复合材料有关习题
聚合物复合材料作业习题
一、选择题1.以下哪一项不是以增强纤维的类型来分类的聚合物复合材料?(C)A、混杂纤维聚合物复合材料B、天然纤维聚合物复合材料C、短纤维聚合物复合材料D、有机纤维聚合物复合材料2.复合材料进入ACM阶段?(D)A、20世纪80年代B、20世纪50年代C、20世纪60年代D、20世纪70年代3.以下说法哪些是正确的?(ABD)A、共混组分的熔体黏度与配比都会对形态产生影响B、当两种组分中有一种含量小于26%时,这一组分一般来说是分散相C、共混体系熔体黏度的提高,一般会增大分散相的平衡粒径D、共混物的形态,可作为共混组分之间相容性的一种表征4.界面结构与性能特点。
(BCD)A、单分子层,形貌十分复杂B、组成、结构形态复杂C、化学成分很复杂D、化学元素很复杂5.天然纤维物理处理的方法有哪些?(ABDE)A、蒸汽爆破处理B、热处理法C、包覆处理法D、机械改性E、低温等离子体处理6.水对玻璃纤维聚合物复合材料及界面的破坏作用有些哪些?(ABCE)A、水的浸入B、对玻璃纤维表面的腐蚀作用C、水对树脂的降解作用D、水溶胀纤维导致界面脱粘破坏E、产生渗透压导致界面脱粘破坏7.芳纶纤维利用等离子体表面处理,哪些说法是正确的?(ABC)A、不需加入引发剂、溶剂,污染少;B、设备简单、操作易行;C、受等离子体类型和时间影响D、抗拉强度随处理时间延长而线性上升8.粉体表面改性的目的。
(BCDE)A、降低成本B、提高相容性C、改善分散性D、赋予功能性E、提高附加值9.确定增韧粒子的粒径最佳尺度的途径?(ABC)A、增韧体系中增韧粒子有足够多的数量B、从诱发银纹或剪切带考虑C、从终止银纹的角度考虑D、从终止剪切带的角度考虑10.影响分散相粒径的因素有哪些?(BCD)A、分散机理的影响B、组分配比的影响C、黏度比D、界面张力的影响11.基于平衡粒径表达式,降低平衡粒径的方法有?(ACD)A、提高剪切速率B、提高两相间的界面张力C、提高剪切应力D、提高熔体黏度二、填空题1.通过形态的观测,可以揭示(形态与性能)的关系;从而通过改善共混物的形态,达到提高共混物性能的目的。
复合材料刚度习题(力学)
复合材料的刚度——练习一
确定E1ν1和E2ν2等厚度双金属(如习题二)的简支梁,梁中 截面C受集中力P作用
求:梁中截面应力。
A
C
B
t
h
t
l
l
2
2
b
复合材料的刚度——练习二
硼/环氧B4/5505正交对称层合板[902/02]S,单层厚度为 t=0.1mm,Nx 100N/m 其它内力分量均为零 。 求:各铺层应力。
(4)层合板铺层变形
2.19 0.2 0T
k
0
zk
0.73 0.067
0.73 0.067
0T 0T
10-3
2.19 0.2 0T
zk
zk
zk 1 2
复合材料的刚度——习题五
练习三中的层合板,Nx N y Nxy M y M xy 0, M x 50N.m/m 计算该层合板的铺层应变和应力。
复合材料的刚度——习题四
硼/环氧B4/5505规则斜交反对称层合板[45/-45]T,单层厚 度为t=0.4mm,求该层合板的刚度。 已知:E1 208GPa, E2 18.9GPa, G12 5.7GPa, v21 0.23
解:(1)正轴刚度
209 4.4 0
Q
4.4
19
0
GPa
0 0 5.7
2
1
Q2
E2
1
2 2
2
0
2 1
0
0
0
1
2
2
(2)等厚度双层
ht
x
t
N
A Qktk Q1t Q2t A1 A2 k 1
B
N
Qk
k 1
复合材料——复习题1(1)
一、判断题1、MMC具有比其基体金属或合金更高的比强度和比模量。
(√)2、原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理与化学稳定性。
(√)3、原位复合法制备MMC的基本思路是为了提高增强材料与基体之间的浸润性和减少界面反应。
(√)4、一般,颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属或合金高。
(√)5、陶瓷纤维增强MMC的抗蠕变性能高于基体金属或合金。
(√)6、陶瓷基复合材料的制备过程大多涉及温度,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。
(√)7、Y2O3加入到ZTA(zirconia toughening alumina)中是为了促进相变形成单斜晶体。
(×)/C是目前唯一可用于温度高达2800℃的高温复合材料,但必须是在非氧化8、Cf性气氛下。
(√)9、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。
(×)10、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。
(√)11、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件,但非充分条件。
(√)12、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。
(√)13、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。
(×)14、纤维长度l<lc时,纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力。
(√)二、选择题1、金属基复合材料通常(BD)A、以重金属做基体B、延性比金属差C、弹性模量比基体低D、较基体具有更高的高温强度2、材料的比模量和比强度越高(A)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、制作同一零件时自重越小,刚度越小D、制作同一零件时自重越大,刚度越小3、偶联剂是这样一种试剂(AC)A、它既能与纤维反应,又能与基体反应B、它能与纤维反应,但不能与基体反应,也不与基体相容C、它能与纤维反应,不与基体反应,但与基体相容D、它不与纤维反应,但与基体反应或相容4、通常MMC(metal matrix composite)(BC)A、采用高熔点、重金属作为基体B、要比基体金属或合金的塑性与韧性差C、要比基体金属或合金的工作温度高D、要比基体金属或合金的弹性模量低5、原位MMC(BD)A、可以通过压铸工艺制备B、可以通过定向凝固工艺制备C、可以通过扩散结合或粉末法制备D、可以通过直接金属氧化法(DIMOX