航空航天材料性能與技術(shù)應(yīng)用練習題集

綜合試卷第=PAGE1*2-11頁（共=NUMPAGES1*22頁） 綜合試卷第=PAGE1*22頁（共=NUMPAGES1*22頁）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容。一、填空題1.航空航天材料按照其特性分為____結(jié)構(gòu)材料____、____功能材料____、____復合材料____等幾大類。

2.常用的航空合金材料主要有____鋁合金____、____鈦合金____、____鎳基高溫合金____等。

3.復合材料中的基體材料一般分為____金屬基____、____樹脂基____和____陶瓷基____三類。

4.高溫超導材料的典型應(yīng)用包括____磁懸浮列車____、____粒子加速器____和____能源存儲____等。

5.金屬材料的熱處理方法主要有____退火____、____正火____、____淬火____等。

6.非晶態(tài)合金材料的研究始于____20世紀50年代____，近年來已取得顯著進展。

7.航空航天結(jié)構(gòu)材料通常分為____結(jié)構(gòu)鋼____、____鈦合金____和____鋁合金____三類。

8.航空航天材料在設(shè)計選用時應(yīng)遵循____功能匹配____、____可靠性____和____經(jīng)濟性____等原則。

答案及解題思路：

1.答案：結(jié)構(gòu)材料、功能材料、復合材料

解題思路：航空航天材料根據(jù)其應(yīng)用特性可以分為結(jié)構(gòu)材料、功能材料以及復合材料。結(jié)構(gòu)材料主要提供機械支撐，功能材料主要提供特定的功能如導電、導熱等，復合材料則是將兩種或多種材料組合以獲得單一材料難以實現(xiàn)的功能。

2.答案：鋁合金、鈦合金、鎳基高溫合金

解題思路：航空合金材料是根據(jù)其物理和化學功能分類的，鋁合金因其輕質(zhì)和高強度而被廣泛使用，鈦合金以其高比強度和高耐腐蝕性著稱，鎳基高溫合金則因其高溫下的抗氧化和耐腐蝕能力而重要。

3.答案：金屬基、樹脂基、陶瓷基

解題思路：復合材料由基體材料和增強材料組成，基體材料根據(jù)其組成可分為金屬基、樹脂基和陶瓷基。

4.答案：磁懸浮列車、粒子加速器、能源存儲

解題思路：高溫超導材料在超低溫下具有零電阻特性，適用于需要強磁場和高電流密度的應(yīng)用，如磁懸浮列車、粒子加速器以及能量存儲等。

5.答案：退火、正火、淬火

解題思路：金屬的熱處理方法包括退火、正火和淬火，這些方法通過改變金屬的組織結(jié)構(gòu)來提高其功能。

6.答案：20世紀50年代

解題思路：非晶態(tài)合金，也稱為玻璃態(tài)合金，其研究始于20世紀50年代，近年來由于材料科學的發(fā)展，非晶態(tài)合金的研究取得了顯著進展。

7.答案：結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金、鋁合金

解題思路：航空航天結(jié)構(gòu)材料主要分為結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金和鋁合金，這些材料根據(jù)其功能特點應(yīng)用于航空航天器的不同結(jié)構(gòu)部件。

8.答案：功能匹配、可靠性、經(jīng)濟性

解題思路：在設(shè)計選用航空航天材料時，必須考慮材料的功能是否與設(shè)計要求相匹配，同時保證材料的使用可靠性，并考慮成本效益。二、選擇題1.下列哪一項不屬于航空航天材料的特性？

A.輕量化

B.高強度

C.易腐蝕

D.抗熱震

答案：C

解題思路：航空航天材料需要具備輕量化、高強度和抗熱震的特性，以保證在極端環(huán)境下的功能。易腐蝕的特性是不符合航空航天材料要求的，因為這將縮短材料的使用壽命并增加維護成本。

