复合材料期末考试复习题(汇编)
复合材料复习题
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、陶瓷纤维增强MMC的抗蠕变性能高于基体金属或合金。
(√)3、Kevlar纤维具有负的热膨胀系数。
(⨯)4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。
(⨯)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、聚乙烯纤维是所有合成纤维中密度最低的纤维。
(√)7、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。
(√)8、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。
(√)9、氧化铝纤维仅有δ-Al2O3晶体结构。
(⨯)10、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。
(√)11、纤维表面处理是为了使纤维表面更光滑。
(⨯)11、所有的天然纤维是有机纤维,所有的合成纤维是无机纤维。
(⨯)12、石墨纤维的含碳量、强度和模量都比碳纤维高。
(√)13、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。
(⨯)14、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的丝芯上形成的。
(√)15、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。
(√)16、单向增强和三维增强的Cf/C的力学与物理性能(热膨胀、导热)为各向同性。
(⨯)17、采用硼类添加剂,如B2O3、B4C等,Cf/C的抗氧化温度可提高到600℃左右。
(√)18、目前,高温抗氧化保护涂层已可使Cf/C安全使用温度达1650℃,在更高温度下只能起短时保护作用。
(√)19、陶瓷基复合材料的最初失效往往是陶瓷基体的开裂。
(√)20、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件,但非充分条件。
(√)21、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。
(⨯)22、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。
(⨯)23、陶瓷基复合材料的制备过程大多涉及高温,因此仅有可承受高温的增强材料才可被用于制备陶瓷基复合材料。
(√)24、复合材料具有可设计性。
(√)25、玻璃陶瓷是含有大量微晶体的陶瓷。
(⨯)26、Cf/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。
(完整版)复合材料期末复习
复合材料复习资料1复合材料的定义?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。
复合后的产物为固体时才称为复合材料,若为气体或液体,就不能成为复合材料。
2复合材料的分类:1)按基体材料类型分为:聚合物基复合材料;金属基复合材料;无机非金属基复合材料。
(始终有基字)2)按增强材料分为:玻璃纤维复合材料;碳纤维复合材料;有机纤维复合材料;金属纤维复合材料;陶瓷纤维复合材料(始终有纤维二字)3)按用途分为:功能复合材料和结构复合材料。
(两种的区别)结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构,要求它质量轻、强度和刚度高,且能承受一定温度。
功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料,即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。
3复合材料的基体:金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构,要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好,选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。
对于高性能发动机,要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能,同时能在高温、氧化环境中正常工作,可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料;对于汽车发动机,选用铝合金基体材料;对于电子集成电路,选用银铜铝等金属为基体。