TM)制备6、单向纤维增强MMC的纵向拉伸模量(AD)A、随纤维体积含量的增加而增加B、与纤维体积含量无关,而与纤维和基体的模量有关C、与横向拉伸模量相同D、与基体的模量有关7、在体积含量相同的情况下,SiC晶须与颗粒增强MMC(B)A、具有基本相同的抗拉强度和屈服强度B、具有基本相同的拉伸模量C、具有基本相同的断裂韧性D、具有基本相同的抗蠕变性能8、MMC制备工艺中,固态发和液态法相比(A)A、增强材料与基体浸润性要求可以降低B、增强材料在集体中分布更均匀C、增强材料仅局限于长纤维D、增强材料/基体界面反应更剧烈(如果存在界面反应时)9、为了改善增强材料与基体浸润性,制备MMC时,可以通过(ABD)A、基体合金化,以降低液态基体的表面张力B、基体合金化,以增加液态基体与增强材料的界面能C、涂层,增加增强材料的表面能D、涂层,降低增强材料的表面能10、MMC中,目前典型的增强材料/基体界面包括有(ABC)/AlA、不发生溶解,也不发生界面反应,如BfB、不发生溶解,但发生界面反应,如B/Tif/AlC、极不容易互相浸润,但能发生强烈界面反应,如Cf/AlD、既容易互相浸润,又不发生界面反应,如SiCf11、相变增韧(BC)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、其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12、选择C/C高温抗氧化涂层材料的主要关键是(C)A、涂层材料的熔点高B、涂层材料高温抗氧化性和热膨胀系数C、涂层的氧扩散渗透率极低和与C/C的热膨胀系数匹配性D、涂层材料高温挥发性。
复合材料复习题
一、判断题1.比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比√2.混杂复合总是指两种以上的纤维增强体×3.陶瓷复合材料中,连续纤维的增韧效果远高于颗粒的增韧效果√4.层板复合材料主要是指由颗粒增强的复合材料×5.复合材料具有可设计性√6.分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大×7.原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理和化学稳定性√8.一般颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属/合金高√9.基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化×10.复合材料是由两个组元以上的材料化合而成×11.界面粘结过强的复合材料容易发生脆性断裂√12.混合法则可用于任何复合材料的性能估算×13.纤维长度l<lc 时,纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力√14.竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料√15.玻璃陶瓷是含有大量微晶体的陶瓷×16.陶瓷基复合材料的最初失效往往是陶瓷基体的开裂√17.所有天然纤维是有机纤维,所有的合成纤维是无机纤维×18.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×二、选择题1.短纤维复合材料广泛应用的主要原因是(C:短纤维复合材料总是各相同性)2.金属基复合材料的温度范围为(B:350℃~1100℃)3.玻璃钢是(B:玻璃增强纤维塑料)4.功能复合材料(A:是指由功能体和基体的组成的复合材料)5.材料的比强度和比模量越高(B:制作同一零件时自重越大,刚度越大)6.金属基复合材料通常(D:较基体具有更高的高温强度)7.复合材料界面的作用(B:将整体承受的载荷由基体传送到增强体)8.增强材料与基体的作用是(D:基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用)9.混合定律(A:表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性关系)10.通常MMC(B:要比基体金属/合金的塑性和韧性差)11.混杂复合材料(B:是具有混杂纤维或颗粒增强的复合材料)12.浸润性(A:当yc+ys<ygs时,易发生浸润)13.偶联剂是怎样的一种试剂(A:既能与基体反应,又能与纤维反应)。
复合材料成形部分-复习习题
复合材料成形部分-复习习题一、填空题:1)、复合材料主要组成部分有基体、增强体。
2)、金属粉末的常用制备方法:雾化法、机械粉碎法、还原法、气相沉积法。
3)、陶瓷粉体烧结影响因素有:粉体颗粒度、外加剂作用、烧结温度和时间、烧结气氛、成形压力。
4)、粉末材料成形工艺主要有:粉末冶金、压制成形、注射成形、复合成形。
5)、热塑性塑料制品注射成型过程可分为合模、注射、保压、冷却、脱模等几个工序。
6)、注射成型制品的主要缺陷是翘曲,过度充填是引起该缺陷最常见的原因之一。
7)、金属基复合材料基体的选择原则:金属基复合材料的使用要求、金属基复合材料组成的特点、基体金属与增强体的相容性。
8)、金属基的液态制造技术有:真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌铸造法、液态金属浸渍法、共喷沉积法、热喷涂法等。
二、选择题:1、以下介质一般不作为冷等静压的压力介质是( C ):A油B水C氩气 D 乳化液2、以下不属于热固性复合材料固化工艺特点的是( D ):A 树脂分子与固化剂分子形成活化中间体B 树脂分子与固化剂分子交联C 树脂分子与固化剂分子交联固化,形成三维网状结构D 一个可逆的动态过程3、以下金属基复合材料制备技术中,不属于液体制造技术的是(B ):A 压力浸渍B 沉积法C 挤压、搅拌铸造D 粉末冶金4、以下性质中不属于陶瓷基复合材料的主要特性是( D ):A 耐高温B 抗腐蚀C 高强度D 延展性5、以下不属于金属注射成形工艺技术优点的是(B ):A 产品性能各项同性B 采用少量粘结剂C 可制造粉末冶金无法制造的产品D产品尺寸精度高6、聚合物基复合材料制备的大体过程不包括( D ):A 预浸渍制造B 制件的铺层C 固化及后加工处理D 干燥7、粉末材料主要模压成形工艺不包括( A ):A 注射成形B 温压成形C 热压成形D 模压成形三、判断1 、过程综合指工艺流程的缩短化。
