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复合材料

课后练习题一、填空题1.写出层合板的铺设顺序: [(0/±45)2/0/90]S = 0/+45/-45/0/+45/-45/0/90/90/0/-45/+45/0/-45/+45/02.C/C 复合材料中的基体碳可以是石墨、焦炭和烧结炭。

3.按基体材料分类,复合材料可分为聚合物基体、金属基体、无机非金属基体。

4.按增强纤维种类分,复合材料可分为玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、陶瓷纤维复合材料、有机纤维复合材料、金属纤维复合材料等。

5.表面处理剂处理玻璃纤维的主要方法有前处理法、后处理法、迁移法。

6.玻璃/环氧复合材料的基体材料是环氧树脂。

7.玻璃钢是以环氧树脂为基体,玻璃纤维做增强体的复合材料。

8.玻璃纤维 40 支纱表示:质量为1g的原纱长40m9.玻璃纤维的生产中需使用浸润剂,其作用有:使多根单丝集中成股;增加原纱的耐磨性和提高拉伸强度;保护纤维免受大气和水分的侵蚀。

10.玻璃纤维增强树脂基复合材料又称玻璃钢。

11.单位长度内纤维与纤维之间所加的转数,称为捻度。

12.电热混凝土是由胶凝材料、导电材料、介电骨料和水等组分,按照一定配合比混合凝结而成的多相复合材料,通电后能发热。

13.非线性效应可为乘积效应、系统效应、诱导效应、共振效应。

14.复合材料的结构通常是一个相为连续相,称为基体材料;而另一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相,称为增强材料。

15.复合材料的界面不是一个单纯的几何面,而是一个多层结构的过渡区域。

16.复合材料的界面效应有传递效应、阻断效应、不连续效应、散射和吸收效应和诱导效应。

17.根据复合材料的命名规则,玻璃纤维和环氧树脂构成的复合材料可称为玻璃纤维/环氧树脂(玻璃纤维/环氧)复合材料。

18.复合材料定义所阐述的主要有两点,即组成规律和性能特征。

19.复合材料区别于传统的“混合材料”和“化合材料”的两大特征是多相体系和复合效果。

其最大的特点是可设计性好。

20.复合材料设计包括单层材料设计、铺层设计、结构设计三个层次。

21.复合材料中,希望界面应有足够的强度,但并不是界面结合强度越高越好。

如果界面结合过强,材料会呈脆性。

22.复合材料中基体的三个作用是:将增强体连成一整体;传递和承受载荷;保护纤维不受影响。

23.改善复合材料界面的方法有:降低界面残余应力、基体改性以及选择合理的复合工艺和使用条件。

纤维表面处理和涂层(表面改性)24.解释复合材料界面作用机理的理论之一为界面浸润理论,当固液的接触角θ为 >π/2 时,液体不能润湿固体。

25.金属基纤维复合材料的界面结合形式有:机械结合、溶解和浸润结合、反应结合。

26.金属基纤维复合材料的界面类型有:纤维与基体互不反应也不溶解、纤维与基体不反应但相互溶解、纤维与基体相互反应形成界面反应层。

27.晶须是目前已知纤维中强度最高的,用做增强材料的主要是陶瓷晶须。

28.晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的制造工艺大概分为配料、成型、烧结以及精加工等工序。

29.晶须增强陶瓷基复合材料的强韧化机理主要是靠晶须的拔出桥连与裂纹转向机制对强度和韧性的提高产生作用。

30.聚合基应用于水泥混泥土主要有 3 种方式:聚合物浸渍混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物胶结混凝土(也称树脂混凝土)。

31.聚合物基复合材料的化学键理论强调界面的化学作用对复合材料性能的影响,此理论在选择偶联剂方面有一定指导意义。

32.聚合物基体的作用有:粘结作用、均匀载荷及传递载荷、保护纤维。

33.两种或两种以上的纤维增强同一基体材料制成的复合材料称为混杂复合材料。

34.铝合金的电动势为负值,碳纤维的电动势为正值,碳纤维适合增强铝合金复合材料。

(填适合或不适合)35.热固性树脂的高分子聚合物属于体型结构,而热塑性树脂的高分子聚合物属于线型分子结构。

36.纤维增强材料预先放置在模腔中,合模后注入聚合物,经固化成型后获得制品。

这种成型工艺叫模压成型,也称树脂迁移成型。

可简写成字母RTM表示。

37.纤维增强陶瓷基复合材料的成型方法主要有泥浆烧铸法、热压烧结法、浸渍法38.相乘效应中,A 组元性质 X/Y 为压磁效应,B 组元性质 Y/Z 为电磁效应,相乘性质 X/Z 为压电效应。

39.可设计性是复合材料最大的特点。

40.以金属为基体,以高强度的第二相为增强体而制得的复合材料是金属基复合材料,英文代号是 MMC41.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是复合材料,其英文代号为CM。