轻金属基体—铝基、镁基,使用温度在450℃左右或以下使用,用于航天及汽车零部件。
连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金,颗粒、晶须增强…采用高强度铝合金。
钛基,使用温度在650℃(450-700),用作高性能航天发动机镍基、铁基钴基及金属间化合物,使用温度在1200℃(1000℃以上),耐高温4聚合物基体一)简答题(各自优缺点)聚合物基复合材料的聚合物基主要有:不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
各自优缺点:二)聚合物基体的作用选择题:a . 将纤维黏在一起;b.分配纤维间的载荷;c .保护纤维不受环境的影响5陶瓷基特点:比金属更高的熔点和硬度,化学性质非常稳定,耐热性、抗老化性好,但脆性大,韧性差。
大学复合材料-复合材料考卷及答案
20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:一、选择题1. 纤维增强塑料一词缩写为( A )A.FRPB.CFRPC.GFRPD.GDP2.生产碳纤维的最主要原料是答:聚丙烯纤维、黏胶丝和沥青纤维( B )A. 沥青B. 聚丙烯腈C. 聚乙烯D. 人造丝3. 玻璃钢是答:玻璃纤维增强塑料( B )A. 玻璃纤维增强Al基复合材料B. 玻璃纤维增强热固性塑料C. 氧化铝纤维增强塑料D. 碳纤维增强热固性塑料4. FR-TP是指( D )A. 水泥基体复合材料B. 碳纤维增强树脂基复合材料C. 玻璃钢复合材料D. 玻璃纤维增强热塑性塑料5. 金属基复合材料通常( D )A. 以重金属作基体B. 延性比金属差C. 弹性模量比金属低D. 较基体具有更高使用的温度6. 复合材料中的残余应力主要有下列哪个因素造成的( C )A. 在制备复合材料时,由于冷却速度过快,使应力来不及缓和造成的B. 基体材料与增强材料的化学相容性不好造成的C. 基体材料与增强材料的热膨胀系数的差异性造成的D. 基体材料与增强材料力学性能不同造成的二、填空题1.复合材料中的连续相,称为基体,其它的相分散于连续相中,提高材料的力学性能,称为增强体。
2. 按用途分类,复合材料可分为结构和功能、结构\功能一体化复合材料。
3. E玻璃纤维是指无碱玻璃纤维,A玻璃纤维是指有碱玻璃纤维。
4.聚合物基复合材料中,常见的热塑性树脂基体有聚丙烯、聚氯、聚酰、聚碳酸酯。
5. 在聚合物基复合材料中,常见的热固性树脂基体有环氧树脂,酚醛树脂,不饱和聚酯,呋喃树脂等。
6.比强度是指材料抗拉强度与材料比重之比。
7@比刚度指材料弹性模量与其密度之比。
8. 自生成法是指在复合材料制造过程中,增强材料在基体中生成和生长的方法,解决了复合材料中的相容性和界面反应两个常见问题。
9.制备铝基(金属基)复合材料常见的液态金属法有真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌复合法、液态金属浸渍法、真空吸铸法、热喷涂法等。
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——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
《高分子复合材料》复习题基本概念1强度材料在外力作用下抵抗永久形变或断裂的能力。
2 比强度材料极限强度与密度的比值。
3模量材料在弹性变形阶段,应力与应变成正比例关系,比例系数为模量。
4 比模量模量与密度的比值。
5复合后的产物为固体时才称为复合材料,若复合产物为液体或气体时就不称为复合材料。
6用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。
7 按基体材料分类聚合物基复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料8 按材料作用分类结构复合材料功能复合材料9 连续纤维增强金属基复合材料,在复合材料中纤维起着主要承载作用。
10 在连续纤维增强金属基复合材料中基体的主要作用应是以充分发挥增强纤维的性能为主。
11非连续增强金属基复合材料,基体是主要承载物,基体的强度对非连续增强金属基复合材料具有决定性的影响。
12 铁、镍元素在高温时能有效地促使碳纤维石墨化,破坏了碳纤维的结构,使其丧失了原有的强度,做成的复合材料不可能具备高的性能。
13 结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
