试验可以评估复合材料的力学性能和物理性能。
8. 复合材料的未来发展趋势是什么?答:复合材料在未来的发展中将更加注重环保和可持续性。
人们将研发更多的可回收和可降解的复合材料,以减少对环境的影响。
此外,随着科技的进步,复合材料的性能将进一步提升,应用领域也将更加广泛。
复合材料习题集
复合材料概论习题集一、解释名词与术语1.碳/碳复合材料2.纤维增强水泥3.先进复合材料4.片状模塑料5.凯芙拉纤维6.环氧树脂7.安全系数8.氧指数9.ABS树脂,10.团状模塑料11.缠绕工艺12.湿法缠绕13.干法缠绕,14.复合材料15.酚醛树脂16.复合材料的界面17.聚酰胺树脂18.拉挤成型19.表面处理20.碳纤维水泥水泥基复合材料二、简答题1、复合材料通常有几种分类法?2、与传统材料相比,复合材料有哪些特点和优点?3、热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂的区别?4、RTM的基本原理是什么?它有那些特点?5、间苯型不饱和聚酯与邻苯型相比具有那些特性?6、接触低压成型工艺的特点?7、简述热塑性树脂的基本性能,复合材料常用热塑性树脂有那些?8、作为先进复合材料基体的高性能树脂有几类?并举例。
9、制造玻璃纤维及其制品时浸润剂的作用是什么?10、注射成型相对于模压成型的特点:11、制作碳纤维的五个阶段是什么?12、简述复合材料界面的机能。
三、论述题1、写出一种不饱和聚酯合成反应式以及交联固化反应式,指出各步反应的反应机理,为了降低交联密度可采取哪些措施?2、论述界面的作用机理及界面的表征方法。
3、以玻璃纤维为例说明增强材料进行表面处理的原因及方法。
4、论述聚合物基复台材料成型工艺的发展概况。
5、影响玻璃纤维化学稳定性的因素是什么?6、简述热塑性树脂的基本性能。
四、综合应用题1、举例说明树脂基复合材料发展迅速且广泛应用的原因。
2、请详细说明要使用复合材料的理由。
3、论述复合材料制品成型的工艺特点和成型工艺的选择原则及方法。
4、分别叙述聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和金属基复合材料各自的优点。
5、画出手糊工艺的流程,叙述手糊工艺的优缺点。
复合材料概论补考试卷
中南林业科技大学课程考试试卷课程名称: 复合材料概论 ;试卷编号: 卷;考试时间:120分钟一、填空题(每题3分,共30分)1.按基体材料进行分类,可将复合材料分为基复合材料、 基复合材料以及无机非金属基复合材料。
2.碳纤维复合材料具有良好的摩阻特性和减摩特性,是因为碳纤维具有 和 。
3.玻璃纤维常用有机铬络合物作为偶联剂,其中应用最为广泛。
4.汽车的内部装饰件常采用 作基体树脂,是因为其具有良好的耐火性、自熄性、低烟性和低毒性。
5.由于界面具有 效应,使得复合材料具有良好的抗震能力。
6. 金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据,例如,航空航天工业选择轻金属如 、 、 合金作为基体。
7.聚酰胺用玻璃纤维增强后,耐水性、耐热性以及力学性能得到很大的提高,唯一的缺点是 变差了。
8.酚醛树脂分子结构中含大量苯环与极性羟基,使得分子链的刚性 、 差,因此酚醛树脂硬度和脆性较大。
9.用纤维布增强陶瓷基制得的复合材料,在纤维布二维方向上的性能 ,垂直于纤维布方向上的性能 。
10.若结构要求有很好的低温工作性能,可选用低温下不脆化的 纤维作为增强材料。
二、选择题(每题3分,共30分)(1)下列哪一项不是聚合物基复合材料普遍具有的特点( )。
学院 专业班 年 姓名 学装订线(答题不得超过此线)A.减震性能好B.比强度大C.过载时安全性好D.耐老化性能好(2)在1500℃以下强度随温度的升高而增加,超过此温度,强度随稳定的升高而下降,直到1900℃后趋于稳定,而模量随温度的升高而不断增加,这是()。
