复合材料复习题库.doc

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复合材料复习题库

9? The transverse tensile strength of an aligned continuous fibre composite

(A)is obtained when testing normal to(垂直于)the fibre axis,

(B)is obtained when testing parallel to (平行于) the fibre axis,

(C)is the lowest tensile stength,

(D)is the highest tensile strength,

(E)depends mainly on the properties of the matrix and of the fibre- matrix interface,

(G) dep ends mainly on the properties of the fibres.

Each of the sentences in questions 11 to 14 consists of an assertion followed by a reason. Answer: (A)if both assertion and reason are true statements and the reason is a correct explanation of the assertion,

(B)if both assertion and reason are true statements but the reason is not a true explanation of the assertion,

(C)if the assertion is true but the reason is a false statement,

(D)if the assertion is false but the reason is a true statement,

(E)if both the assertion and reason are false statements.

The coefficient of thermal expansion of an MMC with a ceramic reinforcement is less than that of the matrix because the coefficient of thermal expansion of a ceramic is usually less than that of a metal.

12.Gen erally rein forcing a metal degrades both ductility and tough ness because there is an in crease in Youngs modulus ?

13.Unfortun ately reinf orceme nt of a metal markedly reduces the fatigue resista nee because cracks are readily formed within the reinforcement.

14.The specific stren gth and modulus of a silic on carbide particle(碳化硅米立子)rein forced aluminium alloy are superior to those of the matrix because silicon carbide is more dense than the com mon aluminium alloys.

9.A,C,E: 11. A; 12. B; 13. E; 14. B;

9.Reinforcing alumina with SiC whiskers ABE enhan ces the thermal shock resista nee, lowers the

coefficient of thermal expansion, decreases the thermal conductivity, in creases the den sity improves the toughness..

lO.The room temperature tensile stress-strain curves in Figure 4.35 are for LAS-SiC fibre composites. The break-down of linearity in the curves at the point marked M is due to C

(A)plastic deformation associated with dislocation motion,

(B)fracture of the fibres,

(C)matrix microcracking,

(D)viscous flow of a glassy phase,

(E)fibre pull-out.

A)B)OD )日

9

11. Chemical vapour depositi on of a carb on matrix BE

is also commonly known as gas carb on ization, is also commonly known as chemical vapour infiltration, produces a brittle composite with a glassy matrix, is independent of deposition pressure, is dependent on deposition temperature. ABE; 10. C; 11. BE Indicate whether statements 1 to 7 are true or false ? 1? Polyester (聚酉旨)tmd epoxy (T 不氧) are examples of thermosets

(A) true

(B) false

2. Phenolie resins known as resoles or one~stage resins require the addition of a curing agont

prior to fabrication ?

(A) true

(B)

false

Figure 4.35

6. 3. Polycarbonate (聚碳酸酯)is an accepted gen eric term for syn thetic polyamides (聚酰胺)

(A) true

(B) false

4? Hand lay-up (手糊成型)requires little capital equipment but is labour intensive

(A) true

(B) false

5. Figure 5. 24 is a diagram of matchecHdie moulding (对模成型)

(A) true

(B) false

It has been estimated tha t over t hree-quar ters of all mat rices of PMCs are thermosets and of these the majority is polyester.

(A) true

(B) false 7. Although many benefits accrue from reinforcing PEEK (聚瞇瞇铜), unfortunately the creep properties are signific&ntly degraded with the result that PEEK matrix composites cannot be used at temperatures in excess of 40 °

C.

Reactive components at

high pressure

Moulded comp onerd

Closed die

Figure 5.24

? .

^7

\—/

10A

B c

D E

n

z(\

- \)/ \)/ \)z \)/ A B c D E ? /(\ zl\ /<\ /(X /(X 2 ■ 亠

(A) true

(B) false

For each of the st ateme nts of questions 8 to 14, one or more of the comp I etions given are correct. Mark the correct completions.

8. Thermosett.ing polymers

(A)

are also known as thermoplastic polymers, (B)

are also known as rubbers, (C)

readily cross-link during curing, (D)

cannot be cured, (E) cannot be reheated and reshaped

9. Thermoplastics

(A)

are cross-linked polymers, (B)

are linear polymers, (C)

may have branchod chains, (D)

readily flow at elevated temperatures, (E)

cannot be reheated and shaped Polyetheretherketone (聚瞇瞇铜) is also known as PEEK, is a type of nylon, is a thermoplastic, is a semi-crystalline polymer, has a high glass-transition temperature of 143 °C 11 Spray-up

(A) is faster than hand lay-up,

(B) invoIves spraying a non-viscous resin at a preform,

(C) invoIves spraying chopped fibres and resin on to a mould,

(D) composites have to be rolled to give a smooth surface finish,

(E) composites have to be rolled to remove entrapped air,

(F) composites have to be vacuum degassed to remove entrapped air

Pultrusion is a slow labour intensive production method, is particularly suited to the production of large, complex, planar shapes, is used for the production of rods of uniform cross-section, involves pushing fibres into a closed mould containing resin, involves pulling resin impregnated fibres through a heated die.

13. The mechanical properties of glass-reinforced epoxies are affected by moisture

because

(A) the epoxy nurtrix becomes more brittle,

(B) the water acts as a plasticizer

? \

7 \)/ \7

\7 \)/

\1

(C) the glass transition temperature is reduced,

(D) the epoxy transforms to a weaker polyester,

(E) the glass fibres can be degraded.

Fatigue crack growth rate in PEEK matrix composites is slower than in monolithie PEEK for the same test conditions, is faster than in monolithie PEEK for the same test conditions, obeys the law of mixtures, obeys the Paris-Erdogan equation, is proportional to the stress intensity factor range raised to a power, is proportional to the square root of the creep modulus.