14 连续纤维增强金属基复合材料一般选用纯铝或含合金元素少得单相铝合金,而颗粒、晶须增强金属基复合材料则选择具有高强度的铝合金。
15用于1000℃以上的高温金属基复合材料的基体材料主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物,较成熟的是镍基、铁基高温合金。
16 复合材料的界面效应包括传递效应、阻断效应、不连续效应、散射和吸收效应及诱导效应。
17常用的陶瓷基体主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。
18 复合材料中的基体有三种主要的作用:把纤维粘在一起;分配纤维间的载荷;保护纤维不受环境影响。
19 降解指聚合物主链的断裂,它导致相对分子质量下降,使材料的物理力学性能变坏。
交联是指某些聚合物交联过度而使聚合物变硬、发脆,使物理力学性能变坏。
20 热固性树脂分类不饱和聚酯树脂环氧树脂酚醛树脂21 不饱和聚酯树脂是指有线性结构的,主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。
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
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、什么是行手糊成型?手糊成型工艺有些优缺点?该工艺可制备哪些复合材料制品?手糊成型常用的树脂体系有哪些?手糊成型是制备聚合物基复合材料最早使用的一种工艺方法,先将树脂、固化剂及各种配料制成树脂糊,在模具上面刷一层树脂糊,再铺贴上一层事先裁好的纤维织物,用刮刀压实,赶出气泡。
再重复上述操作,直到达到要求的厚度为止。
然后再一定的条件下进行固化,得到制品。
优点:不受尺寸、形状的限制;设备简单,投资少;工艺简单;可在任意部位增补增强材料,易,满足设计要求;产品树脂含量高,耐腐蚀性能好。
缺点:生产效率低,劳动强度大,卫生条件差;产品性能稳定性差;产品力学性能较低。
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。
复合材料复习题精选试题
复合材料复习题试题复合材料复习题精选试题复合材料复习题一、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)14.玻璃纤维(A:由二氧化硅玻璃制成)15.晶须(A:是含有缺陷很少的单晶纤维)三、简答题1.简述复合材料的分类形式。
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。
复合材料期末试题及答案
复合材料期末试题及答案第一部分:选择题(共20小题,每小题1分,共20分)在每个问题的括号内选出一个最佳答案,并将其字母标号填入答题纸上的相应位置。
每个问题的答案只能选一个。
1. 复合材料的定义是指()。
A. 具有两种或两种以上不相容的材料组成的材料B. 具有两种或两种以上相容的材料组成的材料C. 具有两种或两种以上的同类材料组成的材料D. 由复材料制成的材料2. 复合材料的增强相和基体相分别是指()。
A. 纤维和树脂B. 树脂和纤维C. 纤维和金属D. 金属和纤维3. 复合材料的分类依据主要包括()。
A. 基体相种类和增强相类型B. 增强相种类和基体相类型C. 基体相和增强相的比例D. 复合材料制备工艺4. 碳纤维是一种()的增强相。
A. 无机材料B. 金属C. 有机材料D. 不锈钢5. 复合材料相较于金属材料具有的主要优势是()。
A. 导热性好B. 导电性好C. 高轻比和高强度D. 高密度6. 属于有机基体的复合材料中,树脂常用的有()。
A. 元素有机聚合物和非元素有机聚合物树脂B. 金属C. 陶瓷D. 碳纤维7. 属于无机基体的复合材料中,常用的基体有()。
A. 金属基体B. 聚合物基体C. 陶瓷基体D. 复合基体8. 制备复合材料的方法不包括()。
A. 预浸法B. 真空吸附法C. 压制法D. 喷涂法9. 最常用的增强相是()。
A. 纤维状增强相B. 颗粒状增强相C. 薄片状增强相D. 废料增强相10. 复合材料的制备主要包括()。
A. 增强相和基体相的设计B. 增强相和基体相的选择C. 增强相和基体相的配比D. 手工制备和自动化制备11. 复合材料在航空航天领域的应用主要体现在()。
A. 飞机机身和发动机B. 航天器C. 卫星D. 无人飞行器12. 复合材料在汽车制造领域的应用主要体现在()。
A. 车身结构B. 发动机零部件C. 汽车轮胎D. 座椅材料13. 复合材料在体育器械领域的应用主要体现在()。
复合材料复习题