(对)2 、相比于机械粉碎法,雾化法是一种简便且经济的粉末生产方法。
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。
复合材料复习题(全)
1、人类发展史与材料史人类为了谋求生存和发展,企求用理想材料制成新工具的愿望总是随着历史的发展不断探索不断前进。
因此,人类发展的历史就和材料的发展的历史息息相关。
研究人类历史的人们都可以清楚地知道,人类历史上各方面的进步是与新材料的发现、制造和应用分不开的。
2.历史学家对材料史的划分石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代。
其后人类又发明了高分子材料、先进复合材料和智能材料。
3.科学中的复合材料 a.复合是自然界的基本规律b.复合是科学的基本思想c. 材料的复合化是材料发展的基本趋势4.复合材料的概念复合材料,是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。
5.复合材料的分类1.复合材料按其组成分为:金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
2.按其结构特点又分为:纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
3.复合材料按基体材料分类:树脂基,分为热固性和热塑性;金属基;陶瓷基,分为炭基、玻璃基和水泥基。
4.复合材料按功能分类:结构复合材料和功能复合材料6.复合材料的性能特点优点:a .比强度和比模量高b.良好的抗疲劳性能。
c .减振性能好d.高温性能好e.各向异性和性能可设计性f.材料与结构的统一性g.其他特点,过载时安全性好、具有多种功能性、有很好的加工工艺性缺点:稳定性稍差,耐温和老化性差,层间剪切强度低等7.几种新型复合材料的概念热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。
压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
隐身材料是一种新近出现的具有隐蔽自己的功效的材料,隐身材料可以降低被探测率,提高自身的生存率,是隐身技术的重要组成部分。
按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。
按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料 光致变色材料,是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料。
吸声材料,是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。
复合材料导论复习习题集
复合材料导论习题集一、通过本课程的学习,你想从事哪个领域的复合材料的研究?你的研究思路是什么?试写出研究的方案和计划,及其可行性和前沿性。
答案:航空领域碳纤维复合材料龍着航仝航犬科李技术的十断诳玄S 促逐了新科旳隹速合屣”垂中尤以先班至令科科旳没屣區为奂出.目前主些捋育孜耳迪空和橈呈的砌軒”隹、磁妾F雄七开经咎MS渥旳冥呑材洋牡耐启血的歼绝埠&逅如盍些宴 &村餐—I定乌區G村将匚梯75E功I能基&林科存. 飞机不U卫工刚1£科*4鞅护应旦?左、遍ME两、耐丙诅“耐脸0・运牡册却旳乐你命H* 新*T科址用才有隹血举决" 豆合申才梅貝令-顾号:羟. 牧匠档勺比应氏巫、I4S 傑壬较#班应性,抗1»號\导热*瞒瑟、隔秤*淞振七耐围怦泌°型11時白勺耐雄他性■班电舐旄殴涯H* 磁性"林科■性合是白勺E■眾汁性,带11备的灵潸佳干II易出口11 性誉時点创iSp机〜火奋、妙tk 乜打密寻千事共甜旳百科包二、常见的复合材料的种类?(至少回答4种)1、功能复合材料2、陶瓷基复合材料3、金属基复合材料4、聚合物基纳米复合材料、5、碳碳复合材料6、仿生基复合材料,7、水泥基复合材料三、复合材料的特点:1、复合材料的组分和相对含量是由人工选择和设计的;2、复合材料是以人工制造而非天然形成的(区别于具有某些复合材料形态特征的天然物质)3、组成复合材料的某些组分在复合后仍然保持其固有的物理和化学性质(区别于化合物和合金);4、复合材料的性能取决于各组成相性能的协同。
复合材料具有新的、独特的和可用的性能,这种性能是单个组分材料性能所不及或不同的;5、复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料。
四、复合材料性能的决定因素有哪些?复合材料的性能取决于组分材料的种类、性能、含量和分布。
主要包括:增强体的性能和它的表面物理、化学状态;基体的结构和性能;增强体的配置、分布和体积含量。
《复合材料》练习题
复合材料一、选择题(单选题)。
1.复合材料的优点是①强度高,②质量轻,③耐高温,④耐腐蚀A.①④B.②③C.①②④D.①②③④2.符合材料中往往有一种作为基体,另一种材料作为A.增塑剂B.发泡剂C.防老剂D.增强剂3.硅酸铜钡是当今用最新科学技术手段合成的一种物质应用于制造唐三彩等彩色陶瓷,颜色非常艳丽,然而科学家发现,我国唐朝的兵马俑用的是一种颜料竟然也是硅酸铜钡。
根据以上事实推测硅酸铜钡的叙述错误的是A.易溶于水B.属于硅酸盐材料C.属于纯净物D.质软易变形4.人类历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代的重要标志。
从20世纪50年代金属材料占绝对有时到21世纪已经形成金属材料、聚合物材料、陶瓷材料和复合材料四大类工程材料平分秋色的格局。
下列材料的有关叙述正确的是A.传统无机非金属材料具有耐高温、抗腐蚀、耐冲击的优点B.我国从唐代开始就能制造陶瓷C.人类制造出的第一种材料是水泥D.唐三彩、砂锅、蒸发皿、表面皿都属于陶瓷制品5.下列材料的特性及用途叙述不正确的是A.氯化铝陶瓷具有两性,可用来制造人造牙齿B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造柴油机C.光导纤维传导光的性能很强,是非常好的通讯材料D.人造刚玉硬度高,用于制造刚玉球磨机6.下列叙述正确的是A.SiO2不属于无机非金属材料B.金属不能作为结构材料C.玻璃也是一种新型非金属材料D.C60也是一种材料纳米材料是指在10-9-10-7m尺寸的材料。