Each of the sentences in questions 15 to 20 consists of an assertion followed by a reason. Answer:

(A) if both assertion and reason are true statements and the reason is a

correct explanation of the assertion,

(B) if both assertion and reason are true statements but the reason is not

a true explanation of the assertion,

(C) if the assert ion is true but the reason is a false statement,

(D) if the assertion is false but the reason is a true staternent,

(E) if both the assertion and reason are false statements

15. Thermosets are usually stiffer than thermoplastics because of the strong covale nt. bonding of the cross-links in the thermosets ?

16.

Many thermoplastics are partially crystal line because thermoplastics cross-link to form a rigid network 17.

Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) is a terpolymer(三元共聚物) because it is a multi-phase moterial.

18. The moulds used in resin transFer moulding may be complex, large and made from relatively inexpensive materials such as glass reinforced plastics because only low pressures are employed in the process.

19? Vacuum forming requires matched-dies because, as in vacuum-assisted resin injection, extremely high pressures are involved ?

20. The longitudinal stiffness of continuous fibre reinforced epoxy is about 100 GPa irrespective of whether the reinforceme nt is glass, carb on or aramid because the glass-fibre reinforceci epoxy has the highest density.

Self-assessment

1. A;

2. B;

3. B,

4. A;

5. B;

6. A;

7. B;

8. C, E;

9. B, C, D; 10. A,

C, D, E; 11. A,C,D,E; 12. C, E; 13. B, C, E; 14. A,D, E; 15. A; 16. C;

17. B; 1& A; 19. E; 20. D;

1 ?为什么玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高? 微裂纹假说:玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均匀性,使微裂纹产生的机会减少。此外,玻璃纤维断面较小,随断面积的减少,微裂纹存在的几率也减少,从而使纤维强度提高。玻璃纤维由于表面微裂纹尺寸与数量减少,从而减少了应力集屮,使纤维具有较高的强度。

分子取向假说:在玻璃纤维成型过程屮,由于拉丝机的牵引力作用,使玻璃纤维分子产生定向排列,从而提高了玻璃纤维的强度。

2?影响玻璃纤维强度的因索有哪些?如何影响?解释原因?

1、纤维直径和长度对拉伸强度的影响

一般情况,玻璃纤维的直径愈细,抗拉强度越高,但在不同的拉丝温度下拉制的同一直径的纤维强度,也可能有区别。玻璃纤维的拉伸强度和长度有

关,随着纤维长度的增加,拉伸强度显著下降直径和长度对玻璃纤维拉伸强度的影响,可以用微裂纹假说来解释。因为随着纤维直径和长度的减小,纤维屮微裂纹会相应减少,从而提高了纤维强度。

2、化学组成对强度的影响

一般是含碱量越高、强度越低。无碱纤维比有碱纤维的拉仲强度高20%研究证明,高强和无碱纤维,由于成型温度高,硬化速度快,结构链能大等原因,因此具有很高的抗拉强度。含K2O和PbO成分多的玻璃纤维强度较低。

3、玻璃液质量对玻璃纤维强度的影响

A)结晶杂质的影响:当玻璃成分波动或漏板温度波动或降低时,可能导致纤维屮结晶的出现。实践证明,有结晶的纤维比无结晶的纤维强度要低。

B)玻璃液屮的小气泡也会降低纤维的强度。曾试验用含小气泡的玻璃液拉直径为5.7um,的玻璃纤维其强度比用纯净玻璃液拉制的纤维强度降低

20% o

4、成型条件对玻璃纤维的影响

实践证明,用漏板拉制的玻璃纤维强度高于用玻璃棒法拉制的纤维。在玻璃棒法屮,用煤气加热生产的纤维乂比用电热丝加热生产的纤维强度为高。如用漏板法拉制10um,玻璃纤维的强度为1700MPa,而用棒法拉制相同直径的玻璃纤维强度仅为HOOMPao这是因为玻璃棒只加热到软化,粘度仍然很大,拉丝时纤维受到很大的应力;此外玻璃棒法是在较低温度下拉丝成型,其冷却速度要比漏板法为低。用各种不同成型方法生产的玻璃纤维的强度各不相同。用漏板法拉制的纤维强度最高,气流吹拉长棉次之,玻璃棒法再次之。

然后是蒸汽立吹短棉,强度最低是蒸汽喷吹矿棉。在采用漏板拉丝的方法屮,采用较高的成型温度,较小的漏孔直径,可以提高纤维强度。

5、表面处理对强度的影响在连续拉丝时,必须在单根纤维或纤维束上

敷以浸润剂,它在纤维表面上形成一层保护膜,防止在纺织加工过程屮,纤维间发生相互摩擦,而损伤纤维降低强度。玻璃布经热处理除去浸润剂后,强度下降很多,但在用屮间粘结剂处理后,强度一般都可回升,这是因为屮间粘结剂涂层一方而对纤维起到保护作用,另一方而对纤维表而缺陷有所弥补。

6、存放时间对强度的影响

玻璃纤维存放一段吋间后其强度会降低,这种现象称为纤维的老化。主要是空气屮的水分对纤维侵蚀的结果。此,化学稳定性高的纤维强度降低小,如同样存放233年的有碱纤维强度降低33%,而无碱纤维降低很少。

7、施加负荷吋间对强度的影响

玻璃纤维强度随着施加负荷吋间的增长而降低。半环境温度较高吋,尤其明显。可能是吸附在微裂纹屮的水分,在外力作用下,使微裂纹扩展速度加快的缘故。

3?复合材料的界面定义是什么?包括哪些部分?