A.玻璃纤维B.硼纤维C.芳纶纤维D.石墨纤维(3)以下环氧树脂中,具有化学稳定性高,耐紫外线和大气老化性能好,且具有自熄性的是()。
A.有机硅环氧树脂B.脂环族环氧树脂C.酚醛环氧树脂D.三聚氰酸环氧树脂(4)以下增强材料中,拉伸强度最高的是()。
A.碳纤维B.芳纶纤维C.蓝宝石晶须D.碳化硅纤维(5)下列复合材料中,在成型过程中基体与增强体之间会发生相互反应形成界面反应层的是()。
复合材料题库
复合材料题库一、选择题1、以下哪种材料不属于复合材料?()A 钢筋混凝土B 铝合金C 碳纤维增强复合材料D 玻璃钢2、复合材料的优点不包括()A 高强度B 高模量C 耐腐蚀D 加工难度小3、常见的增强体材料不包括()A 玻璃纤维B 碳纤维C 芳纶纤维D 聚乙烯纤维4、以下哪种树脂常用于复合材料?()A 酚醛树脂B 聚乙烯树脂C 聚丙烯树脂D 聚苯乙烯树脂5、复合材料的界面性能对其整体性能有着重要影响,以下哪种方法不能改善复合材料的界面性能?()A 对增强体进行表面处理B 选择合适的树脂基体C 增加增强体的含量D 采用合适的成型工艺二、填空题1、复合材料按用途可分为结构复合材料和_____复合材料。
2、碳纤维增强复合材料的比强度比钢_____(高/低)。
3、玻璃纤维增强复合材料中,玻璃纤维的作用是_____。
4、复合材料的成型工艺包括手糊成型、_____成型、缠绕成型等。
5、树脂基复合材料的基体主要作用是_____和传递载荷。
三、简答题1、简述复合材料的定义及特点。
2、比较玻璃纤维和碳纤维的性能差异。
3、说明复合材料界面的作用,并列举改善界面性能的方法。
4、介绍几种常见的金属基复合材料及其应用领域。
5、阐述复合材料在航空航天领域的应用优势。
四、论述题1、论述复合材料的发展趋势,并举例说明。
2、从性能、成本、制造工艺等方面综合分析复合材料在汽车工业中的应用前景。
下面我们来逐一分析这些题目。
选择题部分:第 1 题,铝合金是单一的金属材料,不属于复合材料,其他选项如钢筋混凝土、碳纤维增强复合材料、玻璃钢都属于复合材料,所以答案是 B。
第 2 题,复合材料通常具有高强度、高模量和耐腐蚀等优点,但一般来说加工难度较大,而不是加工难度小,所以答案是 D。
第 3 题,聚乙烯纤维一般不常用作复合材料的增强体,玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维则是常见的增强体材料,答案是 D。
第 4 题,酚醛树脂常用于复合材料,而聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂在复合材料中的应用相对较少,答案是 A。
复合材料试题2
1.判断题(2分×10=20分)。
(1) 复合材料产生于现代,古代没有复合材料。
()(2) 玻璃陶瓷与玻璃类似,都是非晶态固体。
()(3) E-玻璃纤维具有良好的导电性。
()(4) 硼本质是一种脆性材料,因此很难直接制成纤维状。
()(5) 非共格界面的界面能一般都较低。
()(6) 良好的润湿将促进界面的结合。
()(7) 纯金属的表面张力很高,难以润湿纤维。
()(8) 从物理化学角度来看,理想界面应是化学连续体。
()(9) 复合效应中的相乘效应可以简单表示为:C=A×B。
()(10)彩色胶卷仅含有三种感光乳剂层却能记录各种颜色,利用了复合效应中的诱导效应。
()2. 填空题(2分×5=10分)。
(1)液体对固体的润湿条件为:()。
(2)界面相容性包括()和()。
(3)金属基复合材料的界面结合形式有()、()和()。
(4)()是最简单的一种线性效应,指复合材料的某项性能与其中某一组分的该项性能基本相当。
(5)原位复合材料中,原位(In-Situ)的含义是()。
3.简答题(4分×5=20分)。
(1)简述纤维状增强体的特点。
(2)简述复合材料的界面相容性。
(3)简述焦化法制造SiC晶须的工艺过程。
(4)简述化学气相沉积法(CVD)的工艺原理。
(5)什么是共格界面?4. 图1是某纤维增强陶瓷基复合材料的应力-应变曲线,根据该图回答下列问题。