1. 常见的材料强化途径都有哪些?请分别进行简要的论述 答:金属材料的基本强化途径:1) 单晶强化:获得无位错和其它缺陷的单晶结构,达到理论强度,如晶须;2) 适当的引入缺陷以阻碍材料内部位错的运动,达到强化的效果。
具体的措施如① 形变强化(加工硬化):通过增加位错密度,使位错之间的交互作用加剧,位错运动阻力增大,使金属的强度、硬度增加。
② 固溶强化:异类原子加入纯金属基体中构成固溶体后,1.增加位错运动的摩擦阻力外,在“稀”的固溶体中突出地表现在对位错的钉扎作用上。
2.弹性模量:弹性常数的变化使位错应力场也发生变化,从而会引起位错和溶质原子间更大的交互作用能;3.电子浓度因素:溶质原子与带电荷的位错区域之间就有电交互作用4.结构因素:有序区域或偏聚区域将遭到破坏,稳定状态破坏的塑性变形是要付出更多的能量作为代价。
③ 分散强化(包括沉淀强化和弥散强化):由于第二相分散质点造成的强化过程,分为沉淀强化和弥散强化。
合金组织中如果含有一定数量的分散的异相粒子,它的强度往往会有很大的提高;(依靠时效:分散相与基体是共格的。
共格析出相原子面与基体原子面是连续过渡的,基体晶格在很大区域中发生畸变。
当位错移动时,即使经过共格析出相的附近区域,也会大大受阻。
从而产生强化。
最后产生平衡相,仍有强化效果。
)沉淀强化的第二相通常是亚稳态物质,多与基体相呈共格关系,在适当的温度下其强化效果要高于弥散强化,但升高温度其第二相会发生溶解,从而失去强化效果。
弥散强化的第二相物质一般是难溶且稳定的化合物(通常为氧化物、氮化物、碳化物或金属间化合物),在弥散强化合金中,弥散相和基体并没有共格关系,两相相互溶解的能力也很差,借助于弥散强化达到高强度的材料往往是热稳定的,在热强材料的研究中这是一个很值得推荐的手段。
④ 晶界强化(细晶强化):由于晶界两边的晶粒取向不同,滑移一般难以从一个晶粒直接传播到取向有差异的另一个晶粒上。
但多晶体变形必须满足连续性条件(以保持各晶粒之间微观的连续性),为了使邻近的晶粒也发生滑移,就必须外加以更大的力,因此,晶界就是滑移的障碍。
陶瓷和复合材料复习题
陶瓷和复合材料复习题名词解释:1、复合材料:两种或两种以上不同性质的单一材料,用物理的或化学的方法经人工复合而成的多相材料。
2、快速烧成:产品性能无变化,而烧成时间大量缩短的烧成方法。
3、二次莫来石:由高岭石分解物形成的粒状或鳞片状莫来石成为一次莫来石;由长石熔体形成的针状莫来石称为二次莫来石。
4、晶界异相偏析效应:在高温条件下的烧结和冷却过程中,异性杂质离子从晶粒内部向晶界扩散和迁移,使之在晶界部位富集的现象。
5、晶界:结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处,称为晶界(晶粒间界或粒界)。
6、复合材料增强相:其中一个组分是细丝(连续的或短切的)、薄片或颗粒状,具有较高的强度、模量、硬度和脆性,在复合材料承受外加载荷时是主要承载相。
7、实心注浆:泥浆中的水分被模型吸收,注件在两模之间形成,没有多余泥浆排出的一种注浆方法。
8、空心注浆:将泥浆注入模型,当注件达到要求的厚度时排出多余的泥浆而形成空心注件的方法。
9、陶瓷基复合材料:在陶瓷基体中引入第二相材料,使之增强、增韧的多相材料。
主要以高性能的陶瓷为基体,通过加入颗粒、晶须、连续纤维和层状材料等增强体而形成的复合材料。
10、原料破碎:破碎是对块状固体物料施用机械作用,克服物质的内聚力,使之由大块状物料转变为小块状物料的物理作业过程。
11、釉:指的是覆盖在坯体表面的玻璃状薄层。
12、釉上装饰:在烧成后的制品上进行彩饰加工的方法。
通过彩绘、贴花等方法加彩后,进行低温烧成(750-850),获得丰富多采的效果。
13、釉下装饰:在生坯或素坯上加彩后,施以透明釉经高温1200)一次烧成的装饰方法。
釉中装饰:在釉坯或烧成制品的釉面上加彩后,高温(1100-1200)一次烧成使装饰图案渗入釉层中的方法。
14、烧结范围:软化温度与烧结温度之差。
15、陶瓷烧成:是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下,表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。
16、触变性:黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,黏度会降低而流动性增加,静止后逐渐恢复原状。
复合材料期末复习资料2
烧结WC(2%气孔率)
热压TiC(〈2%气孔率)
350~580 138~240
175 620~965 450~520 790~825 275~450
200~300 138 100
350~580 -
240~275