复合材料的界面是指基体与增强物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。

界而通常包含以下几个部分:基体和增强物的部分原始接触而;

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;

界而的效应

(1) 传递效应

界面能传递力,即将外力传递给增强物,起到基体和增强物之间的桥梁作

用。

(2) 阻断效应结合适当的界面有阻止裂纹扩展、屮断材料破坏、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,如抗电性、电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。

(4) 散射和吸收效应

光波、声波、热弹性波、冲击波等在界而产生散射和吸收,如透光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲击性等。

(5) 诱导效应

一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变,由此产生一些现象,如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性和耐热性等

界面效应是任何一种单一材料所没有的特性,它对复合材料具有重要的作

用。界面效应既与界面结合状态、形态和物理?化学性质有关,也与复合材料各组分的浸润性、相容性、扩散性等密切相关。

4 ?复合材料界面具有哪些效应?

复合材料界面效应有:

1、传递效应:界面可将复合材料体系屮基体承受的外力传递给增强相,起

到基体和增强相之间的桥梁作用。

2、阻断效应:基体和增强相之间结合力适当的界面有阻止裂纹扩展、减缓

应力集小的作用。

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岀现的现

象,如抗电性、电感应性、磁性、耐热性和磁场尺寸稳定性等。

4、散射和吸收效应:光波、声波、热弹性波、冲击波等在界而产生散射和吸

收,如透光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击性等。

5、诱导效应:一种物质(通常是增强剂)的表面结构使另一种(通常是聚合

物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变,由此产生一些现象,如强弹性、低膨胀性、耐热性和冲击性等。

5?聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料界面有哪些特点?都有哪些优化设计的方法?

(1)>聚合物基复合材料界面界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。聚合物基体复合材料改性方法

%1颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂),则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面

%1纤维增强体复合材料界而改善

a)纤维表面偶联剂

b)涂覆界面层

c)增强体表面改性

(2)、金属基复合材料界面

金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界而反应,金属基体多为合金材料,在冷却凝固热处理过程屮还会发生兀素偏聚、扩散、1*1 溶、相变等。

金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。总的來讲,金属基体复合材料界面以化学结合为主,有时也会出现几种界而结合方式共存。

金属基体复合材料的界面有3种类型:第一类界面平整、组分纯净,无屮间相。第二类界面不平直,由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。第三类界面屮含有尺寸在亚微米级的界面反应物。

金属基复合材料的界面控制研究方法:

1)对增强材料进行表而涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性,同吋涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。

2)选择金属元索改变基体的合金成分,造成某一元索在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界而结合的合金元素

3)优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数,因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。

(3)、陶瓷基复合材料的界面

陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。增强体包括金属和陶瓷材料。界面结合方式与金属基体复合材料基本和同,有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合,其屮以化学结合为主,有吋几种结合方式同吋存在。陶瓷基体复合材料界而控制方法

1)改变基体元素

2)增强体表面涂层

浙江理工大学复合材料学试卷

浙江理工大学2008/2009学年第1学期试卷 专业学号成绩 一、选择题 1、PAN基碳纤维一般为????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????( ) (a) 高强度(b) 高模量(c) 特种碳纤维 2、碳纤维增强陶瓷基复合材料中,碳纤维的作用是???????????????????????????????????????????( ) (a) 增加强度(b) 增加韧性(c) 增加界面结合性能 3、水泥基复合材料中,需要对水泥的水灰比进行计算,如果需要配制28天抗压强度为40Mpa的水泥,用标号为425的新鲜水泥,则其水灰比为??????????????????????( ) (a) 0.5 (b) 0.48 (c) 0.52 (d) 都不对 4、CFRP是指?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ( ) (a)水泥基体复合材料(b)碳纤维增强的树脂基复合材料(c)玻璃钢复合材料 5、残余应力主要有下面那个因素造成的?????????????????????????????????????????????????????????? ( ) (a)在制备金属基复合材料时,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。 二、填空题 1、复合材料是指 。 2、玻璃纤维按性能分可分为、。其中,S玻璃纤维是指。 3、Kevlar纤维的单丝强度为23.9~26.8CN/dtex,相当于~ GPa. (Kevlar纤维的密度为1.44g/cm3)。 4、复合材料的复合效果主要有、结构效果和。 5、玻璃纤维增强复合材料的英文缩写为俗称。 6、晶须是指,常见的晶须尺寸为。 7、在纤维增强聚合物复合材料中,纤维的作用是,基体的作用是、、等。8、用单纤维临界强度法模型测定玻璃纤维强化复合材料的界面强度,纤维的截面形状为圆形,直径为10微米,纤维的,强度为2400Mpa,刚度为70GPa,平均断裂长度为1.5毫米,修正系数为0.75。则其界面