这种材料由于尺寸很小,因而具有许多与传统材料截然不同的性质,例如通常的金属材料大多是银白色有金属光泽的,而纳米金属材料却是黑色的。
据预测,纳米材料和纳米技术会引起生产和日常生活各方面的革命性变化,是21世纪新技术发展的前沿。
根据以上材料回答7-8题7.1纳米(1nm)是A.1⨯10-7mB.1⨯10-8mC. 1⨯10-9mD. 1⨯10-10m8.原子的直径处于下列哪一种数量级A.1⨯10-8mB.1⨯10-9mC.1⨯10-10mD.1⨯10-11m9.随着社会的发展,复合材料是一种新型的有发展前途的材料,目前复合材料最主要的应用领域是A.高分子分离膜B.人类的人工器官C.宇宙航空材料D.新型药物10.复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高,其主要原因在于A.复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化B.复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C.复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的改变D.复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化二、非选择题。
复合材料练习题
复合材料练习题复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,具有互补优势的新材料。
它们通过物理或化学方式结合在一起,以获得更高的强度、刚度和耐磨性等性能。
复合材料在航空航天、汽车、建筑和体育器材等领域得到广泛应用。
本篇文章将介绍复合材料练习题,以帮助读者更好地了解复合材料的知识。
1. 什么是复合材料?复合材料是由至少两种不同类型的材料组成的材料系统。
这些材料通常被称为基材和增强材料。
基材是主要的载体,并且在整个复合材料中起到结构支持的作用。
而增强材料则用于增加复合材料的强度和刚度等特性。
2. 复合材料的优点有哪些?与传统材料相比,复合材料具有以下优点:- 高强度和刚度:复合材料的强度和刚度优于许多传统材料,如金属和塑料。
这使得复合材料在要求高强度和轻量化的应用中得到广泛应用。
- 耐腐蚀性:复合材料对腐蚀和化学物质的影响较小,因此在恶劣环境下能够更好地保持其性能。
- 良好的热性能:复合材料具有较低的热传导性能,能够在高温和低温环境下保持较稳定的性能。
- 设计灵活性:复合材料可以通过调整基材和增强材料的比例和结构来实现不同的性能需求,从而实现设计的灵活性。
- 能源和成本效益:由于复合材料的轻量化和高强度特性,其在能源和成本方面具有较大的优势。
3. 复合材料的分类有哪些?根据基材和增强材料的不同,复合材料可以分为多种类型:- 碳纤维复合材料:以碳纤维作为增强材料,并与树脂等基材组合。
碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度,常用于航空航天和运动器材等领域。
- 玻璃纤维复合材料:以玻璃纤维作为增强材料,并与树脂等基材结合。
玻璃纤维复合材料具有良好的耐磨性和抗冲击性,常用于建筑和汽车等领域。
- 陶瓷基复合材料:以陶瓷作为基材,并通过添加增强材料来提高其性能。
陶瓷基复合材料具有优异的耐高温和耐磨性,常用于高温工艺和摩擦部件等应用。
- 金属基复合材料:以金属作为基材,并与陶瓷或其他金属相结合。
金属基复合材料具有高强度和导热性能,常用于航空航天和能源领域。
《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。
复合材料概论习题
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sl+ lv< sv 时,易发生浸润。
B、当Sl+ lv> SV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、 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 。
复合材料有关习题
复合材料习题第一章一、判断题:判断以下各论点的正误。
1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。
(⨯)2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。
(⨯)3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。
(⨯)4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。
(⨯)5、复合材料具有可设计性。
(√)6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。
(√)7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。
(⨯)8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。
(√)二、选择题:从A、B、C、D中选择出正确的答案。
1、金属基复合材料通常(B、D)A、以重金属作基体。
B、延性比金属差。
C、弹性模量比基体低。
D、较基体具有更高的高温强度。
2、目前,大多数聚合物基复合材料的使用温度为(B)A、低于100℃。
B、低于200℃。
C、低于300℃。
D、低于400℃。
3、金属基复合材料的使用温度范围为(B)A、低于300℃。
B、在350-1100℃之间。
C、低于800℃。
D、高于1000℃。
4、混杂复合材料(B、D)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、总被认为是两向编织的复合材料。
D、通常为多层复合材料。
5、玻璃钢是(B)A、玻璃纤维增强Al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。
6、功能复合材料(A、C、D)A、是指由功能体和基体组成的复合材料。
