復(fù)合材料工藝與設(shè)備考點(diǎn)整理

1、濟(jì)南大學(xué) 復(fù)合材料工藝與設(shè)備考點(diǎn)整理 M復(fù)合材料工藝與設(shè)備考點(diǎn)整理 濟(jì)南大學(xué) 復(fù)材11081、復(fù)合材料廣義的定義是什么？ CM是指由兩種或兩種以上的不同材料，通過(guò)一定的工藝復(fù)合而成的，性能優(yōu)于原單一材料的多相固體材料。2、按照基體不同復(fù)合材料怎么分類？ 樹(shù)脂基復(fù)合材料，無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料3、復(fù)合材料性能的主要決定因素有哪些？ （1）增強(qiáng)材料的性能、含量及分布情況； （2）基體材料的性能及含量； （3）界面的結(jié)合情況。 4、復(fù)合材料的主要性能特點(diǎn)有哪些？ （1）輕質(zhì)高強(qiáng) （2）可設(shè)計(jì)性好 （3）工藝性能好5、手糊成型工藝的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？ 手糊成型工藝的優(yōu)點(diǎn)：（1）不受尺寸、形狀

2、的限制；（2）設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；（3）工藝簡(jiǎn)單；（4）可在任意部位增補(bǔ)增強(qiáng)材料，易滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；（5）產(chǎn)品樹(shù)脂含量高，耐腐蝕性能好手糊成型工藝的缺點(diǎn):（1）生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差；（2）產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差；（3）產(chǎn)品力學(xué)性能較低。6、簡(jiǎn)述不飽和聚酯樹(shù)脂的固化原理。固化是通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)聚酯分子中的雙鍵，與可聚合的乙烯類單體（如苯乙烯）進(jìn)行游離基共聚反應(yīng)，使線型的聚酯分子交聯(lián)成三維網(wǎng)狀的體型大分子結(jié)構(gòu)。7、不飽和聚酯樹(shù)脂固化有哪幾步反應(yīng)形式？鏈引發(fā)，鏈增長(zhǎng)，鏈終止8、苯乙烯交聯(lián)劑的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 優(yōu)點(diǎn)： 粘度低；與樹(shù)脂有良好的共混性，能很好的溶解引發(fā)劑、促進(jìn)劑；苯乙烯雙鍵活潑，易于進(jìn)

3、行共聚反應(yīng)；價(jià)格便宜，材料來(lái)源廣。 缺點(diǎn)： 沸點(diǎn)較低（145），易揮發(fā)，有一定毒性，對(duì)人體有害。 用量對(duì)性能的影響： 苯乙烯用量過(guò)多：膠液稀，操作時(shí)易流膠；制品固化收縮率大。 苯乙烯用量過(guò)小：樹(shù)脂膠液粘度大，不易使用；同時(shí)固化不完全，制品的軟化溫度低。用量一般在3040。 9、過(guò)氧化物引發(fā)劑的特性指標(biāo)有哪幾個(gè)？具體含義是什么？活性氧含量；臨界溫度；半衰期活性氧含量：表明可以產(chǎn)生自由基量的指標(biāo)。臨界溫度：是過(guò)氧化物具有引發(fā)活性的最低溫度。引發(fā)劑的臨界溫度應(yīng)低于固化溫度。半衰期：在給定的條件下，引發(fā)劑分解一半所需時(shí)間表明引發(fā)劑的反應(yīng)速度。10、什么是固化劑？能使引發(fā)劑降低分解活化能，降低引發(fā)溫度的

4、物質(zhì)稱為促進(jìn)劑。11、夾層結(jié)構(gòu)為什么具有剛度大的特點(diǎn)？原因：材料的撓度與其厚度的3次方成正比，如果把厚度為h的玻璃鋼從中間等分，夾上2h的芯材，厚度變?yōu)?h，其剛度增加到原來(lái)剛度的27倍。12、影響蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的主要因素有哪些，如何影響（1）含膠量對(duì)性能的影響：含膠量高，蜂窩強(qiáng)度高，容重也大。（2）玻纖布對(duì)性能的影響：厚度大，強(qiáng)度高，容重也大。（3）蜂窩尺寸的影響：蜂窩尺寸的，容重小，強(qiáng)度也小。（4）蜂窩高度的影響：蜂窩高度大，制品剛度提高，彎曲強(qiáng)度提高，壓縮強(qiáng)度降低。13、怎樣區(qū)分硬質(zhì)，半硬質(zhì)，軟質(zhì)泡沫塑料？區(qū)分方法：將泡沫塑料壓縮，使其形變達(dá)到50%時(shí)減壓，然后觀察其殘余變形量：變形量大于