复合材料界面与设计

先进聚合物复合材料界面设计与表征进展 姓名:卢刚班级:材研1005 学号:104972100244 摘要:本文简述了界面的形成与作用机理,着重介绍了聚合物基复合材料界面改进的几种方法。 关键词:聚合物;复合材料;界面 Abstract:This paper briefly describes the formation of the interface and the mechanism of action,mainly introduces some methods about the UI improvement of the polymer-based composites. 1引言 聚合物基复合材料是由纤维和基体结合为一个整体,使复合材料具备了原组成材料所没有的性能,并且由于界面的存在,纤维和基体所发挥的作用,是各自独立而又相互存在的。 界面是复合材料组成的重要组成成分,它的结构与性能,以及粘合强度等因素,直接关系到复合材料的性能。所以,复合材料界面问题的研究有着十分重要的意义。 现代科学的发展为复合材料界面的分析表征提供了强有力的手段。扫描电镜、红外光谱、紫外光谱、光电子能谱、动态力学分析、原子粒显微镜等,在复合材料界面分析表征中得到充分利用,为揭示界面的本质、丰富界面的理论做出了重要贡献。 2界面的形成与作用机理 2.1界面的形成 复合材料体系对界面要求各不相同,它们的成形加工方法与工艺差别很大,各有特点,使复合材料界面形成过程十分复杂,理论上可分为两个阶段:第一阶段:增强体与基体在一组份为液态(或粘流态)时的接触与浸润过程。在复合材料的制备过程中,要求组份间能牢固的结合,并有足够的强度。要实现这一点,必须要使材料在界面上形成能量最低结合,通常都存在一个液态对固体的相互浸润。所谓浸润,即把不同的液滴放到不同的液态表面上,有时液滴会立即铺展开来,遮盖固体的表面,这一现象称为“浸润”。

复合材料总思考题及参考答案

复合材料概论总思考题 一.复合材料总论 1.什么是复合材料?复合材料的主要特点是什么? ①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。 ②1)组元之间存在着明显的界面;2)优良特殊性能;3)可设计性;4)材料和结构的统一 2.复合材料的基本性能(优点)是什么?——请简答6个要点 (1)比强度,比模量高(2)良好的高温性能(3)良好的尺寸稳定性(4)良好的化学稳定性(5)良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性(6)良好的功能性能 3.复合材料是如何命名的?如何表述?举例说明。4种命名途径 ①根据增强材料和基体材料的名称来命名,如碳纤维环氧树脂复合材料 ②(1) 强调基体:酚醛树脂基复合材料(2)强调增强体:碳纤维复合材料 (3)基体与增强体并用:碳纤维增强环氧树脂复合材料(4)俗称:玻璃钢 5.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类,各表示什么?在结构设计过程中的设计层次如何,各包括哪些内容? 3个层次 答:1、一次结构:由集体和增强材料复合而成的单层材料,其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何和界面区的性能; 二次结构:由单层材料层复合而成的层合体,其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何三次结构:指通常所说的工程结构或产品结构,其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。 2、①单层材料设计:包括正确选择增强材料、基体材料及其配比,该层次决定单层板的性能; ②铺层设计:包括对铺层材料的铺层方案作出合理安排,该层次决定层合板的性能; ③结构设计:最后确定产品结构的形状和尺寸。 6.试分析复合材料的应用及发展。 答:①20世纪40年代,玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产以后,纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料。至60年代,在技术上臻于成熟,在许多领域开始取代金属材料。 ②随着航空航天技术发展,对结构材料要求比强度、比模量、韧性、耐热、抗环境能力和加工性能都好。针对不同需求,出现了高性能树脂基先进复合材料,标志在性能上区别于一般低性能的常用树脂基复合材料。以后又陆续出现金属基和陶瓷基先进复合材料。 ③经过60年代末期使用,树脂基高性能复合材料已用于制造军用飞机的承力结构,今年来又逐步进入其他工业领域。

复合材料题库

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)及(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)及(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)及(环氧树脂)三类。 二.名词解释: 1.热固性树脂:这种树脂在催化剂及一定的温度、压力作用下发生不可逆的化学反应,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)与饱和的及不饱和的(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:物体在弹性限度内,应力与其应变的比例数。有拉伸和压缩弹性模量(又称杨氏弹性模量)、剪切和弯曲弹性模量等,以Pa(帕斯卡)为单位。

《复合材料学》考试大纲

《复合材料学》考试大纲 一、考试要求: 试卷主要考察学生对复合材料学基础知识的掌握程度以及运用能力,包括复合材料基本理论,设计思想(原则),各种基体、增强体、复合材料的基本性能、合成原理、组织结构,以及复合材料的界面理论与界面控制等。 二、考试内容: 1. 复合材料的基本概念 复合材料的定义,复合材料的命名与分类,复合材料的结构,复合材料的基本特点,复合材料的发展与应用,复合材料的可设计性。 2. 高性能复合材料的增强体 增强体在复合材料中的作用,增强体的分类,纤维具有高强度的原因。玻璃纤维,B纤维,C纤维,SiC纤维,各种晶须,各种颗粒增强体,有机纤维。3. 复合材料的结构设计 复合材料结构设计过程、设计条件,材料设计,复合材料制品设计与研制步骤,设计目标与设计类型,复合材料设计的内容,复合材料性能设计。 4. 复合材料的界面 复合材料界面的基本概念,对界面的要求,界面效应,界面作用机理,各种复合材料的界面,增强材料的表面处理。 5. 聚合物基复合材料 聚合物基体的种类、组分和作用,聚合物的结构与性能,常用的聚合物基体。聚合物基复合材料成型工艺、界面、结构、性能、应用。 6. 金属基复合材料 金属基复合材料的基体,选择金属基体的原则,常用金属基体材料,金属的晶体结构与晶体缺陷,金属的强化方法。金属基复合材料的制造方法、界面、结构、性能、应用。 7. 陶瓷基复合材料 陶瓷的键合,陶瓷的性能,陶瓷的晶体结构,常用陶瓷基体材料。陶瓷基复合材料的制造方法、结构、界面、性能与应用。 三、试卷结构 满分:150分 题型结构 (一)考试题型 1.概念题(40分),共40分; 2.问答题(80分),共80分; 3.论述题(30分),共30分。 (二)内容结构 1.复合材料的基本概念(15-25分) 2.复合材料的增强体(15-25分) 3.复合材料的设计原理和复合理论(15-25分) 4.复合材料的界面(15-25分) 5.聚合物基复合材料(15-30分)