(3分×4=12分)图1(1) 图中曲线的第一个转折点σ0表示();(2) 当σ>σ0后曲线继续上升,表示();(3) 图中曲线的最高点σb表示();(4) 当σ>σb后曲线下降,表示()。
5.用示意图表示纤维增强陶瓷基复合材料在拉伸应力下的三种断裂模式(4分×3=12分)。
6.试述选择金属基体应遵循哪些原则,并举例说明。
(10分)7.试比较金属基复合材料常用的制造方法,并指出其优缺点。
(16分)。
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复合材料习题第四章一、判断题:判断以下各论点的正误。
1、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。
(⨯)2、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。
(√)3、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件,但非充分条件。
(√)4、基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高,则复合材料的弹性模量也越高。
(⨯)5、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。
(√)6、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。
(⨯)7、混合法则可用于任何复合材料的性能估算。
(⨯)8、纤维长度l<l c时,纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力。
(√)二、选择题:从A、B、C、D中选择出正确的答案。
1、复合材料界面的作用(B)A、仅仅是把基体与增强体粘结起来。
B、将整体承受的载荷由基体传递到增强体。
C、总是使复合材料的性能得以改善。
D、总是降低复合材料的整体性能。
2、浸润性(A、D)A、当γsl+γlv<γsv时,易发生浸润。
B、当γsl+γlv>γsv时,易发生浸润。
C、接触角θ=0︒时,不发生浸润。
D、是液体在固体上的铺展。
3、增强材料与基体的作用是(A、D)A、增强材料是承受载荷的主要组元。
B、基体是承受载荷的主要组元。
C、增强材料和基体都是承受载荷的主要组元。
D、基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用。
4、混合定律(A)A、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性变化。
B、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈曲性变化。
C、表达了复合材料的性能与基体和增强体性能与含量的变化。
D、考虑了增强体的分布和取向。
5、剪切效应是指(A)A、短纤维与基体界面剪应力的变化。
B、在纤维中部界面剪应力最大。
C、在纤维末端界面剪应力最大。
D、在纤维末端界面剪应力最小。
6、纤维体积分量相同时,短纤维的强化效果趋于连续纤维必须(C)A、纤维长度l=5l c。
B、纤维长度l<5l c。
C、纤维长度l=5-10l c。
D、纤维长度l>10l c。
7、短纤维复合材料广泛应用的主要原因(A、B)A、短纤维比连续纤维便宜。
B、连续纤维复合材料的制造方法灵活。
C、短纤维复合材料总是各相同性。
D、使短纤维定向排列比连续纤维容易。
8、当纤维长度l>l c时,纤维上的平均应力(A、C)A、低于纤维断裂应力。
B、高于纤维断裂应力。
C、正比于纤维断裂应力。
D、与l无关。
六、简述复合材料增强体与基体之间形成良好界面的条件。
在复合过程中,基体对增强体润湿;增强体与基体之间不产生过量的化学反应;生成的界面相能承担传递载荷的功能。