5、10%稱為硬質(zhì)泡沫塑料，在2%10%之間稱為半硬質(zhì)泡沫塑料，小于2%稱為軟質(zhì)泡沫塑料。14、簡(jiǎn)述泡沫塑料的發(fā)泡方法?物理發(fā)泡法：將惰性氣體在高壓下使其溶于熔融聚合物或糊狀聚合物中，然后升溫減壓，使氣體膨脹發(fā)泡；利用低沸點(diǎn)液體蒸汽化而發(fā)泡；在塑料加入中空微球后，經(jīng)固化而成泡沫塑料。機(jī)械發(fā)泡法：采用機(jī)械方法，將氣體混入聚合物中形成泡沫，然后通過(guò)固化或凝固獲得泡沫塑料。化學(xué)發(fā)泡法:一是依靠原料組分相互反應(yīng)生產(chǎn)氣體，形成泡沫結(jié)構(gòu)；二是借助化學(xué)發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體，形成泡沫結(jié)構(gòu)。15、簡(jiǎn)述短纖維模壓料制備工藝流程。 樹(shù)脂調(diào)配 玻璃纖維熱處理切割 蓬松混合撕松烘干模壓料16、簡(jiǎn)述樹(shù)脂溶液粘度對(duì)短纖維模壓料質(zhì)

6、量的影響。降低膠液粘度有利于樹(shù)脂對(duì)纖維浸漬，并可減少捏合過(guò)程的強(qiáng)度損失；粘度過(guò)低，在預(yù)混過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致纖維離析，影響樹(shù)脂對(duì)纖維的粘結(jié)。17、什么是模壓料的收縮性，由哪幾種收縮組成?模壓制品從模具中脫出后尺寸減小的特性稱為模壓料的收縮性。由制品的熱收縮（物理收縮）和結(jié)構(gòu)收縮（化學(xué)收縮）組成。18、簡(jiǎn)述MgO,CaO對(duì)SMC的增稠機(jī)理。增稠機(jī)理：兩個(gè)階段：第一階段 金屬氧化物或氫氧化物與聚酯端基COOH 進(jìn)行酸堿反應(yīng)，生成堿式鹽。堿式鹽之間或與聚酯之間進(jìn)一步脫水使分子量成倍增加MgO和MgOH的堿式鹽不進(jìn)行此脫水反應(yīng)，CaO和CaOH堿式鹽可繼續(xù)進(jìn)行此脫水反應(yīng)。 第二階段： 堿式鹽與聚酯分子中的酯基

7、（氧原子）以配位鍵形成絡(luò)合物鎂鹽的絡(luò)合反應(yīng)Ca鹽的絡(luò)合反應(yīng) 聚酯分子量成倍提高，粘度上升而增稠。第一階段反應(yīng)對(duì)于達(dá)到熟化粘度的時(shí)間有決定性意義，是分子質(zhì)量提高和絡(luò)合反應(yīng)的基礎(chǔ)。第二階段反應(yīng)對(duì)于加速稠化，提高最終熟化粘度有重要作用。19、SMC低收縮添加劑的作用機(jī)理是什么？當(dāng)SMC在模具中加熱固化時(shí)，隨體系的溫度升高，樹(shù)脂發(fā)生熱膨脹，聚酯與苯乙烯開(kāi)始發(fā)生聚合，相當(dāng)于其在熱塑性聚合物的內(nèi)壓力下進(jìn)行固化，因而在未發(fā)生收縮前就被固定下來(lái)了。即熱塑性樹(shù)脂熱膨脹力阻止了聚酯固化時(shí)的收縮。熱塑性樹(shù)脂固化稍遲，雖然體系降溫時(shí)熱塑性樹(shù)脂也發(fā)生收縮，但是此時(shí)周圍熱固性樹(shù)脂已經(jīng)固化，故只能形成局部微孔而不能形成整體