表2-7 一些陶瓷和一些金属断裂韧性比较
强度对MMC具有决定性的影响。因此需选用高性 能金属基体。
不同基体铝基复合材料性能比较
20%SiC/Al的性能和增强率 SiCp/Al增强体临界体积分数与基体强度之间关系
3)基体金属与增强物的相容性
基体与纤维的相容性:良好的浸润性、稳定的界面。
例:①Cf/Al,在纯铝中加入少量的Ti、Zr等元素,可明显改
部分钛合金的成分和性能
密度 g/cm3 4.51 4.55
热膨胀系数 ×10-6K-1
8.0
8.0
导热率 W/(m·℃)
16.3
10.2
抗拉强度 MPa
345~685 411~753
4.45
8.4
4.48
9.3
4.83
8.5
8.4
991
6.3
1030~1225
8.9
912~961
4.40
8.9
8.6
• 主要缺点:固化收缩率大,耐热性、强度 和模量较低,因此很少用于受力很大的制 品中。
• 使用方法:树脂、引发剂、促进剂按配比 配制,并按固化制度固化。
2)环氧树脂
• 定义:分子主链上含有两个或两个以上环 氧基团的聚合物。
• 主要优点:形式多样、粘附力强、收缩率 低、力学性能好、尺寸稳定、化学稳定性 好。
大学复合材料复习题
大学复合材料复习题复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成,这些材料在宏观上保持各自的物理和化学特性,但在微观上互相结合,形成具有独特性能的新材料。
以下是大学复合材料课程的复习题,供学生参考:一、选择题1. 复合材料通常由哪些基本部分组成?A. 基体材料B. 增强材料C. 表面涂层D. 所有选项2. 以下哪种不是复合材料的增强材料?A. 碳纤维B. 玻璃纤维C. 金属丝D. 橡胶3. 复合材料的界面结合力主要取决于什么?A. 增强材料的强度B. 基体材料的粘度C. 界面的化学和物理性质D. 复合材料的密度4. 复合材料的力学性能主要受哪些因素影响?A. 增强材料的类型和含量B. 基体材料的类型C. 界面结合力D. 所有选项5. 复合材料的制造工艺包括哪些?A. 手糊成型B. 压缩成型C. 树脂传递模塑D. 所有选项二、填空题6. 复合材料的______是指增强材料与基体材料之间的结合力。
7. 复合材料的______是指复合材料在受到外力作用时,不发生破坏的最大承载能力。
8. 复合材料的______是指在受到外力作用后,材料恢复原状的能力。
9. 复合材料的______是指材料在受到外力作用时,抵抗变形的能力。
10. 复合材料的______是指材料在受到外力作用时,抵抗断裂的能力。
三、简答题11. 简述复合材料的分类及其各自的应用领域。
12. 描述复合材料的界面结合力对复合材料性能的影响。
13. 解释复合材料的疲劳性能及其在工程应用中的重要性。
14. 讨论复合材料在航空航天领域的应用及其优势。
15. 分析复合材料在汽车工业中的应用及其对环境的潜在影响。
四、论述题16. 论述复合材料在现代建筑领域的应用及其与传统材料相比的优势和挑战。
17. 探讨复合材料在海洋工程中的应用,以及如何提高其耐腐蚀性能。
18. 分析复合材料在体育器材中的应用,并讨论其对运动员性能的影响。
19. 论述复合材料在生物医学领域的应用前景及其面临的技术挑战。
工程复合材料复习题汇总
土木工程复合材料及应用技术复习思考题一、名词解释:1、复合材料2、土工合成材料3、比强度4、混杂复合材料5、纤维临界体积率6、混合律7、功能复合材料8、结构复合材料9、Ο95 10、纤维临界长度11、界面粘结系数12、韧性13、压缩韧度指数14、弯曲韧度指数15、韧度16、冲击韧性17、疲劳试验荷载循环特征值18、单体19、高聚物20、疲劳试验应力比21、链节22、土工材料抗拉强度23、加聚反应24、聚灰比25、缩聚反应26、沥青玛蹄脂碎石混合料27、透水率28、导水率29湿热效应30相容性31物理相容性32化学相容性32润湿性32界面工程33复合材料界面34复合效应35诱导效应36蠕变37降解反应38交联反应39钢纤维的回弹率40改性沥青41沥青外掺剂(改性剂)42调和沥青43沥青稳定碎石44集料毛体积相对密度45集料视相对密度46集料有效相对密度47沥青吸收量48混合料的有效沥青含量49组合集料毛体积相对密度二、是非题:1、纤维复合材料其纤维含量越高,力学性能越好。
()2、纤维与基体之间的界面强度越高越好。
()3、因钢纤维不耐腐蚀,钢纤维水泥混凝土其抗氯离子侵蚀的能力差。
( )4、镦头形钢纤维混凝土较长直形钢纤维混凝土力学性能好。
()5、钢纤维水泥混凝土集料最大粒径不宜超40mm。
()6、钢纤维水泥混凝土其砂率较普通水泥混凝土低。
()7、钢纤维水泥混凝土其水泥用量较普通混凝土低。
()8、钢纤维水泥混凝土其分散系数越小,表示钢纤维分布越均匀。