2.航空鋁合金主要用于制造以下哪一類部件？

A.機翼蒙皮

B.發(fā)動機外殼

C.燃油箱

D.起落架

答案：A

解題思路：航空鋁合金因其優(yōu)異的強度、耐腐蝕性和加工功能，通常用于制造機翼蒙皮等關(guān)鍵部件。發(fā)動機外殼、燃油箱和起落架雖然也可能使用鋁合金，但機翼蒙皮是鋁合金的主要應(yīng)用之一。

3.下列哪種復合材料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛？

A.玻璃鋼

B.碳纖維復合材料

C.木材復合材料

D.聚氨酯復合材料

答案：B

解題思路：碳纖維復合材料因其高強度、低重量和良好的耐熱性，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。玻璃鋼和聚氨酯復合材料也有應(yīng)用，但不如碳纖維復合材料普遍。

4.下列哪一項不是高溫超導材料的典型應(yīng)用？

A.超導磁懸浮列車

B.超導電纜

C.超導加速器

D.超導發(fā)電機

答案：D

解題思路：高溫超導材料主要用于超導磁懸浮列車、超導電纜和超導加速器等，因為它們能夠在高溫下保持超導狀態(tài)。超導發(fā)電機雖然也使用超導材料，但不是高溫超導材料的典型應(yīng)用。

5.下列哪種金屬材料的熱處理方法適用于提高其硬度？

A.固溶處理

B.熱處理

C.淬火處理

D.回火處理

答案：C

解題思路：淬火處理是一種快速冷卻金屬的方法，可以顯著提高其硬度。固溶處理和熱處理可以改善金屬的塑性和韌性，而回火處理則是為了消除淬火過程中的內(nèi)應(yīng)力。

6.下列哪一種非晶態(tài)合金材料的研究始于1972年？

A.鎳基非晶合金

B.鈣鈦礦非晶合金

C.鋯基非晶合金

D.銀基非晶合金

答案：A

解題思路：鎳基非晶合金的研究始于1972年，是第一個被廣泛研究的非晶態(tài)合金。鈣鈦礦非晶合金、鋯基非晶合金和銀基非晶合金的研究雖然也很重要，但不是最早開始的。

7.下列哪種航空航天結(jié)構(gòu)材料主要承受拉力？

A.鋼筋

B.金屬絲

C.碳纖維

D.玻璃纖維

答案：C

解題思路：碳纖維因其高比強度和高比模量，在航空航天結(jié)構(gòu)材料中主要用于承受拉力。鋼筋和金屬絲主要用于承受壓力，而玻璃纖維雖然也用于結(jié)構(gòu)材料，但不是主要承受拉力的材料。

8.下列哪個選項不屬于航空航天材料設(shè)計選用的原則？

A.輕量化

B.高強度

C.耐腐蝕性

D.原材料成本低的

答案：D

解題思路：航空航天材料設(shè)計選用的原則通常包括輕量化、高強度和耐腐蝕性，這些都是保證材料在極端環(huán)境下的功能和可靠性的關(guān)鍵因素。原材料成本低雖然是一個考慮因素，但不是設(shè)計選用的主要原則。三、判斷題1.航空航天材料的設(shè)計與選用對航空航天器功能。（√）

解題思路：航空航天器在飛行過程中面臨極端的環(huán)境條件，因此材料的選擇和設(shè)計對其功能有決定性影響。材料的強度、耐腐蝕性、耐熱性等功能都會直接影響航空航天器的安全性、可靠性和使用壽命。

2.鋁合金是航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的材料之一。（√）

解題思路：鋁合金因其密度低、強度高、耐腐蝕性良好等優(yōu)點，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如在飛機的機身、機翼、起落架等部件中，鋁合金的使用非常普遍。

3.碳纖維復合材料具有良好的抗拉功能。（√）

解題思路：碳纖維復合材料是由碳纖維和樹脂基體復合而成，具有高強度、高模量、低密度等優(yōu)點。在航空航天領(lǐng)域，碳纖維復合材料廣泛應(yīng)用于飛機的結(jié)構(gòu)件，以減輕重量并提高強度。