B、包括各种力学性能的复合材料。
C、包括各种电学性能的复合材料。
D、包括各种声学性能的复合材料。
7、材料的比模量和比强度越高(A)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、制作同一零件时自重越小、刚度越小。
D、制作同一零件时自重越大、刚度越小。
三、简述增强材料(增强体、功能体)在复合材料中所起的作用,并举例说明。
填充:廉价、颗粒状填料,降低成本。
例:PVC中添加碳酸钙粉末。
增强:纤维状或片状增强体,提高复合材料的力学性能和热性能。
复合材料期末复习题库
复合材料期末复习题库一、选择题1. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法复合而成的新材料,其主要特点不包括以下哪项?A. 高强度B. 轻质C. 易加工D. 导电性2. 纤维增强复合材料中,纤维主要作用是提供:A. 韧性B. 耐腐蚀性C. 强度D. 绝缘性3. 以下哪种不是常用的树脂基体材料?A. 环氧树脂B. 聚酯树脂C. 聚乙烯D. 酚醛树脂4. 复合材料的层合板结构中,每层材料的铺设角度对材料的性能有重要影响,其中0°铺设主要提供:A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗剪强度D. 抗冲击强度5. 复合材料的界面结合力是影响复合材料性能的关键因素之一,以下哪种方法可以增强界面结合力?A. 增加基体材料的粘度B. 提高纤维的表面粗糙度C. 降低纤维与基体的相容性D. 减少纤维的表面处理二、填空题6. 复合材料通常由______和______两部分组成。
7. 复合材料的命名通常遵循“______+基体材料”的规则。
8. 复合材料的力学性能主要取决于______和______的性能以及它们之间的______。
9. 复合材料的制备工艺包括______、______、______等。
10. 复合材料在______、______、______等领域有广泛的应用。
三、简答题11. 简述复合材料的优势和局限性。
12. 解释什么是复合材料的界面相容性和界面结合力,并说明它们对复合材料性能的影响。
13. 描述复合材料的常见制备工艺,并简述每种工艺的特点。
14. 举例说明复合材料在航空航天领域的应用。
15. 讨论复合材料在环境友好和可持续发展方面的优势。
四、计算题16. 假设有一块碳纤维增强环氧树脂基复合材料,其体积分数为60%碳纤维和40%环氧树脂。
已知碳纤维的密度为1.75 g/cm³,环氧树脂的密度为1.15 g/cm³,试计算该复合材料的密度。
五、论述题17. 论述复合材料在现代汽车工业中的应用及其对汽车性能的影响。
最新复合材料复习题-西安理工大学
一、判断题:1、复合材料是由两个以上组元材料化合而成。
()2、层板复合是一种由颗粒增强的复合材料。
()3、应用最广泛的复合材料是金属基复合材料。
()4、复合材料具有可设计性。
()5、竹子、贝壳是天然的复合材料。
()6、玻璃钢是玻璃纤维增强的树脂基复合材料,问世于1940s。
()7、比强度和比模量分别是材料的强度、弹性模量与其密度的比值。
()8、基体与增强体界面在高温使用过程中不会发生变化。
()9、浸润性是基体与增强体间粘结的充分条件。
()10、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件,但不是充分条件。
()11、界面结合强度过高,复合材料易发生脆性断裂。
()12、脱粘是指纤维与基体发生完全分离的现象。
()13、混合法则:P c = P m V m+ P r V r可用于各种复合材料的性能估计。
()14、纤维长度l < l c时,纤维上作用的应力永远达不到其抗拉强度。
()15、天然纤维都是有机的,而无机纤维均需人工合成。
()16、UHMWPE纤维是所有增强体纤维中密度最小的。
()17、玻纤是晶态玻璃制成的细丝,其晶粒尺寸约30 μm。
()18、单晶Al2O3f仅有一种晶态结构,即:α-Al2O3。
()19、多晶Al2O3f仅有一种晶体结构,即:γ -Al2O3。
()20、B f既可用CVD法制备,也可用溶液化学方法结合烧结制备。
()21、制备SiC f采用PAN 作为先驱体。
()22、纤维表面处理的目的是使其表面光洁度提高。
()23、Kevlar 纤维平行于其轴向上其热膨胀系数小于零。
()24、乘积效应属于传递效应的一种。
()25、Ni3Al属于Berthollide 型金属间化合物。
()26、Cu3Au、Fe3Al、Ti3Al、Ni3Al 都是Kurnakov型金属间化合物。
()27、体积分数相同时,SiC w的增强效果优于SiC p。
()28、体积分数相同时,SiC w的增强效果不如SiC p。
复合材料力学题
习 题一、 单向纤维板受力后发生面内变形,%4.0=x ε,%2.0=y ε, %1.0=xy γ,纤维与x 轴夹角为︒=30θ ,求该材料主轴坐标系下的应变分量。
二、已知碳/环氧单向板的工程弹性常数为:GPa E L 140=,GPa E T 10=,GPa G LT 5=, 3.0=TL ν,求柔量分量ij S 和模量分量ij Q 。
若材料主轴方向的应力状态为:MPa 501=σ,MPa 302=σ,MPa 2512=τ,计算单向板的应变。
三、复合材料单向板承受偏轴向压缩(︒=60θ),MPa y 160-=σ。
[1] 求在材料主轴向下的应力分量和应变分量。
[2] 分别用最大应力准则、蔡-希尔和Hoffman 准则判断该板是否安全。
已知单向板的主轴向柔量和强度参数分别为:111)(20-=TPa S , 122)(200-=TPa S112)(12--=TPa S , 166)(250-=TPa SMPa X t 1200=, MPa X c 900= MPa Y t 48=, MPa Y c 180=, MPa S 70=-----------------------------------------------------------------------------------------------四、 正交铺设对称层合板[]0/90s 受到拉伸,mm N N x /400=,单层厚度为 mm t k 2.0=,求各铺层应力。