()9、钢纤维水泥混凝土从均匀性方面看其钢纤维长径比不宜超过60。
( )10、钢纤维水泥混凝土采用坍落度评定其工作性。
()11、钢纤维与水泥基间界面孔隙率低于基体。
()12、在普通水泥混凝土中加入钢纤维其抗压强度大大提高。
()13、采用插入式振动器振捣钢纤维水泥混凝土时,要求斜向插入,并与平面的夹角不大于30°。
( )14、路面钢纤维水泥混凝土其钢纤维体积率在0.75%-1.5%之间。
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。
复合材料复习题 西安理工大学
24、钛合金的主要合金化元素有哪些?如何对其进行分类?绘图比较不同类型合金元素与Ti形成二元合金时的相图类型及合金元素的作用。
25、图示说明扩散结合法与粉末冶金法制备MMC的工艺流程,比较其适用范围及工艺特点。
26、图示说明喷射沉积(Ospray)法的工艺过程及优点。
27、什么是PMC?简述其分类方法及总体特点。
28、选择三种常被用作PMC基体材料的热固性树脂,比较其固化反应及性能特点。
29、绘制PMC制备的基本流程图,简述其基本技术要求。
30、图示说明手糊成型的基本步骤、工艺流程及优缺点。
31、比较喷射成形、拉挤成形和RTM成形的工艺流程和特点。
32、图示说明缠绕成形的原理、工艺流程、主要缠绕模式及工艺特点。
33、试比较热固性/热塑性树脂基PMC注射成形工艺的区别。
34、归纳总结PMC成形制备的特点和工艺选择设计的基本规程。
35、图示说明CVI法制备CMC的原理,比较ICVI和FCVI法的异同及特点。
36、如何利用反应烧结法和溶胶凝胶法制备FRCMC?二者各有何优缺点?37、影响CMC性能的主要因素有哪些?基本的影响规律如何?38、什么是C/C复合材料?有何性能特点?绘出其制备流程示意图。
39、利用浸渍碳化法制备C/C,浸渍剂的选择有哪些原则?采用合成树脂和沥青各有什么优缺点?40、图示说明CVD沉碳工艺中等温法、温差法、压差法的实现原理和优缺点。
41、现有连续纤维五种,其直径、密度、抗拉强度及拉伸试验中确定的极限应变量数据如下表所示:纤维直径(μm)密度(g/cm3)抗拉强度(GPa)断裂应变量(%)C f7.5 1.8 3.75 1.5B f150 2.6 3.6 1.0CVD-SiC f100 3.0 3.2 0.8PC-SiC f10 2.4 3.0 1.5Al2O3f20 4.0 1.4 0.4将其切断为长2 mm的短切纤维,以作为不连续增强体制备Al基MMC,所采用的Al合金基体材料的拉伸应力应变曲线如下图所示。
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1.复合材料的分类方法?
复合材料的分类方法也很多。
常见的有以下几种。
按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。
金属复合材料以金属为基体制成的复合材料,如铝墓复合材料、铁基复合材料等。
无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。
按增强材料种类分类
玻璃纤维复合材料。
碳纤维复合材料。
有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。
金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。
陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。
此外,如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。
混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合,即复合材料的“复合材料”。
按增强材料形态分类
连续纤维复合材料作为分散相的纤维,每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。
短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。
粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。
编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。
按用途分类
复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。
2.举例说明复合材料在现代工业中的应用?