复合材料的界面效应,取决于纤维或颗粒表面的物理和化学状态、基体本身的结构和性能、复合方式、复合工艺条件和环境条件。
七、根据下图,讨论为什么在相同体积含量下,SiC晶须增强MMC强度(抗拉与屈服强度)均高于颗粒增强MMC,而这两者的弹性模量相差不大。
解答:从混合定律及晶须与颗粒的强度与模量考虑。
九、试述影响复合材料性能的因素。
基体和增强材料(增强体或功能体)的性能;复合材料的结构和成型技术;复合材料中增强材料与基体的结合状态(物理的和化学的)及由此产生的复合效应。
十、复合材料的界面具有怎样的特点?界面相的化学组成、结构和物理性能与增强材料和基体的均不相同,对复合材料的整体性能产生重大影响。
界面具有一定的厚度(约几个纳米到几个微米),厚度不均匀。
材料特性在界面是不连续的,这种不连续性可能是陡变的,也可能是渐变的。
材料特性包括元素的浓度、原子的配位、晶体结构、密度、弹性模量、热膨胀系数等。
十一、什么是浸润?如何描述浸润程度的大小?试讨论影响润湿角大小的因素。
浸润:固-气界面被固-液界面置换的过程,用于描述液体在固体表面上自动铺展的程度。
固体表面的润湿程度可以用液体分子对其表面的作用力大小来表征,具体来说就是接触角。
Young 公式讨论了液体对固体的润湿条件:cos lv sv sl γθγγ⋅=-降低液-固表面能和液-气表面能或者增大固-气表面能有助于润湿。
θ=0︒(γlv =γsv -γsl ),完全浸润;0︒<θ<90︒(γlv >γsv -γsl >0),部分浸润;θ>90︒(γsv <γsl ),完全不浸润。
影响接触角(润湿角)大小的因素:固体表面的原始状态,例:吸附气体、氧化膜等均使接触角增大。
固体表面粗糙度增加将使接触角减小。
固相或液相的夹杂、相与相之间化学反应的产物都将影响润湿性。
原因:夹杂或反应产物改变了固相的性质和固相的表面粗糙度。
十二、如何改善基体对增强材料的润湿性?1、纤维表面处理:清除纤维表面的杂质、气泡、用化学方法去除纤维表面的氧化膜,或者表面涂层,这些操作都能增进液态基体对纤维的润湿性。
2、变更基体成分:对于金属基复合材料,合金化改善润湿性最方便、有效。
加入合金元素后,θ角的变化还与熔化时间有关。
3、改变温度:一般,提高制造温度可以增加润湿性,但是,过高的温度会产生一些不利影响:基体严重过热、氧化、基体与增强材料在高温下发生化学反应、增强材料损伤等。
4、增加液体压力:对于不润湿的情况,必须施加大于P c (()4/cos c lv f f P V d γθ=)的外压才能使液体渗入纤维束。
5、改变加工气氛:γsv 和γlv 值随气体性质的不同而变化,因此改变制造过程中的环境气氛可以控制液体与固体之间的润湿状况。
固体或液体表面吸附某种气体,也可以改变γsv 或γlv 。
十三、简述玻璃纤维表面化学组成、结构及反应性的特点。
玻璃纤维整体化学组成包含Si、O、Al、Ca、Mg、B、F、Na等,但其表面只含有Si、O、Al。
玻璃纤维的结构与块状玻璃相似:由三维空间的不规则连续网络构成,阳离子位于多面体中心,被一定数目的O2-包围,在玻璃内部阳离子与阴离子的作用力处于平衡状态。
玻璃表面的阳离子不能获得所需数量的O2-,因而产生一种表面力,此表面力与表面张力、表面吸湿性密切相关,有吸附外界物质的倾向。
玻璃纤维表面会吸附多层水分子膜,表面吸附的水与玻璃组成的中的碱金属或碱土金属作用,在玻璃表面形成-OH基:~Si-OD+H2O→~Si-OH+D++OH-(D:碱金属或碱土金属)玻璃纤维上所吸附的水具有明显的碱性,将进一步与二氧化硅网络反应:~Si-O-Si~+OH-→~Si-OH+~Si-O-反应中生成的~Si-O-将继续与水反应形成另外的OH-:~Si-O-+H2O→~Si-OH+OH-这样,表面的吸附水就破坏了玻璃纤维中的SiO2网络结构,玻璃纤维成分中含碱量愈高,吸附水对SiO2骨架的破坏愈大,纤维强度下降就愈大。
玻璃纤维表面的反应性主要是由表面明显的碱性和Si-OH基团所决定。