4.高溫超導材料的研究僅限于實驗室。（×）

解題思路：雖然高溫超導材料的研究主要在實驗室進行，但技術(shù)的進步，高溫超導材料的應(yīng)用研究已經(jīng)逐步拓展到實際工程中，如超導電纜、磁懸浮列車等。

5.非晶態(tài)合金材料的研究已取得了顯著進展。（√）

解題思路：非晶態(tài)合金材料因其獨特的結(jié)構(gòu)和功能，在航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。非晶態(tài)合金材料的研究取得了顯著進展，如提高強度、耐腐蝕性等。

6.熱處理是提高金屬材料功能的重要方法之一。（√）

解題思路：熱處理是一種常用的金屬加工方法，通過改變金屬的溫度和保溫時間，可以改善金屬的力學功能、組織結(jié)構(gòu)等，從而提高金屬材料的綜合功能。

7.碳纖維復合材料的密度比鋁合金要低。（√）

解題思路：碳纖維復合材料的密度僅為鋁合金的1/4左右，因此，使用碳纖維復合材料可以減輕航空航天器的重量，提高其功能。

8.航空航天材料的腐蝕性對其使用壽命具有重要影響。（√）

解題思路：航空航天器在飛行過程中會接觸到各種腐蝕性環(huán)境，如大氣中的腐蝕性氣體、高濕環(huán)境等。因此，航空航天材料的耐腐蝕功能對其使用壽命具有重要影響。四、簡答題1.簡述航空航天材料設(shè)計選用應(yīng)遵循的原則。

答案：

（1）滿足功能要求：材料需具有高強度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性等特性。

（2）可靠性：材料在高溫、高壓、高速等惡劣環(huán)境下仍能保持良好的功能。

（3）加工功能：材料易于加工，降低生產(chǎn)成本。

（4）經(jīng)濟性：在滿足功能要求的前提下，盡量降低材料成本。

（5）環(huán)保性：減少材料對環(huán)境的污染。

解題思路：分析航空航天材料設(shè)計選用時需考慮的多方面因素，如功能、可靠性、加工功能、經(jīng)濟性及環(huán)保性等。

2.舉例說明航空航天領(lǐng)域中幾種主要材料的用途。

答案：

（1）鈦合金：主要用于制造飛機起落架、發(fā)動機殼體等承受高溫、高壓的部分。

（2）鋁合金：廣泛用于制造飛機蒙皮、骨架等結(jié)構(gòu)件，具有輕量化、高強度等優(yōu)點。

（3）復合材料：如碳纖維復合材料，用于制造飛機結(jié)構(gòu)件、機翼等，具有高強度、低密度等優(yōu)點。

（4）高溫合金：用于制造發(fā)動機葉片、渦輪盤等高溫部分。

解題思路：列舉航空航天領(lǐng)域中常用的幾種主要材料及其具體用途，了解各種材料的特點和應(yīng)用領(lǐng)域。

3.簡述航空航天復合材料的主要特點及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：

（1）主要特點：高強度、低密度、耐腐蝕、耐高溫、抗沖擊、可設(shè)計性強等。

（2）應(yīng)用：用于制造飛機結(jié)構(gòu)件、機翼、機身、發(fā)動機等，提高飛機功能和降低成本。

解題思路：分析復合材料的特點和在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，了解其在航空制造中的重要性。

4.簡述高溫超導材料的研究進展及典型應(yīng)用。

答案：

（1）研究進展：高溫超導材料的研究取得了重大突破，如YBa2Cu3O7x系高溫超導材料等。

（2）典型應(yīng)用：用于制造超導電機、超導電纜、超導磁懸浮列車等。

解題思路：簡要介紹高溫超導材料的研究進展和典型應(yīng)用，了解其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。