<1>建筑工业中,复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋,建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。
<2>化学工业中,复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。
<3>交通运输方面,如汽车制造业中,复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等;在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。
<4>造船工业中,复合材料用于生产各种工作挺、渔船、摩托艇、扫雷艇、潜水艇、救生艇、游艇以及船上舾装件等。
此外,复合材料在电气工业、军械、航空、体育用品、农渔业及机械制造工业等都有较广泛应用。
3.简述铝基复合材料的制造及二次加工工艺?
制造过程可分为三个阶段:纤维排列、复合材料组分的组装压合和零件层压。
大多数铝-硼复合材料是用预制品或中间复合材料制造。
铝基复合材料的二次加工包括成型、连接机械加工和热处理等工艺过程P139
4.简述陶瓷基体的种类并加以举例说明?
<1>玻璃:高硅氧玻璃、硼酸玻璃、铝硅玻璃等;
<2>玻璃陶瓷:铝锂硅酸盐玻璃陶瓷、镁铝硅酸盐玻璃陶瓷等;
<3>氧化物陶瓷:氧化铝、氧化镁、氧化硅和莫来石陶瓷等;
<4>非氧化物陶瓷:碳化硅、氮化硅、氮化铝、硅化物和硼化物等。
5.简述FRP定义、组成种类、性能特点、常规制备工艺及其应用领域?
FRP:纤维增强复合材料是由纤维材料与基体材料按一定比例混合后形成的高性能型材料。
组成种类:由增强纤维和基体组成。
一般用玻璃纤维增强不饱和聚酯环氧树脂与酚醛树脂做基体,以玻璃纤维或其制品做增强材料的增强塑料。
工程中常用的FRP主材主要有碳纤维,玻璃纤维及芳纶纤维其材料形式主要有片材棒材及型材。
性能特点:①抗拉强度高②热膨胀系数与混凝土相近③与钢材比弹性模量小④抗剪强度低⑤抗腐蚀抗疲劳性能好⑥比强度高⑦良好的可设计性⑧绝缘隔热及透电磁波等
制备工艺:主要分为湿法接触法和干法压成型按工艺特点可分为手糊成型、层压成型、RTM法、挤压法、模压成型等。
手压成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手压法
应用:在土木工程领域可用于包括柱、墙、梁、板及面板抗震及补强加固。
在建筑领域、岩土工程、桥梁工程、海洋结构和近海结构等方面也有应用。
6.玻璃纤维有哪些主要的物理和化学特性,这些性能在玻璃钢制品中发挥怎样的作用?
7.玻璃纤维制品有哪些?它们主要应用在那些场合?你觉得还可以开发哪些玻璃纤维制品?
8.制造玻璃纤维及其制品时浸润剂的作用是什么?常用的有哪几种浸润剂
6.简述复合材料界面的定义、结构、特点、作用以及界面的结合方式。
复合材料的界面是指基体与增强体之间化学成分有显著变化的构成彼此结合的,能起载荷传递作用的微小区域。
界面的结构:由五个亚层组成:⑴树脂基体⑵基体表面⑶相互渗透区⑷增强剂表面区⑸增强剂及外力场
特点:界面虽然很小,但是它是有尺寸的,约几个纳米到几个微米,是一个区域或一个带,或一个层,厚度不均匀。
它包含里基体和增强物的部分原始接触面。
基体与增强物相互作用生成的反应产物,此产物与基体及增强物的接触面等。
在化学成分上有基体等元素外还有其他杂质,因此界面上的化学成分和相结构是很复杂的。
作用:界面是复合材料的特征,可将界面的技能归纳为以下几种效应:⑴传递效应⑵阻断效应⑶不连续效应⑷散射和吸收效应
⑸诱导效应
1、机械结合:基体与增强体材料之间不发生化学反应,借助增强纤维表面凹凸不平的形态而产生的机械铰合和基体与纤维之间的摩擦阻力形成。
2、溶解与浸润结合:基体润湿增强材料相互之间发生原子扩散和溶解形成结合。
液态或是粘流态基体对增强纤维的侵润,而产生的作用力,作用范围只有若干原子间距大小。
