【西大2017版】[1024 ]《复合材料概论》网上作业及课程考试复习资料(有答案]

1：[论述题]
试列举出钛基复合材料的优点.
参考答案：答：轻质高强、高温性能好（或者答抗蠕变性能优良）。

虽然密度大于铝基或者镁基复合材料，但其高温性能好；虽然高温性能不如镍基复合材料，但其密度小于镍基复合材料。

2：[论述题]
简述题：什么是复合材料的基体，其作用是什么？
参考答案：
答：复合合材料可以看做是由基体材料和增强材料按一定的方式、比例和分布结合而成的。

一般情况下，占主要比例含量的为基体材料，而占少量比例的为增强体材料。

基体的作用：传递荷载、保护增强体。

基体材料的性质直接决定复合材料的性能。

3：[论述题]
名词解释：复合材料
参考答案：
答：复合材料（Composite material），定义：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组成的一种多相固体材料）。

在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体; 另一相为分散相，称为增强材料。

4：[论述题]论述题：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？
参考答案：答：首先航空航天飞行器飞行要有足够的速度克服地球引力，要求航空航天飞行器自身质地轻，越轻可载燃油越多，可飞行距离更远，可载的其它科学仪器更多；速度高，要求飞行器自身刚度要好，不容易变形；在穿越大气层时，由于高速飞行和空气摩擦，会导致飞行器表面温度急剧升高，要求其高温性能好，耐烧蚀性能好。

上述要求，目前只有复合材料才能够满足。

1：[论述题]简述题：试列举出石墨纤维增强金属基复合材料的优点.
参考答案：答：高强度、优良的导电性、低的磨擦系数和高的耐磨性、优良的尺寸稳定性，此外碳资源丰富使得石墨纤维不存在资源匮乏问
题。

2：[论述题]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。

参考答案：
答：单一的金属、陶瓷以及高分子等工程材料均难以满足社会经济发展的要求。

为了克服单一材料性能上的局限性，充分发挥各种材料的特性，弥补其不足，人们越来越多地根据零、构件的功能要求和工作环境，设计和选择两种或两种以上化学、物理性能不同的材料按一定的方式、比例、分布结合成复合材料，充分发挥各组长材料的优良特性弥补其短处，是复合材料具有单一材料无法达到的综合性能。

复合材料=基体材料+增强材料。

举例：
羽毛球拍，碳纤维增强碳复合材料
网友拍，碳纤维增强碳复合材料
钓鱼竿，玻璃钢或碳纤维增强碳复合材料
飞船外壳，陶瓷基复合材料，耐烧蚀性能好，耐高温性能好。

航空发动机，镍基复合材料，耐高温性能好
碳纤维复合刀具。

常规铣刀材质为工具钢、高速钢、硬质合金刀具或者金刚石刀具，碳纤维强度高、导热性好、有较高的耐高温性能，碳纤维复合材料同样可以做成刀具进行切割、钻孔等机械加工。

碳纤维汽车零部件。

碳纤维复合材料强度高、密度低，比强度优异金属、塑料以及陶瓷材料。

基于上述优点，碳纤维复合材料的非常适合于制作重量轻、强度高的汽车，可以节能减排，对于全球面临能源匮乏的今天来说，发展碳纤维汽车也是汽车工业发展的一个方向。

3：[论述题]简述题：什么是复合材料的基体，其作用是什么？
参考答案：答：复合合材料可以看做是由基体材料和增强材料按一定的方式、比例和分布结合而成的。

一般情况下，占主要比例含量的为基体材料，而占少量比例的为增强体材料。

基体的作用：传递荷载、保护增强体。

基体材料的性质直接决定复合材料的性能。

4：[论述题]
名称解释：碳纤维
参考答案：
答：碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

1：[论述题]简述题：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？
参考答案：答：陶瓷材料的优点是高温性能优于镍基复合材料，但缺点是韧性较差远逊于镍基复合材料。

虽然陶瓷材料的耐高温性能能够胜任于航空发动机，但发动机工作时，会受到冲击载荷，目前陶瓷材料韧性达不到要求。

2：[论述题]论述题：畅想碳纤维及其复合材料人类生产生活可能带来的变革。

参考答案：答：
碳纤维（carbon fiber），是一种具有很高强度和模量的耐高温纤维，为化纤的高端品种。

一般用聚丙烯腈、粘胶纤维等原料，先在200－300℃的空气中进行预氧化，继在惰性气体保护下用1000℃左右的高温完成碳化，最后加热到1500－3000℃成碳纤维。

1959年联合碳化公司以粘胶纤维为原丝制得，1970年日本的沥青基碳纤维实现工业化生产。

碳纤维目前是材料研究热点，碳纤维作为增强材料可以添加到金属、陶瓷以及聚合物材料中制作高性能碳纤维复合材料。

我国碳纤维研究水平以及相应产品的开发均落后于西方发达国家，目前主要靠进口，导致碳纤维复合材料相关产品价格昂贵。

2013年10月，我国工业和信息化部退出《加快推进碳纤维行业发展行动计划》，目的在于推动我国碳纤维行业发展，早日实现大规模国产化生产。

重量轻、比强度大、模量高、耐热性高、耐腐蚀性好、化学稳定性好。

阻止中子透过，X射线良好透过性，可导电、导热。

因为碳纤维又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。

用碳纤维制造的增强塑料质地强而轻，耐高温、防辐射、耐水、耐腐蚀，是制造飞行器、兵器及耐腐蚀设备等的优良材料。

近年来碳纤维更是广泛被使用于大型飞机，例如空中客车的A350与A380，波音787均利用碳纤维复合材料来减轻耗油量。

另外大型风力发电机的叶片，赛车、汽机车的车身均为碳纤维复合材料需求量增加的重要因素。

脚踏车亦有使用碳纤维复合材料作为车架，但因碳纤维复合材料制造成本高，多为高阶车
种才能使用。

3：[论述题]
简述题：玻璃纤维及其制品优缺点。

参考答案：答：绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差,通常用作复合材料中的增强材料。

4：[论述题]名词解释：颗粒增强复合材料
参考答案：答：指弥散的硬质增强相的体积超过20％的复合材料，颗粒直径和颗粒间距很大一般大于lμm。

在这种复合材料中，增强相是主要的承载相，而基体的作用则在于传递载荷和便于加工。

1：[论述题]
简述题：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？
参考答案：
答：氧化物基陶瓷复合材料；
非氧化物基陶瓷复合材料；
微晶玻璃基复合材料；
优点：强度高、弹性模量高、耐热耐磨性能高于金属基复合材料；
缺点：韧性比金属基复合材料差。

2：[论述题]简述题：金属基复合材料有哪些，其性能特点如何？
参考答案：答：
铝基复合材料，特点：良好的塑性和韧性，易加工性、工程可靠及价格低廉
镍基复合材料，以镍及镍合金为基体制造的。

特点：由于镍的高温性能优良，因此这种复合材料主要是用于制造高温下工作的零部件。

钛基复合材料，钛比任何其他的结构材料具有更高的比强度。

此外，钛在中温时比铝合金能更好地保持其强度，在航空航天等对材料耐热性有较高要求的领域得到广泛应用。

3：[论述题]讨论交流：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。

参考答案：答：钓鱼竿。