复合材料试题B卷及答案

2014学年度第 一 学期课程考试 《复合材料》本科 试卷(B 卷) 注意事项:1. 本试卷共 六 大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3. 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效; 4.考试结束,试卷、草稿纸一并交回。 一、选择题(30分,每题2分) 【得分: 】 1.复合材料中的“碳钢”是( ) 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。 2.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.在体积含量相同情况下,纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料( ) A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易 4、Kevlar 纤维( ) A 、由干喷湿纺法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到1000℃以上。 D 、由化学沉积方法制成。 5、碳纤维( ) A 、由化学沉积方法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到3000℃以上。 D 、由先纺丝后碳化工艺制成。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在:( ) A 、120℃以下 B 、180℃以下 C 、250℃以下 D 、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一是( )

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、环氧树脂发生交联反应。 D、环氧树脂发生水解反应。 8、玻璃纤维() A、由SiO2玻璃制成。 B、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。 C、其强度比整块玻璃差。 D、价格贵、应用少。 9、生产锦纶纤维的主要原料有() A、聚碳酸酯。 B、聚丙烯腈。 C、尼龙。 D、聚丙烯。 10、晶须() A、其强度高于相应的本体材料。 B、长径比一般小于5。 C、直径为数十微米。 D、含有很少缺陷的长纤维。 11、对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是()。 A.玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料B.玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料 C.聚酰胺材料D.聚酰胺基玻璃纤维复合材料 12、目前,复合材料使用量最大的增强纤维是()。 A.碳纤维B.氧化铝纤维C.玻璃纤维D.碳化硅纤维13、目前,复合材料使用量最大的民用热固性树脂是()。 A.环氧树脂 B.不饱和聚酯 C.酚醛树脂 D.尼龙14.聚合物基复合材料制备的大体过程不包括() A.预浸料制造B.制件的铺层 C.固化及后处理加工D.干燥 15、有关环氧树脂,说法正确的是() A、含有大量的双键 B、使用引发剂固化 C、使用胺类固化剂固化 D、属于热塑性塑料 二、判断题(20分,每题2分)【得分:】 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。()

新材料科学导论期末复习题(有答案版)

一、填空题: 1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。 2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。 3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。 4.材料科学与工程有四个基本要素,它们分别是:使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。 5.按组成和结构分,材料分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料和复合材料。 6.高分子材料分子量很大,是由许多相同的结构单元组成,并以共价键的形式重复连接而成。 7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。 9.功能复合材料是指除力学性能以外,具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。如有 光,电,热,磁,阻尼,声,摩擦等功能。 10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。 11.由于高分子是链状结构,所以把简单重复(结构)单元称为链节,简单重复(结构)单元的个数称为聚 合度。 12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时,两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料,其性能显示 为增强体与基体的互补。(ppt-复合材料,15页) 13.影响储氢材料吸氢能力的因素有:(1)活化处理;(2)耐久性(抗中毒性能); (3)抗粉末化性能;(4)导热性能;(5)滞后现象。 14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。 15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。复合效应表现线性效应和非线性效 应,其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。 16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。功能高 分子材料的制备主要有以下三种基本类型: ①功能小分子固定在骨架材料上; ②大分子材料的功能化; ③已有功能高分子材料的功能扩展; 18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。 19.1977年,美国化学家MacDiarmid,物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性,并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低,这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释

纤维与复合材料题库

纖維與複合材料題庫 1.請說明在纖維製品行銷管道中目前最為通行之方式,並說明為何會採 用此種模式? 2.請說明在天然纖維(Nature Fibers)中之植物纖維以何種纖維材料之成 本最低,並且請列舉此種纖維之終端用途? 3.請說明何謂人造纖維(Artificial Fibers)?並請列舉五種生產量最多之 人造纖維及其常採用之紡絲方式?另請列舉此五種纖維之終端用途? 4.請說明何謂無機纖維(Inorganic Fibers)?並請列舉三種生產量最多之 無機纖維及其常採用之紡絲方式與終端用途? 5.請說明在天然纖維中之羊毛纖維(Wool Fiber),若要製作高級不會有皺 摺之西裝(Suit)應該採用以何種纖維來做混紡最為便宜,且配合何種織物結構?並除製作西裝以外另請列舉三種終端用途? 6.請說明內政部頒布之服飾標示基準中,針對西裝應該有何種內容之標 示項目(Care Label)? 並說明其洗標之涵義? 7.請說明在高科技紡織品之工業用紡織品(Industrial Textiles)之定義及 其三種終端用途及其所強調之性質? 8.請說明在CFRP之拉伸實驗中,狗骨頭形狀與長方形之樣本在拉伸前 需加以何種處理?若未經此前處理過程會有何種負面效益? 9.請說明塑膠、橡膠、複合材料與纖維之主要不同點,並且列舉每種產

品之三種終端用途? 10.請依照纖維、紗、織物、染色整理加工與成衣製作之觀點,說明一般 之防彈衣與羊毛背心有何差異處? 11.請依照纖維、紗、織物、染色整理加工與成衣製作之觀點,說明一般 之雨傘布與運動杉有何差異處? 12.請列舉五種家用紡織品(Home Textiles)所使用之纖維、紗、織物及依 序排列其附加價值? 13.請以纖維型態之觀點,舉例說明五種不同之五種纖維型態(需備註英 文)種類,並說明其所使用之附加價值與終端用途? 14.請說明在染色整理加工中,所針對纖維、紗、織物之加工成本何者最 低?為什麼?且說明不同之應用時機? 15.請以紗型態之觀點,舉例說明五種不同之紗(Yarn)型態(需備註英文) 種類,並說明其所使用之附加價值與終端用途? 16.在高科技紡織品中,請列舉其所適用之五種奈米原料種類及其功能? 並說明其製作方法? 17.請定義何謂奈米複合材料?並說明奈米複合材料(Nano Polymer Composites)之結構、組成與功能如何? 18.請定義何謂材料的一次與二次功能?並請舉例說明材料的二次功 能?