8、收縮。20、熱塑性聚合物加入熱固性樹(shù)脂中的低收縮機(jī)理：樹(shù)脂受熱時(shí)膨脹，熱固性樹(shù)脂與熱塑性樹(shù)脂的固化時(shí)間不同，熱固性樹(shù)脂首先聚合固化，其在熱塑性樹(shù)脂的熱膨脹壓力下不能收縮；待溫度下降時(shí)，熱塑性樹(shù)脂開(kāi)始固化收縮，而周圍的熱固性樹(shù)脂已經(jīng)固化定型，使得熱塑性樹(shù)脂只能在局部收縮造成微孔，而不會(huì)使制品整體收縮變形。21、層壓膠布的質(zhì)量指標(biāo)有哪些？含膠量，可溶性樹(shù)脂含量，揮發(fā)分含量，流動(dòng)度22、簡(jiǎn)述卷管成型工藝原理卷管成型工藝是借助卷管機(jī)上的熱輥將膠布軟化，使膠布中樹(shù)脂熔融；在一定張力作用下，借助輥筒與芯模的摩擦力將膠布連續(xù)的卷到芯模上 ，經(jīng)冷輥冷卻定型，然后在固化爐中固化得到產(chǎn)品的一種生產(chǎn)方式。23、干法

9、纏繞、濕法纏繞的特點(diǎn)分別是什么?干法纏繞：將預(yù)浸紗帶或預(yù)浸布，在纏繞機(jī)上經(jīng)加熱至粘流狀態(tài)并纏繞到芯模上的成型工藝過(guò)程。特點(diǎn):制品質(zhì)量穩(wěn)定，纏繞速度快，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好；預(yù)浸設(shè)備投資大。濕法纏繞:將無(wú)捻粗砂經(jīng)浸膠后直接纏繞到芯模上的成型工藝。特點(diǎn)：不需要預(yù)浸膠設(shè)備，設(shè)備投資少，便于選材；紗片質(zhì)量及張力須嚴(yán)格控制，固化時(shí)易產(chǎn)生氣泡。24、纏繞制品的優(yōu)點(diǎn)是什么？（1）比強(qiáng)度高（2）生產(chǎn)成本低（3）生產(chǎn)效率高25、纏繞制品比強(qiáng)度高的原因是什么？（1）一般材料的表面缺陷是影響其強(qiáng)度的重要因素，表面積越大缺陷率越高。纏繞纖維直徑很細(xì)，降低了微裂紋存在率。此外，連續(xù)纖維特別是無(wú)捻玻璃粗紗由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)紡織工序，

10、因而使其強(qiáng)度損失大大減少。（2）纏繞成型避免了布紋經(jīng)緯交織點(diǎn)與短切纖維末端的應(yīng)力集中。（3）纏繞成型可以控制纖維的方向和數(shù)量，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。（4）纏繞成型可以使增強(qiáng)材料纖維含量高達(dá)80%。26、什么是螺旋纏繞？芯模繞自軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)絲頭依特定速度沿芯模軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，纖維纏繞不僅在圓筒段進(jìn)行，而且也有封頭上進(jìn)行。27、寫(xiě)出平面纏繞速比的表達(dá)式并加以證明。28、簡(jiǎn)述臥式濕法環(huán)向紗浸膠纏繞成型。1）采用連續(xù)玻璃纖維粗紗，浸漬樹(shù)脂膠液后進(jìn)行纏繞成型。2）環(huán)向紗浸膠，縱向紗不浸膠。3）縱、環(huán)向紗采用交錯(cuò)纏繞。4）整個(gè)過(guò)程是連續(xù)的。29、簡(jiǎn)述“EPF”熱塑性熱固性復(fù)合結(jié)構(gòu)管的生產(chǎn)工藝流程，生產(chǎn)

11、工藝上的特點(diǎn)。擠出塑料管芯材 冷卻 定型 縱向纖維紗鋪層 環(huán)向纖維纏繞鋪層 預(yù)固化 富樹(shù)脂表面層 紫外和遠(yuǎn)紅外固化 冷卻 牽引切割 產(chǎn)品首先是熱塑性塑料管擠出成型，然后在塑料管外面鋪放縱、環(huán)向浸膠玻纖紗。特點(diǎn)：1)過(guò)程是連續(xù)的 2)生產(chǎn)效率高 3）制品性能好30、樹(shù)脂基體的成型性能包括哪些，并簡(jiǎn)述。包括:1）可擠壓性：樹(shù)脂通過(guò)擠壓作用變形時(shí)獲得形狀和保持形狀的能力。2）可模塑性：樹(shù)脂在高溫和壓力作用下，產(chǎn)生變形充滿模具的成型能力。3）可延展性：高彈態(tài)聚合物受單向或雙向拉伸時(shí)的變形能力。31、熱塑性復(fù)合材料的特性有哪些？1）密度小，強(qiáng)度高2）性能可設(shè)計(jì)性3）耐熱性4）耐化學(xué)腐蝕性5）電性能6）加

