復(fù)合材料復(fù)習(xí)題

一、判斷題1、MMC具有比其基體金屬或合金更高的比強(qiáng)度和比模量。（）2、陶瓷纖維增強(qiáng)MMC的抗蠕變性能高于基體金屬或合金。（）3、Kevlar纖維具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)。（）4、最廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料。（）5、陶瓷復(fù)合材料中，持續(xù)纖維的增韌效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(qiáng)度和比模量是材料的強(qiáng)度和模量與其密度之比。（）8、界面間粘結(jié)過(guò)強(qiáng)的復(fù)合材料易發(fā)生脆性斷裂。（）9、氧化鋁纖維僅有-Al2O3晶體構(gòu)造。（）10、竹、麻、木、骨、皮膚是天然復(fù)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(jī)纖維，所有的合成纖維是無(wú)機(jī)纖維。（）12、石墨纖維的含碳量、強(qiáng)度和模量都比碳纖維高。（）13、基體與增強(qiáng)體的界面在高溫使用過(guò)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(wèn)世于二十世紀(jì)四十年代。（）16、單向增強(qiáng)和三維增強(qiáng)的Cf/C的力學(xué)與物理性能（熱膨脹、導(dǎo)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(hù)涂層已可使Cf/C安全使用溫度達(dá)1650℃，在更高溫度下只能起短時(shí)保護(hù)作用。（19、陶瓷基復(fù)合材料的最初失效往往是陶瓷基體的開(kāi)裂。（）20、浸潤(rùn)性是基體與增強(qiáng)體間粘結(jié)的必要條件，但非充足條件。（）21、層板復(fù)合材料重要是指由顆料增強(qiáng)的復(fù)合材料。（）22、分散相總是較基體強(qiáng)度和硬度高、剛度大。（）23、陶瓷基復(fù)合材料的制備過(guò)程大多波及高溫，因此僅有可承受高溫的增強(qiáng)材料才可被用于制備陶瓷基復(fù)合材料。（）24、復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)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(dá)2800℃的高溫復(fù)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(shù)脂碳在偏光顯微鏡下具有相似的光學(xué)特性，即各向同性。（）28、一般，顆粒及晶須增強(qiáng)MMC的疲勞強(qiáng)度及壽命比基體金屬或合金高。（）二、單項(xiàng)選擇題1、對(duì)功能復(fù)合材料描述不對(duì)的的是（B）A、是指由功能體和基體構(gòu)成的復(fù)合材料。B、包括多種力學(xué)性能的復(fù)合材料。C、包括多種電學(xué)性能的復(fù)合材料。D、包括多種聲學(xué)性能的復(fù)合材料2、剪切效應(yīng)是指（A）A、短纖維與基體界面剪應(yīng)力的變化。B、在纖維中部界面剪應(yīng)力最大。C、在纖維末端界面剪應(yīng)力最大。D、在纖維末端界面剪應(yīng)力最小。3、目前，大多數(shù)聚合物基復(fù)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(qiáng)MMC（B）A、具有基本相似的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)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(chǎn)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(fù)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(qiáng)Al基復(fù)合材料。B、玻璃纖維增強(qiáng)塑料。C、碳纖維增強(qiáng)塑料。D、氧化鋁纖維增強(qiáng)塑料。9、材料的比模量和比強(qiáng)度越高（A）A、制作同一零件時(shí)自重越小、剛度越大。B、制作同一零件時(shí)自重越大、剛度越大。C、制作同一零件時(shí)自重越小、剛度越小。D、制作同一零件時(shí)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(dá)復(fù)合材料性能隨組元材料體積含量呈線性變化。B、表達(dá)復(fù)合材料性能隨組元材料體積含量呈曲性變化。C、體現(xiàn)了復(fù)合材料的性能與基體和增強(qiáng)體性能與含量的變化。D、考慮了增強(qiáng)體的分布和取向。12、下面描述不對(duì)的的是（C）A、聚乙烯纖維具有最佳的比模量和比強(qiáng)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(qiáng)度最高。D、玻璃纖維的比模量最低。