复合材料复习题

复合材料复习题 1、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Si3N4复合材料、碳化钨/钴复合材料,切割工具;碳/碳复合材料,导弹、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。例:1-3型PZT棒/环氧树脂压电复合材料,换能器,用于人体组织探测。 2、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。 3、简述复合材料制造过程中增强材料的损伤类型及产生原因。 力学损伤:属于机械损伤,与纤维的脆性有关。脆性纤维(如陶瓷纤维)对表面划伤十分敏感,手工操作、工具操作,纤维间相互接触、摆放、缠绕过程都可能发生。 化学损伤:主要为热损伤,表现为高温制造过程中,增强体与基体之间化学反应过量,增强体中某些元素参与反应,增强体氧化。化学损伤与复合工艺条件及复合方法有关。热损伤伴随着增强体与基体之间界面结构的改变,产生界面反应层,使界面脆性增大、界面传递载荷的能力下降。 4、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。 5、什么是相乘效应?举例说明。 两种具有转换效应的材料复合在一起,产生了连锁反应,从而引出新的机能。可以用通式表示:X/Y·Y/Z=X/Z (式中X、Y、Z分别表示各种物理性能)。 压磁效应?磁阻效应=压敏电阻效应;闪烁效应?光导效应=辐射诱导导电。 例:磁电效应(对材料施加磁场产生电流)——传感器,电子回路元件中应用。 压电体BaTiO3与磁滞伸缩铁氧体NiFe2O4烧结而成的复合材料。对该材料施加磁场时会在铁氧体中产生压力,此压力传递到BaTiO3,就会在复合材料中产生电场。最大输出已达103 V·A。 单一成分的Cr2O3也有磁电效应,但最大输出只有约170 V·A。 6、推导单向板复合材料中纤维体积分数与纤维半径的关系(以正方形阵列为例)。 纤维体积:(4?1/4)πr2l=πr2l 复合材料体积:(2R)2l=4R2l 纤维体积分数:V f=πr2l/(4R2l)= πr2/(4R2) 纤维间距与纤维体积分数的关系: s=2R-2r=2[πr2/(4V f)]1/2-2r=2[(π/4V f)1/2-1]r 7、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。 8、简述单向复合材料的细观力学分析模型的基本假设的要点。 单元体:宏观均匀、无缺陷、增强体与基体性能恒定、线弹性。 增强体:匀质、各向同性、线弹性、定向排列、连续。

复合重点学习的材料重点学习的教学大纲纲要.doc

复合材料教学大纲

《复合材料》教学大纲 一、课程名称:复合材料 二、学分、学时: 2 学分、 32 学时 三、教学对象: 06 级应用化学本科 四、课程性质、教学目标 《复合材料》是应用化学专业的一门学科基 础课程,选修。复合材料是包括多学科、多领域 的一门综合性学科。 本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上,较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料,以及各种复合材料的性能、制备方法与应用,了解材料的复合原理,以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。 五、课堂要求 要求认真随堂听课,认真阅读指定教材,广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写,并进行课堂交流。 六、教学内容与基本要求 (一)绪论( 2 学时) 复合材料的国内外发展状况及今后的发展

方向;复合材料的分类;复合材料的基本性能;复合材料的增韧增强原理;复合材料的特性;复合材料的应用。 基本要求:掌握复合材料的基本性能及分类,了解复合材料的应用。 (二)材料的基体材料(6学时) 金属材料:金属的结构与性能、各种合金材料; 陶瓷材料:包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷; 聚合物材料:聚合物的种类、结构与性能,复合材料选用聚合物的原则。 基本要求:掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。 (三)材料的增强材料(6学时) 玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用; 碳纤维的分类、制备、性能与应用; 陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用; 填料(高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等)的性能与应用。

复合材料试题B卷及答案

2014学年度第一学期课程考试 《复合材料》 本科试卷(B 卷) 注意事项:1.本试卷共 六 大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3. 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效; 分: 】 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。 2. 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. 在体积含量 相同情况下,纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料( ) A 、前者成本低 B C 、前者原料来源广泛 D 4、 K evlar 纤维( ) A 、由干喷湿纺法制成。 B 4.考试结束,试卷、草稿纸一并交回 一、选 (30 分, 分 ) 择 每 【 、前者的拉伸强度好 、前者加工更容易 、轴向强度较径向强度低 D 、由化学沉积方法制成。 、轴向强度较径向强度低。 D 、由先纺丝后碳化工艺制成 ( )

C、强度性能可保持到1000C以上。 5、碳纤维() A、由化学沉积方法制成。B C、强度性能可保持到3000C以上。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在: A 120C以下B、180C以下C、250E以下 D、250 E以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一是() 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