12、工性能32、熱塑性聚合物具有哪些流動(dòng)特征?(1) 聚合物(FRTP)熔體流動(dòng)本質(zhì)，不同于低分子液體，其分子運(yùn)動(dòng)是通過(guò)分子鏈段運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，首先是若干鏈段運(yùn)動(dòng)，然后是另一部分鏈段運(yùn)動(dòng)，最終導(dǎo)致整個(gè)大分子重心移動(dòng)而產(chǎn)生流動(dòng)。 (2) 聚合物熔體流動(dòng)時(shí)呈非牛頓流體的流變性質(zhì)，其流動(dòng)特征是粘度除與流體溫度有關(guān)外，還隨剪切力和剪切速率的變化而改變。剪切力或剪切速率增加，粘度下降。(3) 聚合物熔體為粘彈體系，它在流變過(guò)程中包含有不可恢復(fù)的粘性變形和可恢復(fù)的彈性變形。(4) 聚合物熔體的粘度很大，流動(dòng)困難，成型時(shí)需要加大作用力。33、聚合物熔體的末端效應(yīng)，熔體破碎是什么？末端效應(yīng)：當(dāng)熔體流出管口端頭時(shí)，由于

13、彈性變形的回復(fù)，使熔體膨脹，聚合物熔體的這種彈性變形稱為末端效應(yīng)。熔體破碎：是聚合物熔體從?？跀D出后，擠出物表面出現(xiàn)凹凸不平或外形畸變，乃至斷裂的總稱。34、什么是聚合物成型中的定向，產(chǎn)生定向后對(duì)聚合物的性能如何影響？聚合物熔體在成型過(guò)程中受外力的作用，其分子鏈或添加物會(huì)發(fā)生沿受力方向的排列。定向會(huì)使縱向強(qiáng)度增加，橫向強(qiáng)度降低，隨聚合物的定向提高，這種現(xiàn)象越重。35、長(zhǎng)纖維的造粒工藝。玻璃纖維束樹(shù)脂及助劑擠出包覆機(jī)頭冷卻牽引切粒包裝成品36、擠出機(jī)螺桿壓縮段的公用。松散的粒料被壓實(shí)、軟化，同時(shí)把夾帶的空氣壓回到加料口排出。37、纖維質(zhì)量對(duì)FRTP性能的影響。1）纖維直徑對(duì)性能的影響：一般來(lái)說(shuō)，

14、纖維直徑越細(xì)，強(qiáng)度越高，但有時(shí)相差不大，可能是因?yàn)槔w維細(xì)強(qiáng)度高，但同樣含量纖維用在CM中，弱界面也隨之增加，加工過(guò)程中纖維磨損嚴(yán)重，強(qiáng)度損失也較大。2）纖維長(zhǎng)度和分散狀態(tài)對(duì)性能的影響： 一般來(lái)說(shuō)，纖維越長(zhǎng)，制品強(qiáng)度越高；纖維分散越均勻，機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性越好，彈性模量也有明顯的增加。3）玻璃纖維表面處理對(duì)CM性能的影響：玻纖表面處理情況對(duì)FRTP性能影響很大，處理后，力學(xué)性能有明顯的提高。38、與模壓成型工藝相比，注射成型工藝有什么特點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：(1) 成型周期短，物料的塑化在注射機(jī)內(nèi)完成。模壓成型時(shí)，物料的塑化和固化過(guò)程都在同一模內(nèi)完成，需時(shí)較長(zhǎng)(2) 熱耗量少，可利用物料自身摩擦所產(chǎn)生的熱量

15、。 (3) 閉模成型，能提高產(chǎn)品精度，保證質(zhì)量，減少后加工工作量(4) 可使形狀復(fù)雜的產(chǎn)品一次成型，能防止模腔內(nèi)嵌件變形或位移。(5) 生產(chǎn)效率高，成本低。 一模能同時(shí)生產(chǎn)幾個(gè)制品，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)：(1) 不適用于長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的產(chǎn)品，一般纖維長(zhǎng)度小于7mm (2) 模具質(zhì)量要求高 39、試比較熱塑性CM與熱固性CM注射成型各有什么特點(diǎn)?(1) FRTP可以反復(fù)加熱塑化，物料的熔融和硬化完全是物理變化；FRP加熱固化后不能再塑化，固化過(guò)程為不可逆反應(yīng)。(2) FRTP受熱時(shí)，物料由玻璃態(tài)變?yōu)槿廴诘恼沉鲬B(tài)，料筒溫度要分段控制，其塑化溫度應(yīng)高于粘流溫度，但低于分解溫度；FRP在料筒中加熱時(shí)，樹(shù)