已知:[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=80012303150Q GPa 五、 由碳/环氧复合材料制成的对称层合板[0/45/90]S ,受正则化面内力MPa N xy 50*= 的作用,求各铺层应变和应力。
已知:[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=6.5004.108.308.3160Q GPa 六、 正交铺设对称层合板[]0/90s ,单层厚度为 mm t k 2.0=,单层模量为[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=5.10004.256.806.8120Q GPa [1] 计算层合板的刚度; [2] 确定合力-变形关系式;[3] 层合板沿x 方向受到拉伸,)/(200mm N N x =, 求各铺层应力。
郴州市中考满分作文-作业习题
复合材料原理作业习题第一章绪论1 复合材料的定义是什么?2 简述基体与增强体(功能体)的作用。
3 简述聚合物基体性能特点。
第二章复合材料的复合效应1 复合效应分为那几类并对其进行简述。
2 请介绍几种常见的两相复合材料的连通情况。
3 请列举结构效果的几种类型并对其进行简述。
第三章复合材料的界面状态解析1. 复合材料界面效应可以分为哪几类并对其简述。
2. 复合材料界面的研究对象包括哪些方面?3. 物理吸附与化学吸附的定义是什么?简述二者的区别。
4. 界面特性对复合材料性能的影响主要体现在哪些方面?第四章复合体系的界面结合特性1. 目前树脂基复合材料的界面结合理论主要有哪几种?并对其概念与缺点进行简述。
2. 树脂基复合材料界面破坏机理主要分为哪几种?并对水介质引起界面破坏的机理进行简述。
3. 复合材料的界面分析技术主要有哪几种?这些方法分别适合分析界面的什么特点?第五章复合体系的典型界面反应1. 以硅烷偶联剂为例,说明玻璃纤维-聚合物复合体系的界面反应过程。
2. 简述碳纤维的氧化过程,并举例说明碳纤维-环氧树脂复合体系的界面反应过程。
第六章复合材料的界面处理技术1. 简述偶联剂的定义、分类与应用范围。
2. 硅烷偶联剂的一般结构通式是什么?硅烷偶联剂处理玻璃纤维时,经历哪几个阶段,以化学反应简式说明。
3. 玻璃纤维表面处理方法有几种?简述其处理过程及处理效果的影响因素。
4. 简述钛酸酯偶联剂的结构、类型及其偶联机理。
第七章复合材料力学性能的复合规律1. 复合材料的力学复合从不同的研究角度可以分为微观力学和宏观力学,二者的定义与区别是什么?2. 衡量材料断裂韧性的参数及其定义是什么?3. 粒子的表面活性对粒子-聚合物复合材料的界面及力学强度有什么影响?第八章复合材料物理和化学性能的复合规律1. 表征聚合物基体的物理量是什么?热变形温度的定义是什么?2. 判定聚合物阻燃性的物理量及其定义是什么?常用的阻燃剂主要有哪几种?简述其各自的阻燃机理。
复合材料结构设计部分习题
1.已知铝的工程弹性常数E=69Gpa,G=26.54Gpa,υ=0.3,试求铝的柔量分量和模量分量。
2.由T300/4211复合材料的单向层合构成的短粗薄壁圆筒,如图2-2所示,单层方向为轴线方向。
已知壁厚t为1mm,圆筒平均半径R0为20mm,试求在轴向力p=10kN作用下,圆筒平均半径增大多少(假设短粗薄壁圆筒未发生失稳,且忽略加载端对圆筒径向位移的约束)?3.一个用单向层合板制成的薄壁圆管,在两端施加一对外力偶矩M=0.1kN·m和拉力p=17kN(见图2-10)。
圆管的平均半径R0=20mm,壁厚t=2mm。
为使单向层合板的纵向为最大主应力方向,试求单向层合板的纵向与圆筒轴线应成多大角度?4.试求B(4)/5505复合材料偏轴模量的最大值与最小值,及其相应的铺层角。
5.一个由T300/4211单向层合板构成的薄壁圆管,平均半径为R0,壁厚为t,其单层纵向与轴线成450。
圆管两头在已知拉力P作用下。
由于作用拉力的夹头不能转动,试问夹头受到多大力偶矩?6.由T300/4211复合材料构成的单向层合圆管,已知圆管平均半径R0为20mm,壁厚t为2mm,单层的纵向为圆管的环向,试求圆管在受有气体内压时,按蔡-胡失效准则计算能承受多大压力p?7.试求斯考契1002(玻璃/环氧)复合材料在θ=450偏轴下按蔡-胡失效准则计算的拉伸与压缩强度。
8.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。
9.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。
10.试给出单层正轴在平面应变状态下的折算柔量和折算模量表达式。
11.试给出单层偏轴时的ij与正轴时的Cij之间的转换关系式。
12.已知各向同性单层的工程弹性常数E、G、υ具有如下关系式:------------------------------------G=E/2(1+v)试分别推导其对应的模量分量与柔量分量表达式。
13.两个相同复合材料的单向层合板构成同样直径与壁厚的圆筒,一个单层方向是轴线方向,另一个单层方向是圆周方向,将两个圆筒对接胶接,当两端受有轴向力时,试问两个圆筒的直径变化量是相同还是不相同的,为什么?2.14.在正轴下,一点处的正应变ε1、、ε2只与该处的正应力σ1、、、σ2有关,而与剪应力τ12无关,为什么?15.一块边长为a的正方形单向层合板,材料为T300/4211,厚度为h=4mm,紧密地夹在两块刚度无限大的刚性板之间(见图2-16),在压力p=2kN作用下,试分别计算在(a)、(b)两种情况下,单向层合板在压力p方向的变量△a,哪一种情况的变形较小?16.试用应力转换和应变转换关系式,证明各向同性材料的工程弹性常数存在如下关系式:--------------------------------G=E/2(1+v)。
复合材料习题
复合材料习题第五章一、判断题1、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。
(√)2、化学气相浸渍法(CVI)是一种用于多孔预制体的化学气相沉积。
(√)3、在碳化硅晶须增强氧化铝陶瓷复合材料的压制阶段,碳化硅晶须取向于垂直于压轴方向。
(√)4、Y2O3加入到ZTA(zirconia toughening alumina)中是为了促进相变形成单斜晶体。
(⨯)5、陶瓷复合材料中,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。