Si-OH基团具有一般活性基团所具有的反应性质,这种性质是纤维表面改性、改善纤维与树脂基体界面粘结的有利条件。
十四、简述复合材料的界面结合类型及其特点。
1、机械结合:增强材料与基体之间仅依靠纯粹的粗糙表面相互嵌入(互锁)作用进行连接(摩擦力),没有化学作用。
影响机械结合的因素:增强材料与基体的性质、纤维表面的粗糙度、基体的收缩(正压力)有利于纤维箍紧。
2、溶解与浸润结合:在复合材料的制造过程中,由单纯的浸润和溶解作用,使增强材料和基体形成交错的溶解扩散界面,是一种次价键力的结合。
(当基体的基团或分子与增强材料表面间距小于0.5nm时,次价键力就发生作用。
次价键力包括诱导力、色散力、氢键等。
)形成溶解与浸润结合的基本条件:增强材料与基体间的接触角小于90︒,增强材料与基体间有一定的溶解能力。
3、反应界面结合:基体与增强材料间发生化学反应,在界面上形成新的化合物、以主价键力相互结合。
这是一种最复杂、最重要的结合方式。
反应结合受扩散控制,扩散包括反应物质在组分物质中的扩散(反应初期)和在反应产物中的扩散(反应后期)。
要实现良好的反应结合,必须选择最佳的制造工艺参数(温度、压力、时间、气氛等)来控制界面反应的程度。
界面反应层是非常复杂的组成,有时发生多个反应,产生交换反应结合。
界面的反应产物大多是脆性物质,达到一定厚度时,界面上的残余应力可使其发生破坏,因此,界面结合先随反应程度提高而增加结合强度,但反应达到一定程度后,界面结合有所减弱。
4、混合结合:上述界面结合方式的混合,实际情况中发生的重要的界面结合形式。
十五、简述影响增强材料与基体粘结性能的因素。
固-液复合过程中,固体表面与液体的浸润性。
不同组分的分子或原子彼此相互接近时的状态,形成化学结合时相互作用的强弱。
化学结合的形式(主价键结合:共价键、离子键、金属键等;次价键作用:静电作用、诱导力、色散力、氢键、分子间的扩散等)。
十六、试讨论碳纤维/环氧树脂复合材料的界面反应。
碳纤维表面含有氧原子,以羟基、羰基、羧基、内酯基形式存在,这些基团可以与树脂基体中的胺基、环氧基等基团形成氢键。
但是,碳纤维表面的这些含氧基团的浓度很低,反应的活性点很稀少,需要通过表面改性以减小碳纤维表面晶棱尺寸、增加表面积以及增加碳纤维表面含氧基团。
例:碳纤维的氧化处理:氧含量显著增加,氧化过程分别产生羟基、羰基、羧基,并可能以环状官能团形式存在。
胺固化的环氧树脂中的胺基能与碳纤维表面的羧基形成氢键,环氧基也能与羟基和羧基形成氢键,在过量单体和较高温度时,这些氢键就转变成共价键。
十七、试讨论玻璃纤维增强混凝土中玻璃受到侵蚀的类型及其防护方法。
中碱、无碱玻璃纤维在硅酸盐水泥水化物中受到侵蚀,导致玻璃纤维增强混凝土的抗拉强度大幅度下降,甚至丧失殆尽。
①化学侵蚀:水泥水化生成的Ca(OH)2与玻璃纤维的硅氧骨架之间发生化学反应生成水化硅酸钙,当水泥液相中有NaOH、KOH存在时会加速反应。
②应力侵蚀:由于玻璃纤维表面存在缺陷,水泥水化生成的晶体可进入这些缺陷中,在缺陷端部造成应力集中并使缺陷扩展。
防止水泥水化物对玻璃纤维侵蚀的措施:①改变玻璃纤维的化学组分。
例:加入较多量的ZrO2可提高玻璃纤维的抗碱性。
②对玻璃纤维表面进行被覆处理,以隔绝水泥水化物对纤维的侵蚀。
例:可用锆、钛、锌、铝等金属的水溶性盐对玻璃纤维进行处理;也可用抗碱性好的树脂(环氧树脂、呋喃)对玻璃纤维进行浸渍处理而后使之固化。
③使用水化物碱度低的水泥以减缓或防止对玻璃纤维的侵蚀。
例:采用水化产物中Ca(OH)2含量低的甚至无Ca(OH)2的水泥(高铝水泥、硫铝酸盐水泥)。
十八、试讨论硼纤维-铝基复合体系的界面反应及其防护。
B在高温下,除Ag、Cu、Sn、Be外,可以与其它金属发生反应生成不规则的结构,形成脆性的反应层。
硼纤维和铝的界面反应由于渗入氧生成氧化物而发生破坏,即B2O3层的破坏。
当铝的纯度较高时,在纤维上生成AlB2:Al+2B→AlB22B+3O→B2O3碳化硅涂层能使硼纤维具有突出的抗氧化性。