16、脂分子鏈發(fā)生運(yùn)動(dòng)，物料熔融，但接著會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、放熱，加速化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。因此，F(xiàn)RP注射成型的溫度控制要比FRTP嚴(yán)格得多。(3) FRTP注射成型時(shí)，料筒溫度必須高于模具溫度，物料在模腔內(nèi)冷卻時(shí)會(huì)引起體積收縮，故需要有相應(yīng)的料墊傳壓補(bǔ)料，F(xiàn)RP注射成型時(shí)，料筒溫度低于模具溫度，物料在模腔內(nèi)發(fā)生固化收縮的同時(shí)，也發(fā)生熱膨脹，因此，充模后不需要補(bǔ)料。40、為什么在注射成型模具邊緣處纖維容易定向排列？流體的流動(dòng)過(guò)程在橫斷面上存在速度梯度，愈靠近模具剪應(yīng)力愈大，流體流速越小。由于物料靠近模具壁和中心層的流速相差很大，產(chǎn)生的剪切力也很大，從而使流體內(nèi)的大分子和纖維材料發(fā)生定向作用。定向作用離中心越遠(yuǎn)

17、越明顯，靠近模具壁與中心層之間，形成一個(gè)定向區(qū)，纖維定向是永久性的。41、與熱固性片狀模塑料相比熱塑性片狀模塑料制品有哪些特性？1）比強(qiáng)度高2）能重復(fù)加工成型3）成型周期短4）成型壓力低5）貯存期長(zhǎng)6）比熱固性玻璃鋼具有較高的耐化學(xué)腐蝕性，耐水性和氣密性等7）原料來(lái)源充足，價(jià)格便宜8）成本低9）機(jī)械化程度高42、簡(jiǎn)述墻體材料改革的意義1、 墻體材料改革的意義主要是節(jié)約土地，節(jié)約能源及環(huán)境保護(hù)。2、 土地是人們賴以生存的有限資源，我國(guó)目前人均土地僅1.1畝，而實(shí)心粘土磚的生產(chǎn)每年消耗的土地是一個(gè)大縣的耕地，我國(guó)又是農(nóng)業(yè)大國(guó)，土地資源非常緊張，因此要節(jié)約土地。3、 能源問(wèn)題早已成為世界普遍關(guān)注的問(wèn)

18、題，實(shí)心粘土磚的生產(chǎn)能耗高，而且使用能耗也高，實(shí)心粘土磚建筑與新型墻體材料相比能耗高出3倍，因此從節(jié)約能源的意義上需要墻體材料改革；4、 目前國(guó)內(nèi)工業(yè)產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢渣，其堆積大量占用了土地同時(shí)也嚴(yán)重污染了環(huán)境，另外，實(shí)心粘土磚的燒制需要燃燒大量煤炭，其產(chǎn)生的二氧化碳等氣體也嚴(yán)重污染環(huán)境，因此從環(huán)境保護(hù)的意義上也必須進(jìn)行墻體材料改革。43、關(guān)于玻纖增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的脆化機(jī)理，迄今為止國(guó)際上主要有哪幾種學(xué)術(shù)見(jiàn)解，各自的原理如何？關(guān)于玻纖增強(qiáng)水泥材料的脆化機(jī)理，迄今為止國(guó)際上主要有“化學(xué)侵蝕說(shuō)”與“力學(xué)破壞說(shuō)”（物理侵蝕說(shuō)）兩種不同的學(xué)術(shù)見(jiàn)解。持第一種見(jiàn)解的有Majumdar、Prcoctor,薛俊軒，曹永康等。此說(shuō)認(rèn)為主要是波特蘭水泥水化生成的高堿度液相對(duì)玻璃纖維進(jìn)行化學(xué)侵蝕，導(dǎo)致玻璃纖維喪失其抗拉強(qiáng)度并使其變脆，為此，提高玻璃纖維增強(qiáng)水泥耐久性的唯一途徑是盡可能的降低水泥基體液堿度。持第二說(shuō)者有Diamond,Buntur,Meyer等，此說(shuō)認(rèn)為波特蘭水泥水化生成的堿液并不對(duì)玻纖發(fā)生明顯的化學(xué)侵蝕，導(dǎo)致玻纖增強(qiáng)水泥材料脆化的根本原因在于波特蘭水泥生成的大量的Ca（OH）2晶體沉淀于玻纖原絲