(√)1、所有的天然纤维是有机纤维,所有的合成纤维是无机纤维。
(⨯)2、聚乙烯纤维是所有合成纤维中密度最低的纤维。
(√)3、玻璃纤维是晶体,其晶粒尺寸约20μm。
(⨯)4、氧化铝纤维仅有δ-Al2O3晶体结构。
(⨯)5、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的丝芯上形成的。
(√)6、PAN是SiC纤维的先驱体。
(⨯)7、纤维表面处理是为了使纤维表面更光滑。
(⨯)8、Kevlar纤维具有负的热膨胀系数。
(⨯)9、石墨纤维的含碳量、强度和模量都比碳纤维高。
(√)1、C f/C是目前唯一可用于温度高达2800℃的高温复合材料,但必须是在非氧化性气氛下。
(√)2、C f/C的制备方法与MMC的制备方法相类似,如液态法、固态法等。
(⨯)3、C f/C已在航空航天、军事领域中得到了广泛应用,这主要是因为其价格便宜、工艺简便易行,易于推广应用。
(⨯)4、单向增强和三维增强的C f/C的力学与物理性能(热膨胀、导热)为各向同性。
(⨯)5、一般沉积碳、沥青碳以及树脂碳在偏光显微镜下具有相同的光学特征,即各向同性。
(⨯)6、一般酚醛树脂和沥青的焦化率基本相同,在高压下,它们的焦化率可以提高到90%。
(√)7、采用硼类添加剂,如B2O3、B4C等,C f/C的抗氧化温度可提高到600℃左右。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
复合材料习题第一章一、判断题:判断以下各论点的正误。
1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。
(?)2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。
(?)3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。
(?)4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。
(?)5、复合材料具有可设计性。
(?)6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。
(?)7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。
(?)8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。
(?)二、选择题:从A、B、C、D中选择出正确的答案。
1、金属基复合材料通常(B、D)A、以重金属作基体。
B、延性比金属差。
C、弹性模量比基体低。
D、较基体具有更高的高温强度。
2、目前,大多数聚合物基复合材料的使用温度为(B)A、低于100℃。
B、低于200℃。
C、低于300℃。
D、低于400℃。
3、金属基复合材料的使用温度范围为(B)A、低于300℃。
B、在350-1100℃之间。
C、低于800℃。
D、高于1000℃。
4、混杂复合材料(B、D)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、总被认为是两向编织的复合材料。
D、通常为多层复合材料。
5、玻璃钢是(B)A、玻璃纤维增强Al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。
6、功能复合材料(A、C、D)A、是指由功能体和基体组成的复合材料。
B、包括各种力学性能的复合材料。
C、包括各种电学性能的复合材料。
D、包括各种声学性能的复合材料。
7、材料的比模量和比强度越高(A)A、制作同一零件时自重越小、刚度越大。
、制作同一零件时自重越大、刚度越大。
B.C、制作同一零件时自重越小、刚度越小。
D、制作同一零件时自重越大、刚度越小。
三、简述增强材料(增强体、功能体)在复合材料中所起的作用,并举例说明。
填充:廉价、颗粒状填料,降低成本。
例:PVC中添加碳酸钙粉末。
增强:纤维状或片状增强体,提高复合材料的力学性能和热性能。
效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。
例:TiC颗粒增强SiN复合材料、碳化钨/钴复合材料,切割工具;碳/碳复合材料,导弹、43宇航工业的防热材料(抗烧蚀),端头帽、鼻锥、喷管的喉衬。
赋予功能:赋予复合材料特殊的物理、化学功能。
作用取决于功能体的化学组成和结构。
四、复合材料为何具有可设计性?简述复合材料设计的意义。
如何设计防腐蚀(碱性)玻璃纤维增强塑料?组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能,赋予了复合材料性能的可设计性。
意义:①每种组分只贡献自己的优点,避开自己的缺点。
②由一组分的优点补偿另一组分的缺点,做到性能互补。
③使复合材料获得一种新的、优于各组分的性能(叠加效应)。
优胜劣汰、性能互补、推陈出新。
耐碱玻璃纤维增强塑料的设计:使用无碱玻璃纤维和耐碱性树脂(胺固化环氧树脂)。
在保证必要的力学性能的前提下,尽量减少玻璃纤维的体积比例,并使树脂基体尽量保护纤维不受介质的侵蚀。
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。
第二章四、什么是材料复合的结构效果?试述其内涵。
结构效果是指在描述复合材料的性能时,必须考虑组分的几何形态、分布形态和尺度等可变因素。
这类效果往往可以用数学关系描述。
结构效果包括:1、几何形态效果(形状效果):决定因素是组成中的连续相。
对于1维分散质,当分散质的性质与基体有较大差异时,分散质的性能可能会对复合材料的性能起支配作用。
2、分布形态效果(取向效果):又可分为几何形态分布(几何体的取向)和物理性能取向:导致复合材料性能的各向异性,对复合材料的性能有很大影响。
3、尺度效果:影响材料表面物理化学性能(比表面积、表面自由能)、表面应力分布和界面状态,导致复合材料性能的变化。
十一、垂直于纤维扩展的裂纹需要克服哪些断裂能?对于脆性纤维/脆性基体复合材料,需要克服的断裂功:纤维拔出和纤维断裂(吸收能量)、纤维与基体的脱胶(纤维与基体的界面较弱时:消耗贮存的应变能)、应力松弛(纤维断裂时:消耗贮存的应变能)、纤维桥连(消耗纤维上的应变能)。