13、復(fù)合材料界面的作用（B）A、僅僅是把基體與增強(qiáng)體粘結(jié)起來(lái)。B、將整體承受的載荷由基體傳遞到增強(qiáng)體。C、總是使復(fù)合材料的性能得以改善。D、總是減少?gòu)?fù)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(guān)鍵是：（C）A、涂層材料的高熔點(diǎn)。B、涂層材料高溫抗氧化性和熱膨脹系數(shù)。C、涂層的氧擴(kuò)散滲透率極低和與C/C的熱膨脹系數(shù)匹配性。D、涂層材料高溫?fù)]發(fā)性。15、下列物質(zhì)屬于復(fù)合材料的是（A）A玻璃鋼B人造皮革C鋼化玻璃D合成樹(shù)脂16、復(fù)合材料的長(zhǎng)處是（D）①?gòu)?qiáng)度高②質(zhì)量輕③耐高溫④耐腐蝕A僅①④B僅②③C除③外D①②③④17、伴隨社會(huì)的發(fā)展，復(fù)合材料是一類新型的有前途的發(fā)展材料，目前符號(hào)材料最重要的應(yīng)用領(lǐng)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(qiáng)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(qiáng)化的手段。表面強(qiáng)化不僅能使耐腐蝕性提高，并且還可以緩和表面的缺陷。運(yùn)用表面材料的低熱膨脹系數(shù)，在表面形成殘存壓應(yīng)力，使材料的強(qiáng)度提高。CVD（化學(xué)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(yīng)，生成固相的物質(zhì)并沉積在基體的表面?？刂瞥练e過(guò)程，可以在表面形成覆蓋膜。2、樹(shù)脂傳遞模塑將熱固性樹(shù)脂及固化劑混合均勻后注入事先鋪有玻璃纖維增強(qiáng)材料的密封模內(nèi)，經(jīng)固化、脫模制得制品的過(guò)程稱為樹(shù)脂傳遞模塑，簡(jiǎn)稱(RTM)。3、晶須長(zhǎng)徑比在10～1000單晶體。晶體構(gòu)造完整、內(nèi)部缺陷較少，其強(qiáng)度和模量均靠近完整晶體材料的理論值，是目前發(fā)現(xiàn)的固體的最強(qiáng)形式。是長(zhǎng)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(zhǎng)，也可以通過(guò)氣相反應(yīng)來(lái)制取。4、氟樹(shù)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(shù)脂的分子鏈構(gòu)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(yīng)，故其具有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、介電性、耐老化性和自潤(rùn)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(chǎn)并廣泛應(yīng)用的聚芳酰胺纖維。國(guó)外商品牌號(hào)叫凱芙拉(Kevlar)纖維，我國(guó)暫命名為芳綸纖維，有時(shí)也稱有機(jī)纖維。芳綸纖維是對(duì)苯二甲酰與對(duì)苯二胺的聚合體，經(jīng)溶解轉(zhuǎn)為液晶紡絲而成。6、硼纖維是一種將硼元素通過(guò)高溫化學(xué)氣相法沉積在鎢絲表面制成的高性能增強(qiáng)纖維。它具有很高的比強(qiáng)度和比模量，也是制造金屬?gòu)?fù)合材料最早采用的高性能纖維。四、簡(jiǎn)答題1、什么是纏繞成型制備樹(shù)脂基復(fù)合材料的纏繞成型有哪些長(zhǎng)處和缺陷答：纏繞成型就是把持續(xù)的纖維絲束（布）用樹(shù)脂潤(rùn)濕后均勻而有規(guī)律地纏繞在旋轉(zhuǎn)的軸上的一種成型措施。長(zhǎng)處：由于可以按照承力規(guī)定確定纖維的方向、層次、數(shù)量，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)；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(qiáng)度，因此比強(qiáng)度和比剛度均高；玻璃鋼壓力容器比鋼質(zhì)減重40-60%；生產(chǎn)效率高可成型多種尺寸的制品。缺陷：設(shè)備投資大；不能生產(chǎn)凹形制品。2、簡(jiǎn)述復(fù)合材料中金屬基體的選擇原則。（1）根據(jù)金屬基復(fù)合材料的使用規(guī)定。（2）根據(jù)金屬基復(fù)合材料的構(gòu)成特點(diǎn)：對(duì)于持續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，不規(guī)定基體有很高的強(qiáng)度，對(duì)于非持續(xù)增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料（顆粒、晶須、短纖維），基體承擔(dān)重要載荷，規(guī)定高強(qiáng)度。