復合材料復習題

一、判斷題1、MMC具有比其基體金屬或合金更高的比強度和比模量。（）2、陶瓷纖維增強MMC的抗蠕變性能高于基體金屬或合金。（）3、Kevlar纖維具有負的熱膨脹系數。（）4、最廣泛應用的復合材料是金屬基復合材料。（）5、陶瓷復合材料中，持續(xù)纖維的增韌效果遠遠高于顆粒增韌的效果。（）6、聚乙烯纖維是所有合成纖維中密度最低的纖維。（）7、比強度和比模量是材料的強度和模量與其密度之比。（）8、界面間粘結過強的復合材料易發(fā)生脆性斷裂。（）9、氧化鋁纖維僅有-Al2O3晶體構造。（）10、竹、麻、木、骨、皮膚是天然復合材料。（）11、纖維表面處理是為了使纖維表面更光滑。（）11、所有的天然纖維是有機纖維，所有的合成纖維是無機纖維。（）12、石墨纖維的含碳量、強度和模量都比碳纖維高。（）13、基體與增強體的界面在高溫使用過程中不發(fā)生變化。（）14、硼纖維是由三溴化硼沉積到加熱的絲芯上形成的。（）15、玻璃鋼問世于二十世紀四十年代。（）16、單向增強和三維增強的Cf/C的力學與物理性能（熱膨脹、導熱）為各向同性。（）17、采用硼類添加劑，如B2O3、B4C等，Cf/C的抗氧化溫度可提高到600℃左右。（18、目前，高溫抗氧化保護涂層已可使Cf/C安全使用溫度達1650℃，在更高溫度下只能起短時保護作用。（19、陶瓷基復合材料的最初失效往往是陶瓷基體的開裂。（）20、浸潤性是基體與增強體間粘結的必要條件，但非充足條件。（）21、層板復合材料重要是指由顆料增強的復合材料。（）22、分散相總是較基體強度和硬度高、剛度大。（）23、陶瓷基復合材料的制備過程大多波及高溫，因此僅有可承受高溫的增強材料才可被用于制備陶瓷基復合材料。（）24、復合材料具有可設計性。（）25、玻璃陶瓷是具有大量微晶體的陶瓷。（）26、Cf/C是目前唯一可用于溫度高達2800℃的高溫復合材料，但必須是在非氧化性氣氛下。（27、一般沉積碳、瀝青碳以及樹脂碳在偏光顯微鏡下具有相似的光學特性，即各向同性。（）28、一般，顆粒及晶須增強MMC的疲勞強度及壽命比基體金屬或合金高。（）二、單項選擇題1、對功能復合材料描述不對的的是（B）A、是指由功能體和基體構成的復合材料。B、包括多種力學性能的復合材料。C、包括多種電學性能的復合材料。D、包括多種聲學性能的復合材料2、剪切效應是指（A）A、短纖維與基體界面剪應力的變化。B、在纖維中部界面剪應力最大。C、在纖維末端界面剪應力最大。D、在纖維末端界面剪應力最小。3、目前，大多數聚合物基復合材料的使用溫度為（B）A、低于100℃。B、低于200℃。C、低于300℃。D、低于400℃。4、漿體是（D）A、一種溶膠。B、丟失一定液體的溶膠。C、顆粒不不小于100mm的小顆粒在液體中的懸浮液。D、1-505、在體積含量相似狀況下，SiC晶須與顆粒增強MMC（B）A、具有基本相似的抗拉強度和屈服強度。B、具有基本相似的拉伸模量。C、具有基本相似的斷裂韌性。D、具有基本相似的蠕變性能。6、不屬于生產碳纖維的重要原料是（C）A、瀝青。B、聚丙烯腈。C、聚乙烯。D、人造絲。7、金屬基復合材料的使用溫度范圍為（B）A、低于300℃。B、在350-1100℃之間。C、低于800℃。D、高于1000℃。8、玻璃鋼是（B）A、玻璃纖維增強Al基復合材料。B、玻璃纖維增強塑料。C、碳纖維增強塑料。D、氧化鋁纖維增強塑料。9、材料的比模量和比強度越高（A）A、制作同一零件時自重越小、剛度越大。B、制作同一零件時自重越大、剛度越大。C、制作同一零件時自重越小、剛度越小。D、制作同一零件時自重越大、剛度越小。10、聚酰亞胺的使用溫度一般在：（D）A、120℃如下B、180℃如下C、250℃11、混合定律（A）A、表達復合材料性能隨組元材料體積含量呈線性變化。