对于脆性纤维/韧性基体复合材料,基体的塑性变形(粘接强度很高、纤维无法拔出时:吸收能量)也会增加断裂功。
第三章一、判断题:判断以下各论点的正误。
)?(、不饱和聚酯树脂是用量最大的聚合物复合材料基体。
1.2、环氧树脂是用于耐高温的热固性树脂基体。
(?)3、热固性树脂是一种交联的高分子,一般不结晶;而热塑性树脂是线型、结晶的高分子。
(?)4、聚酰亚胺是一类分子中含有基团的热固性树脂。
(?))(?1、MMC具有比聚合物基复合材料更高的比强度和比模量。
)(?2、MMC具有比其基体金属或合金更高的比强度和比模量。
)(?、原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理与化学稳定性。
3 )(?4、原位复合法制备MMC的基本思路是为了提高增强材料与基体之间的浸润性和减少界面反应。
)(?5一般,颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属或合金高。
)(?6、陶瓷纤维增强MMC的抗蠕变性能高于基体金属或合金。
、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1 ?)(瓷基复合材料。
?)、化学气相浸渍法(CVI)是一种用于多孔预制体的化学气相沉积。
(2 ?)3、在碳化硅晶须增强氧化铝陶瓷复合材料的压制阶段,碳化硅晶须取向于垂直于压轴方向。
(?)(zirconia toughening alumina)中是为了促进相变形成单斜晶体。
(4、YO加入到ZTA32?)5、陶瓷复合材料中,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。
(?)1、所有的天然纤维是有机纤维,所有的合成纤维是无机纤维。
(?)2、聚乙烯纤维是所有合成纤维中密度最低的纤维。
()。
(?、玻璃纤维是晶体,其晶粒尺寸约320?m )晶体结构。
(?4、氧化铝纤维仅有?-AlO32)、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的丝芯上形成的。
(?5 )(?纤维的先驱体。
6、PAN是SiC )(?7、纤维表面处理是为了使纤维表面更光滑。
)(?8、Kevlar纤维具有负的热膨胀系数。
)(?9、石墨纤维的含碳量、强度和模量都比碳纤维高。
?)℃的高温复合材料,但必须是在非氧化性气氛下。
/C是目前唯一可用于温度高达2800(1、C f?)的制备方法与MMC的制备方法相类似,如液态法、固态法等。
(2、C/C f已在航空航天、军事领域中得到了广泛应用,这主要是因为其价格便宜、工艺简便易行,易于C/C3、f?)推广应用。
()的力学与物理性能(热膨胀、导热)为各向同性。
(?/C4、单向增强和三维增强的C f)、一般沉积碳、沥青碳以及树脂碳在偏光显微镜下具有相同的光学特征,即各向同性。
(?5 )。
(?6、一般酚醛树脂和沥青的焦化率基本相同,在高压下,它们的焦化率可以提高到90% ?)的抗氧化温度可提高到600℃左右。
(/CO7、采用硼类添加剂,如B、BC 等,C f234在更高温度下只能起短时保护作用。
℃,安全使用温度达C/C16508、目前,高温抗氧化保护涂层已可使f)(?中选择出正确的答案。
、DA、B、C二、选择题:从 D)1、聚酰亚胺的使用温度一般在:(℃以上 D℃以下、250250 C180 B120A、℃以下、℃以下、)C、A、拉挤成型是(2.A、低劳动强度、高效率FRP生产方法。
B、适于大型、复杂形状制品。
C、适于恒定截面型材。
D、设备投资少。
3、玻璃纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因是(B、D)A、环氧树脂吸湿变脆。
B、水起增塑剂作用,降低树脂玻璃化温度。
C、纤维吸湿、强度降低。
D、破坏纤维与基体界面。
4、碳纤维表面处理是为了(A、C、D)A、表面引入活性官能团,如羧基、羟基、羰基等。
B、表面引入偶联剂。
C、清除表面污染。
D、增加纤维与基体粘结强度。
5、偶联剂是这样一种试剂:(A、C)A、它既能与纤维反应,又能与基体反应。
B、它能与纤维反应,但不能与基体反应,也不与基体相容。
C、它能与纤维反应,不与基体反应,但与基体相容。
D、它不与纤维反应,但与基体反应或相容。
1、通常MMC(metal matrix composite)(B、C)A、采用高熔点、重金属作为基体。
B、要比基体金属或合金的塑性与韧性差。
C、要比基体金属或合金的工作温度高。
D、要比基体金属或合金的弹性模量低。
2、原位MMC(B、D)A、可以通过压铸工艺制备。
B、可以通过定向凝固工艺制备。
C、可以通过扩散结合或粉末法制备。
)制备。
D、可以通过直接金属氧化法()A、D的纵向拉伸模量(3、单向纤维增强MMC 、TM DIMOX随纤维体积含量的增加而增加。
A 、与纤维体积含量无关,而与纤维和基体的模量有关。
B 、与横向拉伸模量相同。
C 、与基体的模量有关。
D )B晶须与颗粒增强MMC(SiC4、在体积含量相同情况下,、具有基本相同的抗拉强度和屈服强度。
A 、具有基本相同的拉伸模量。
B C、具有基本相同的断裂韧性。
、具有基本相同的蠕变性能。
D )B、A制备工艺中,固态法与液态法相比(MMC、5.A、增强材料与基体浸润性要求可以降低。
B、增强材料在基体中分布更均匀。
C、增强材料仅局限于长纤维。
D、增强材料/基体界面反应更剧烈(如果存在界面反应时)。
6、为了改善增强材料与基体浸润性,制备MMC时,可以通过(A、B、D)A、基体合金化,以降低液态基体的表面张力。
B、基体合金化,以增加液态基体与增强材料的界面能。
C、涂层,增加增强材料的表面能。
D、涂层,降低增强材料的表面能。
7、MMC中,目前典型的增强材料/基体界面包括有(A、B、C)A、不发生溶解,也不发生界面反应,如B/Al。
fB、不发生溶解,但发生界面反应,如B/Ti。
fC、极不容易互相浸润,但能发生强烈界面反应,如C/Al。
fD、既容易互相浸润,又不发生界面反应,如SiC/At。
f1、浆体是(D)A、一种溶胶。
B、丢失一定液体的溶胶。
C、颗粒小于100mm的小颗粒在液体中的悬浮液。
D、1-50 m颗粒在液体中的悬浮液。
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态。