（3）根據(jù)金屬基體與增強(qiáng)材料的界面狀態(tài)和相容性選擇金屬基體時(shí)，盡量防止基體與增強(qiáng)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同步應(yīng)注意基體與增強(qiáng)材料的相容性，基體和增強(qiáng)材料應(yīng)當(dāng)有很好的浸潤(rùn)性。3、在金屬基復(fù)合材料的加工過(guò)程中應(yīng)考慮哪幾方面的問(wèn)題A.增強(qiáng)體的分散問(wèn)題B.制造過(guò)程對(duì)制品性能的影響C.制造過(guò)程中應(yīng)防止多種不利反應(yīng)D.簡(jiǎn)樸易行,適于批量生產(chǎn),盡量直接制成靠近最終形狀和尺寸的零件4、簡(jiǎn)述影響增強(qiáng)材料與基體粘結(jié)性能的原因。固-液復(fù)合過(guò)程中，固體表面與液體的浸潤(rùn)性。不一樣組分的分子或原子彼此互相靠近時(shí)的狀態(tài)，形成化學(xué)結(jié)合時(shí)互相作用的強(qiáng)弱?；瘜W(xué)結(jié)合的形式（主價(jià)鍵結(jié)合：共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵等；次價(jià)鍵作用：靜電作用、誘導(dǎo)力、色散力、氫鍵、分子間的擴(kuò)散等）。5、簡(jiǎn)述復(fù)合材料制造過(guò)程中增強(qiáng)材料的損傷類型及產(chǎn)生原因。力學(xué)損傷：屬于機(jī)械損傷，與纖維的脆性有關(guān)。脆性纖維（如陶瓷纖維）對(duì)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(guò)程都也許發(fā)生。化學(xué)損傷：重要為熱損傷，體現(xiàn)為高溫制造過(guò)程中，增強(qiáng)體與基體之間化學(xué)反應(yīng)過(guò)量，增強(qiáng)體中某些元素參與反應(yīng)，增強(qiáng)體氧化。化學(xué)損傷與復(fù)合工藝條件及復(fù)合措施有關(guān)。熱損傷伴伴隨增強(qiáng)體與基體之間界面構(gòu)造的變化，產(chǎn)生界面反應(yīng)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(fù)合材料制品答：手糊成型是先將樹(shù)脂、固化劑及多種配料制成樹(shù)脂糊，在模具上刷一層樹(shù)脂糊，再鋪貼上一層事先裁好的纖維織物，用輥?zhàn)踊蚬蔚秹簩?shí)，趕出氣泡。再反復(fù)上述操作，直抵到達(dá)規(guī)定的厚度為止。然后在一定的條件下進(jìn)行固化，得到制品。手糊成型工藝長(zhǎng)處：操作簡(jiǎn)便，操作者輕易培訓(xùn)；設(shè)備投資少，生產(chǎn)費(fèi)用低；模具材料來(lái)源廣，制作相對(duì)簡(jiǎn)樸；能生產(chǎn)大型和復(fù)雜構(gòu)造的制品；制品可設(shè)計(jì)性好，且輕易變化設(shè)計(jì)。手糊成型工藝缺陷：制品質(zhì)量依賴于操作者得技能水平，質(zhì)量不易控制；生產(chǎn)效率低、周期長(zhǎng)；產(chǎn)品的力學(xué)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(fēng)機(jī)葉片、各類漁船、游艇、大型雷達(dá)天線罩、設(shè)備防護(hù)罩、飛機(jī)蒙皮、機(jī)翼、火箭外殼等。7、金屬基復(fù)合材料加工中的難點(diǎn)是什么，怎樣處理這些難點(diǎn)答：難點(diǎn)：高溫下的界面反應(yīng)、氧化反應(yīng)等；金屬與增強(qiáng)體之間浸潤(rùn)性差，甚至不浸潤(rùn)；將增強(qiáng)體按設(shè)計(jì)規(guī)定的含量、分布、方向均勻地分布。處理措施：1）增強(qiáng)體表面處理有效防止界面反應(yīng)，互相擴(kuò)散，溶解等；有效改善基體與增強(qiáng)體的潤(rùn)濕性；優(yōu)化界面構(gòu)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(rùn)性，有效地防止界面反應(yīng)。例如加入鈦、鋯、鈮、鈰等元素。3）優(yōu)化工藝措施及工藝參數(shù)8、熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料與熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料在性能和加工工藝上的區(qū)別是什么答：熱塑性樹(shù)脂是指具有線型或分枝型構(gòu)造的有機(jī)高分子化合物。熱塑性樹(shù)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(shù)脂是以不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等為主的高分子化合物。熱固性樹(shù)脂—?jiǎng)傂源?，耐腐蝕性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性好，不易變形，成型工藝復(fù)雜，加工較難。加工工藝上：熱塑性樹(shù)脂—受熱軟化