3、反应结合:基体与增强体材料间发生化学反应,在界面上生成化合物,以化学键连接基体和增强体,是基体和增强材料结合在一起。
基体与纤维之间形成界面反应层。
4、交换反应结合:基体与增强材料间发生化学反应,生成化合物,且还通过扩散发生元素交换,形成固溶体而使两者结合。
4、混合结合:上述几种形式的混合结合方式。
7.描述聚合物基复合材料界面的形成过程。
简述复合材料界面作用机理。
界面的形成可分为两个阶段:第一阶段是基体与增强纤维的接触与润湿过程。
增强体对基体分子中不同基团或基体各组分的吸附能力不同;聚合物的界面结构与本体不同。
这一阶段是界面形成与发展的关键阶段。
第二阶段是聚合物的固化阶段。
聚合物通过物理或化学过程固化形成固定界面层。
第一阶段与第二阶段往往是连续的,有时是同时进行的。
界面作用机理:⑴浸润吸附理论:浸润是形成复合材料界面的基本条件之一,浸润不良会在界面上产生空隙,易因应力集中而开裂,完全浸润则将提高符合材料的强度
⑵化学键理论:该理论认为基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能其化学反应,在界面形成共价键结合
⑶物理吸附理论:也称机械作用理论:认为增强纤维与树脂基体之间的结合属于机械铰合和基于次价键作用的物理吸附
⑷过渡层理论:为消除内应力,界面区应存在一个过渡层,起到应力松弛作用
⑸拘束层理论:该理论也认为在基体和增强体之间存在一个松弛应力的过渡层,但是该过渡层并非柔性的变形层
⑹扩散层理论:这种物理结合是指复合材料的增强体和基体的原子或分子越过两组成物的边界相互扩散而形成的界面结合
⑺减弱界面局部应力作用理论:认为处于基体与增强体界面间的偶联剂提供了一种“自愈能力”的化学键,这种化学键在外载荷作用下处于不断形成和断裂的动态平衡状态
⑻静电吸引理论:合适的偶联剂使复合材料的基体和增强体的表面带有异性电荷,引起相互吸引,从而形成界面结合力,静电引力引起的界面强度取决于电荷密度。
8.简述金属基复合材料界面的类型、结合形式、影响其界面稳定性的因素以及界面控制方法。
类型:Ⅰ类界面(纤维与基体互不反应亦不溶解)是平整的,厚度为分子层的程度,除原组分外,界面不含其他物质。
Ⅱ类界面(纤维与基体不反应,但相互溶解)是由原组分构成的犬牙交错的溶解扩散型界面Ⅲ类界面(纤维与基体相互反应形成界面反映层)含有亚微级左右的界面反应物质(界面反应层)
结合方式:①物理结合:指借助材料表面的粗糙形态而产生的机械绞合,以及借助基体收缩盈利包紧纤维时产生的摩擦结合②溶解和浸润结合:纤维与基体的相互作用力是极短程的,只有若干原子间距③反应结合:特征是在纤维与基体之间形成新的化合物层,即界面反应层
影响界面的稳定因素:包括物理和化学两个方面。
物理方面的不稳定因素主要指在高温条件下增强纤维与基体间的熔融。
化学方面的不稳定因素主要与复合材料在加工和使用过程中发生的界面化学作用有关,包括连续界面反应,交换式界面反应和暂稳态界面变化等几种现象。
界面控制方法:①增强体表面涂层处理②金属基体合金划③优化制备方法和工艺参数。
9.试述界面的表征方法有哪些?
电子显微镜:SEM、TEM等微观结构的表征:红外线光谱与拉曼光谱界面成分表征:X射线光电子能谱(XPS)界面残余应力表征:X射线衍射法和中子衍射法界面强度表征:常规分析法1 拉拔试验(测定界面粘接强度)2 界面微脱法测定界面剪切强度3顶出法测定相对界面粘接强度
10.简述金属基体的选择原则以及结构复合材料的基体种类?
选择基体的原则:<1>金属基复合材料的使用要求;<2>金属基复合材料组成特点;<3>基体金属与增强物的相容性。
结构复合材料的基体:大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类:<1>用于450℃以下的轻金属基体;<2>用于450~700℃
的复合材料的金属基体;<3>用于1000℃以上的高温复合材料的金属基体。