B、表達復合材料性能隨組元材料體積含量呈曲性變化。C、體現了復合材料的性能與基體和增強體性能與含量的變化。D、考慮了增強體的分布和取向。12、下面描述不對的的是（C）A、聚乙烯纖維具有最佳的比模量和比強度搭配。B、碳纖維的比模量最高。C、氧化鋁纖維的比模量和比強度最高。D、玻璃纖維的比模量最低。13、復合材料界面的作用（B）A、僅僅是把基體與增強體粘結起來。B、將整體承受的載荷由基體傳遞到增強體。C、總是使復合材料的性能得以改善。D、總是減少復合材料的整體性能。14、選擇C/C高溫抗氧化涂層材料的重要關鍵是：（C）A、涂層材料的高熔點。B、涂層材料高溫抗氧化性和熱膨脹系數。C、涂層的氧擴散滲透率極低和與C/C的熱膨脹系數匹配性。D、涂層材料高溫揮發(fā)性。15、下列物質屬于復合材料的是（A）A玻璃鋼B人造皮革C鋼化玻璃D合成樹脂16、復合材料的長處是（D）①強度高②質量輕③耐高溫④耐腐蝕A僅①④B僅②③C除③外D①②③④17、伴隨社會的發(fā)展，復合材料是一類新型的有前途的發(fā)展材料，目前符號材料最重要的應用領域是（C）A高分子分離膜B人類的人工器官C宇宙航空工業(yè)D新型藥物三、概念解釋題1、CVD法CVD法是增強材料的一種表面處理措施，為了使表面性能提高，可以采用種種表面強化的手段。表面強化不僅能使耐腐蝕性提高，并且還可以緩和表面的缺陷。運用表面材料的低熱膨脹系數，在表面形成殘存壓應力，使材料的強度提高。CVD（化學氣相沉積）是用熱、電磁波等手段，使以氣相提供的原料在基體表面反應，生成固相的物質并沉積在基體的表面?？刂瞥练e過程，可以在表面形成覆蓋膜。2、樹脂傳遞模塑將熱固性樹脂及固化劑混合均勻后注入事先鋪有玻璃纖維增強材料的密封模內，經固化、脫模制得制品的過程稱為樹脂傳遞模塑，簡稱(RTM)。3、晶須長徑比在10～1000單晶體。晶體構造完整、內部缺陷較少，其強度和模量均靠近完整晶體材料的理論值，是目前發(fā)現的固體的最強形式。是長在銀、銅等金屬上的象霉菌同樣的東西，可以從溶液、熔液、固體中生成并生長，也可以通過氣相反應來制取。4、氟樹脂是一類由乙烯分子中氫原子被氟原子取代的后的衍生物合成的聚合物。氟樹脂的分子鏈構造中由于有C-F鍵，碳鏈外又有氟原子形成的空間屏蔽效應，故其具有優(yōu)秀的化學穩(wěn)定性、耐熱性、介電性、耐老化性和自潤滑性等。重要的品種有聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚氟乙烯（PVF），其中聚四氟乙烯占90%以上等。5、芳綸纖維是指日前巳工業(yè)化生產并廣泛應用的聚芳酰胺纖維。國外商品牌號叫凱芙拉(Kevlar)纖維，我國暫命名為芳綸纖維，有時也稱有機纖維。芳綸纖維是對苯二甲酰與對苯二胺的聚合體，經溶解轉為液晶紡絲而成。6、硼纖維是一種將硼元素通過高溫化學氣相法沉積在鎢絲表面制成的高性能增強纖維。它具有很高的比強度和比模量，也是制造金屬復合材料最早采用的高性能纖維。四、簡答題1、什么是纏繞成型制備樹脂基復合材料的纏繞成型有哪些長處和缺陷答：纏繞成型就是把持續(xù)的纖維絲束（布）用樹脂潤濕后均勻而有規(guī)律地纏繞在旋轉的軸上的一種成型措施。長處：由于可以按照承力規(guī)定確定纖維的方向、層次、數量，可實現強度的設計；纖維伸直和按規(guī)律排列的整潔性和精確度高于任何其他成型措施，制品能充足發(fā)揮纖維的強度，因此比強度和比剛度均高；玻璃鋼壓力容器比鋼質減重40-60%；生產效率高可成型多種尺寸的制品。缺陷：設備投資大；不能生產凹形制品。2、簡述復合材料中金屬基體的選擇原則。（1）根據金屬基復合材料的使用規(guī)定。