8、玻璃纤维( ) A 、由SiO 2玻璃制成。 B 、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。 C 、其强度比整块玻璃差。 D 、价格贵、应用少。 9、 生产锦纶纤维的主要原料有( ) A 、聚碳酸酯。 B 、聚丙烯腈。 C 、尼龙。 D 、聚丙烯。 10、 晶须( ) A 、其强度高于相应的本体材料。 B 、长径比一般小于 5。 C 、直径为数十微米。 D 、含有很少缺陷的长纤维。 11、对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是( )。 A .玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料 B ?玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料 C .聚酰胺材料 D .聚酰胺基玻璃纤维复合材料 12、目前,复合材料使用量最大的增强纤维是 14.聚合物基复合材料制备的大体过程不包括( ) A .预浸料制造 15、有关环氧树脂,说法正确的是( 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。 10、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的钨丝芯上形成的 9、 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%。 A .碳纤维 B . 氧化铝纤维 C . 玻璃纤维 D .碳化硅纤维 13、目前,复合材料使用量最大的民用热固性树脂是( )。 A .环氧树脂 B .不饱和聚酯 C .酚醛树脂 D .尼龙 C .固化及后处理加工 D .干燥 B .制件的铺层 A 、含有大量的双键 B 、 使用引发剂固化 C 、使用胺类固化剂固化 、判断题 (20分,每题 2 D 、 属于热塑性塑料 得分:

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。 、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

复合材料题库

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)与(凝胶材料)为玻璃钢得常用基材。 2.常见可以拉制成纤维得玻璃种类主要分为(无碱玻璃)、(中碱玻璃)、(高碱玻璃)、(高强玻璃), 其中(无碱玻璃纤维)就是应用最多得玻纤。 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、预浸料得制备方式可分为(湿法)(干法)及(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、玻璃钢制品得生产过程可大致分为(定型)(浸渍)(固化)三个要素。 8、环氧树脂就是分子中含有两个或两个以上(环氧基团)得一类高分子化合物。 9、按适用于玻璃钢手糊成型得模具结构形式分为:(单模)及(敞口式对模)。 10、叶片制造常用得基体树脂有(不饱与聚酯树脂),(环氧乙烯基树脂)及(环氧树脂)三类。 二、名词解释: 1. 热固性树脂:这种树脂在催化剂及一定得温度、压力作用下发生不可逆得化学反应,就是线性有机聚合物链相互交联后形成得三维结构体。 2. 预浸料:将定向排列得纤维束或织物浸涂树脂基体,并通过一定得处理后贮存备用得中间材料。 3. 不饱与聚酯树脂:就是由饱与得或不饱与得(二元醇)与饱与得及不饱与得(二元酸或酸酐)缩聚而成得线性高分子化合物。 4.单位面积质量:一定大小平板状材料得质量与它得面积之比。 5、含水率:在规定条件下测得得原丝或制品得含水量。即试样得湿态质量与干态质量得差数与湿态质量得比值,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得拉伸断裂强力。单丝以Pa为单位,纱线以N/tex为单位。 7、弹性模量:物体在弹性限度内,应力与其应变得比例数。有拉伸与压缩弹性模量(又称杨氏弹性模量)、剪切与弯曲弹性模量等,以Pa(帕斯卡)为单位。 8、偶联剂:能在树脂基体与增强材料得界面间促进或建立更强结合得一种物质。 9、片状模塑料:由树脂、短切或未经短切得增强纤维以及细粒状填料(有时不加填料),经充分混合而制成一种厚度一般为1mm ~25 mm得薄片状中间制品,能在热压条件下,进行模塑或层压。 10、纤维体积含量:纤维体积与复合材料得总体积之比。

复合材料界面层材料的研究

复合材料界面层材料的研究* 卢国锋1,2 ,乔生儒1,许 艳3 (1 西北工业大学,超高温结构复合材料国家重点实验室,西安710072;2 渭南师范学院装备工程技术中心, 渭南714000;3 渭南师范学院图书馆,渭南714000)摘要 界面层是复合材料中的关键组成部分,因对复合材料的各项性能都有重要影响,而成为复合材料研究的重点之一。在叙述界面层功能的基础上,分别对层状结构界面层材料(包括层状晶体结构材料和多层陶瓷界面相)和非层状结构界面层材料进行了讨论,分析了研究中存在的问题,指出了未来研究的方向和重点。 关键词 界面层 复合材料 力学性能 抗氧化性能中图分类号:TB332 文献标识码:A Studies on the Interphase of the Comp ositesLU Guofeng1, 2,QIAO Sheng ru1,XU Yan3 (1 National Key Laboratory  of Thermostructure Composite Materials,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072;2 Center for Armament Engineering  Technology,Weinan Normal University,Weinan 714000;3 Library  of Weinan Normal University,Weinan 714000)Abstract The interlayer is a key component of the composites,and has important influence on the properties ofthe materials.Based on the description of the functionality of interphase,the research status of the interphase mate-rials with layer structure,including layered crystal structure and multilayer ceramic interphase,and the interphase ma-terials without layered structure is introduced.The problems in the research work are analyzed,the direction and fo-cus of future research are p ointed out.Key  words interphase,composites,mechanical property,oxidation resistance *国家自然科学基金( 50772089);渭南师范学院科研项目(13YKS003) 卢国锋:男,1975年生,博士,副教授,主要研究方向为陶瓷基复合材料和功能材料 E-mail:lug uof75@163.com0 引言 界面层是复合材料中处于增强体和基体之间的一个局部微小区域。它将增强体和基体彼此良好地结合在一起,起着传递载荷,阻止裂纹越过增强体表面进行扩展,缓解残余热应力,阻挡基体和纤维间元素的相互扩散、溶解和有害化 学反应, 阻止纤维在高温环境下发生氧化的作用[1] 。界面层在复合材料中所占的体积分数虽不足10%,但却是影响陶瓷基复合材料力学性能、抗环境侵蚀能力等的关键因素之一。特别是对于脆性纤维增强脆性基体复合材料来说,纤维与基体间的界面层是决定复合材料强度和韧性的重要因素。因此,对界面层材料及其结构的研究一直是复合材料研究的热点之一。本文对近年来在复合材料界面层领域的研究进行了综述。 1 复合材料界面层的功能 一般来讲,界面层的功能主要有4个:传递、阻止裂纹扩展、缓解和阻挡。传递作用是指界面层作为一个“桥梁”将作用于基体的载荷充分传递至复合材料的主要承载者———纤维增强体上。阻止裂纹扩展是指当基体裂纹扩展到界面层 区域时, 基体和纤维沿它们之间的界面发生分离,并使裂纹的扩展方向发生改变,即裂纹偏转,阻止裂纹直接越过纤维表面进行扩展。缓解作用是指界面层通过过渡作用和界面滑移减少残余热应力。阻挡作用是指阻挡基体和纤维间元素的相互扩散、 溶解和有害化学反应,阻止外界环境对纤维增强体的侵害[ 1,2] 。以上只是一般意义上的界面层功能,但不同功用的复合材料对界面层的要求不同。例如:以承受载荷为主要目的的复合材料对前3种功能有更为苛刻的要求, 而以抗氧化为主要目的的复合材料则对阻挡功能要求更严。一种界面层所具有的功能主要取决于界面层的材质、结构、厚度以及界面层与纤维或基体间的相互作用等因素。为了满足不同复合材料功能的需求, 不同功用的复合材料应具有不同的界面层。复合材料界面层的研究正是在这种需求下不断进行的。目前常被研究的界面层材料有很多,大致可分为两类:层状结构材料和非层状结构材料,其中层状结构材料又包括层状晶体结构材料和多层陶瓷界面相。 2 层状晶体结构界面层材料 具有层状晶体结构的材料由于其层间结合力较弱,当外 ·04·材料导报A:综述篇 2 013年11月(上)第27卷第11期