5.簡述非晶態(tài)合金材料的研究背景、特點及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：

（1）研究背景：航空工業(yè)的發(fā)展，對材料的功能要求不斷提高，非晶態(tài)合金材料應(yīng)運而生。

（2）特點：具有高強度、高硬度、高韌性、耐腐蝕等特性。

（3）應(yīng)用：用于制造飛機發(fā)動機、起落架等關(guān)鍵部件。

解題思路：分析非晶態(tài)合金材料的研究背景、特點及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，了解其在航空制造中的地位。

6.簡述航空航天金屬材料的熱處理方法及作用。

答案：

（1）熱處理方法：退火、正火、淬火、回火等。

（2）作用：提高材料的強度、硬度、韌性、耐磨性等功能。

解題思路：介紹航空航天金屬材料的熱處理方法及其作用，了解熱處理在提高材料功能方面的作用。

7.簡述航空航天結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計與選用要點。

答案：

（1）設(shè)計要點：滿足結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性等要求。

（2）選用要點：考慮材料的功能、加工功能、經(jīng)濟性等因素。

解題思路：分析航空航天結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計與選用要點，了解設(shè)計過程中的關(guān)鍵因素。

8.簡述航空航天材料在輕量化設(shè)計中的作用。

答案：

（1）作用：降低飛機自重，提高燃油效率，降低噪聲，提高飛行功能。

（2）實現(xiàn)方法：選用高強度、低密度的材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計等。

解題思路：闡述航空航天材料在輕量化設(shè)計中的作用，了解其在提高飛機功能方面的貢獻。五、論述題1.針對航空航天器功能提升的需求，簡述新型航空航天材料的研發(fā)方向。

解題思路：介紹航空航天器功能提升的需求背景，然后列出新型航空航天材料的研發(fā)方向，包括但不限于高溫結(jié)構(gòu)材料、復合材料、納米材料等。

答案：航空航天器功能要求的不斷提高，新型航空航天材料的研發(fā)方向主要包括：高溫結(jié)構(gòu)材料，如高溫合金、陶瓷基復合材料等；復合材料，如碳纖維增強復合材料、玻璃纖維增強復合材料等；納米材料，如納米陶瓷、納米金屬等。

2.分析航空航天材料在環(huán)保方面的要求，以及如何在材料設(shè)計中滿足這些要求。

解題思路：分析航空航天材料在環(huán)保方面的要求，如減少排放、可回收利用等，然后討論如何在材料設(shè)計中滿足這些要求，包括材料選擇、加工工藝、產(chǎn)品設(shè)計等方面。

答案：航空航天材料在環(huán)保方面的要求包括減少排放、可回收利用等。在材料設(shè)計中，可以通過選擇環(huán)保材料、優(yōu)化加工工藝、設(shè)計可回收結(jié)構(gòu)等方式滿足這些要求。

3.航空航天材料的發(fā)展對我國航空航天事業(yè)具有重要意義，談?wù)勀銓娇蘸教觳牧习l(fā)展前景的看法。

解題思路：分析航空航天材料發(fā)展對我國航空航天事業(yè)的意義，如提高功能、降低成本、保障安全等，然后展望航空航天材料的發(fā)展前景。

答案：航空航天材料的發(fā)展對我國航空航天事業(yè)具有重要意義。科技的進步和航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展，航空航天材料的發(fā)展前景廣闊，有望在提高功能、降低成本、保障安全等方面發(fā)揮重要作用。

4.從航空航天材料的研究角度，探討提高我國在該領(lǐng)域國際競爭力的策略。

解題思路：分析提高我國航空航天材料國際競爭力的策略，如加強基礎(chǔ)研究、培養(yǎng)人才、加強國際合作等。

答案：提高我國航空航天材料國際競爭力的策略包括：加強基礎(chǔ)研究，提高材料功能；培養(yǎng)人才，提高研發(fā)能力；加強國際合作，引進先進技術(shù)。

5.結(jié)合航空航天材料的應(yīng)用特點，論述其在航天器發(fā)射、飛行、返回過程中的重要作用。

解題思路：分析航空航天材料在不同階段的功