（2）根據金屬基復合材料的構成特點：對于持續(xù)纖維增強金屬基復合材料，不規(guī)定基體有很高的強度，對于非持續(xù)增強金屬基復合材料（顆粒、晶須、短纖維），基體承擔重要載荷，規(guī)定高強度。（3）根據金屬基體與增強材料的界面狀態(tài)和相容性選擇金屬基體時，盡量防止基體與增強材料發(fā)生化學反應，同步應注意基體與增強材料的相容性，基體和增強材料應當有很好的浸潤性。3、在金屬基復合材料的加工過程中應考慮哪幾方面的問題A.增強體的分散問題B.制造過程對制品性能的影響C.制造過程中應防止多種不利反應D.簡樸易行,適于批量生產,盡量直接制成靠近最終形狀和尺寸的零件4、簡述影響增強材料與基體粘結性能的原因。固-液復合過程中，固體表面與液體的浸潤性。不一樣組分的分子或原子彼此互相靠近時的狀態(tài)，形成化學結合時互相作用的強弱?；瘜W結合的形式（主價鍵結合：共價鍵、離子鍵、金屬鍵等；次價鍵作用：靜電作用、誘導力、色散力、氫鍵、分子間的擴散等）。5、簡述復合材料制造過程中增強材料的損傷類型及產生原因。力學損傷：屬于機械損傷，與纖維的脆性有關。脆性纖維（如陶瓷纖維）對表面劃傷十分敏感，手工操作、工具操作，纖維間互相接觸、擺放、纏繞過程都也許發(fā)生?；瘜W損傷：重要為熱損傷，體現為高溫制造過程中，增強體與基體之間化學反應過量，增強體中某些元素參與反應，增強體氧化。化學損傷與復合工藝條件及復合措施有關。熱損傷伴伴隨增強體與基體之間界面構造的變化，產生界面反應層，使界面脆性增大、界面?zhèn)鬟f載荷的能力下降。6、什么是手糊成型手糊成型有哪些優(yōu)缺陷該工藝可制備哪些復合材料制品答：手糊成型是先將樹脂、固化劑及多種配料制成樹脂糊，在模具上刷一層樹脂糊，再鋪貼上一層事先裁好的纖維織物，用輥子或刮刀壓實，趕出氣泡。再反復上述操作，直抵到達規(guī)定的厚度為止。然后在一定的條件下進行固化，得到制品。手糊成型工藝長處：操作簡便，操作者輕易培訓；設備投資少，生產費用低；模具材料來源廣，制作相對簡樸；能生產大型和復雜構造的制品；制品可設計性好，且輕易變化設計。手糊成型工藝缺陷：制品質量依賴于操作者得技能水平，質量不易控制；生產效率低、周期長；產品的力學性能較低。手糊成型制品：波形瓦、浴盆、冷卻塔、衛(wèi)生間、貯槽、風機葉片、各類漁船、游艇、大型雷達天線罩、設備防護罩、飛機蒙皮、機翼、火箭外殼等。7、金屬基復合材料加工中的難點是什么，怎樣處理這些難點答：難點：高溫下的界面反應、氧化反應等；金屬與增強體之間浸潤性差，甚至不浸潤；將增強體按設計規(guī)定的含量、分布、方向均勻地分布。處理措施：1）增強體表面處理有效防止界面反應，互相擴散，溶解等；有效改善基體與增強體的潤濕性；優(yōu)化界面構造和性能。2)加入合適合金元素，優(yōu)化合金成分，改善金屬基體之間的浸潤性，有效地防止界面反應。例如加入鈦、鋯、鈮、鈰等元素。3）優(yōu)化工藝措施及工藝參數8、熱塑性樹脂基復合材料與熱固性樹脂基復合材料在性能和加工工藝上的區(qū)別是什么答：熱塑性樹脂是指具有線型或分枝型構造的有機高分子化合物。熱塑性樹脂—柔韌性大，脆性低，加工性能好，但剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性差。熱固性樹脂是以不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等為主的高分子化合物。熱固性樹脂—剛性大，耐腐蝕性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性好，不易變形，成型工藝復雜，加工較難。加工工藝上：熱塑性樹脂—受熱軟化