复合材料复习题 西安理工大学

. 精选文本 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 m 。( ) 18、单晶Al 2O 3f 仅有一种晶态结构,即:a -Al 2O 3。( ) 19、多晶Al 2O 3f 仅有一种晶体结构,即: -Al 2O 3。( ) 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、Ni 3Al 属于Berthollide 型金属间化合物。( ) 26、Cu 3Au 、Fe 3Al 、Ti 3Al 、Ni 3Al 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 。( ) 29、体积分数相同时,SiC w 的增强效果与SiC p 相当。( ) 30、颗粒/晶须增强MMC 是目前应用最广、开发前景最大的MMC 。( ) 31、B f /Al 可利用半固态复合铸造法制备。( ) 32、利用扩散结合法制备MMC 时,最关键的步骤是排布铺层工序。( ) 33、制备纤维有排布要求的FRMMC 唯一可行方法是粉末冶金法。( ) 34、粉末冶金法制备MMC 的优点之一就在于其对增强体材料的添加比例几乎无限制。( ) 35、Ospray 法制备的PRMMC 相对密度可达95%以上,且几乎无界面反应。( ) 36、原位复合法得到的复相组织处于热力学平衡状态,因而其高温稳定性较好。( ) 37、压铸法制备的MMC 中基体-增强体界面是自然形成的,因而无湿润性、界面反应困扰,且具有很高的界面结合强度( )。 38、MMC 种类繁多,其制备多为复合+成形一体化过程。( ) 39、半固态复合铸造法制备MMC 时,在固液两相区的搅拌使基体组织细化、增强体分散均匀,但同时也导致熔体粘稠化、流动性变差。( ) 40、双马树脂是一种PMC 常用的热塑性树脂基体材料。( ) 41、热固性聚酰亚胺树脂的综合力学性能优于环氧树脂,但不如双马树脂。( ) 42、层压成形属于干法压力成形的一种。( ) 43、模压成形只适于大批量生产PMC 板材。( ) 44、注射成形对热固性/热塑性基体均适用,但更多用于热塑性树脂基PMC 的制备。( ) 45、CMC 的气孔率越高,其韧性越好。( ) 46、FRCMC 的性能主要取决于增强体纤维的强度,而与其弹性模量关系不大。( ) 47、基体-增强体热膨胀系数差越小,CMC 的综合力学性能越好。( ) 48、粉末冶金法与浆料法相比,所制备的CMC 增强体分布更为均匀。( ) 49、反应烧结法的主要优点是所制备的CMC 具有很低的气孔率。( ) 50、C/C 复合材料的成分特点是:99%以上为C 元素,只包含少量其它杂质元素。( ) 51、沥青作为浸渍碳化法的基体先驱体材料,在常压下碳化时其产碳率为50%左右,与酚醛等树脂类先驱体基本相当。( )

复合材料题库完整版

复合材料题库 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

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)及(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)及(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)及(环氧树脂)三类。 二.名词解释:

1.热固性树脂:这种树脂在催化剂及一定的温度、压力作用下发生不可逆的化学反应,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)与饱和的及不饱和的(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:物体在弹性限度内,应力与其应变的比例数。有拉伸和压缩弹性模量(又称杨氏弹性模量)、剪切和弯曲弹性模量等,以Pa(帕斯卡)为单位。 8. 偶联剂:能在树脂基体与增强材料的界面间促进或建立更强结合的一种物质。 9. 片状模塑料:由树脂、短切或未经短切的增强纤维以及细粒状填料(有时不加填料),经充分混合而制成一种厚度一般为1mm ~25 mm的薄片状中间制品,能在热压条件下,进行模塑或层压。 10. 纤维体积含量:纤维体积与复合材料的总体积之比。

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