42.在 C/C 复合材料中,基体碳可以是石墨、烧结炭和焦炭。

43.在 SiC w/Al2O3 复合材料中,增强体是 SiC w。

44.在复合材料中,材料的力学性能(强度和模量等)主要由增强材料决定。

45.在界面浸润理论里,当固液的接触角θ为0°时,液体能完全润湿固体。

46.在聚合物基复合材料的铺层设计里,其中铺层取向应按承载选取的原则。

如果铺层承受拉(压)载荷,则铺层方向应按载荷方向铺设。

47.在连续纤维增强金属基复合材料中,纤维是增强材料,基体的主要作用应是以发挥增强纤维的性能为主,基体本身应与纤维有良好的相容性和塑性。

48.在陶瓷基复合材料中,陶瓷基体的失效应变低于纤维的失效应变,最初的失效往往是基体中晶体缺陷引起的开裂。

49.在陶瓷基体中引入第二相材料,使之增强、增韧的多相材料是陶瓷基复合材料,又称多相复合陶瓷或复合陶瓷。

其英文代号是CMC。

50.造成 PMC 老化的因素有阳光、高能辐射、工业废气等。

(盐雾,微生物)51.增强材料的特点:具有很低的比重;它们大多数都是以结合力很强的共价键结合,具有很高的比强、比刚度和高温稳定性。

二、不定项选择题1.1980 年到 1990 年间,是纤维增强金属基复合材料的时代,其中以铝基复合材料的应用最为广泛,这一时期是(C )A. 复合材料发展的第一代B. 复合材料发展的第二代C. 复合材料发展的第三代D.复合材料发展的第四代2.C/C 的 CVD 工艺。

( A、B、C)A.其原理与陶瓷基复合材料的 CVI 相同。

B.可分为等温、温度梯度、压力梯度以及温度-压力梯度工艺方法。

C.为防止孔隙口的堵塞,应使扩散速度小于沉积速度。

D.为防止孔隙口的堵塞,应使扩散速度大于沉积速度。

3.C/C 中的基体碳,可以选用( A、D)A.沥青碳。

B.天然石墨。

C.炭黑。

D.沥青碳、沉积碳和树脂碳共同作为基体碳。

4.MMC 中,目前典型的增强材料/基体界面包括有( A、B、C )A.不发生溶解,也不发生界面反应,如 B f/A1。

B.不发生溶解,但发生界面反应,如 B f/A1。

C.既不容易互相浸润,又能发生强烈界面反应,如 C f/A1。

D.既容易互相浸润,又不发生界面反应,如 SiC f/Al。

5.比模量和比强度是是复合材料的重要指标,如果它们越高(B)A.制作同一零件时自重越大、刚度越大。

B.制作同一零件时自重越小、刚度越大。

C.制作同一零件的自重越小、刚度越小。

D.制作同一零件的自重越大、刚度越小。

6. 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。

7.玻璃纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因是(B、D)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.纤维吸湿、强度降低。

D.破坏纤维与基体界面。

8.不饱和聚酯树脂的固化不包括一下哪个阶段(C)(凝胶、硬化、熟化三阶段)A胶凝阶段 B 硬化阶段 C 完全固化阶段 D 后处理阶段9.材料是时代进步的重要标志,复合材料是新型材料研制的重要发展方向。

以下属于复合材料的是(C)A.塑料王 B.普通玻璃C.玻璃钢D.合金10.短纤维复合材料广泛应用的主要原因(A、B )A短纤维比连续纤维便宜。

B、连续纤维复合材料的制造方法灵活。

C、短纤维复合材料总是各相同性。

D、使短纤维定向排列比连续纤维容易。

11.复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高,其主要原因在于( B )A.复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化B.复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C.复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的改变D.复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化12.复合材料的优点有( D ) ①强度高,②质量轻,③耐高温,④耐腐蚀A.①④;B.②③;C.①②④;D.①②③④13.复合材料发展第四代的代表材料是(B)A纤维增强金属基复合材料 B. 多功能复合材料C. 碳纤维增强环氧树脂复合材料D. 玻璃纤维增强材料14.复合材料界面的作用(A)A.将整体承受的载荷由基体传递到增强体。

B.仅仅是把基体与增强体粘结起来。

C.总是使复合材料的性能得以改善。

D.总是降低复合材料的整体性能。

15.复合材料中往往有一种作为基体,另一种材料作为(D)A增塑剂 B 发泡剂 C 防老剂 D 增强剂16.关于复合材料的混合定律,错误的是(B、C、D)A.表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性变化。

B.表示复合材料性能随组元材料体积含量呈曲性变化。

C.表达了复合材料的性能与基体和增强体性能与含量的变化。

D.考虑了增强体的分布和取向。

17.关于微裂纹增韧,错误的有(B、C)A. 主要是由于颗粒热膨胀系数不同产生的残余应力。

B.是由于颗较总处于拉应力状态。

C.是由于颗粒总处于压应力状态。

D.颗粒的压力状态与热膨胀系数失配和压力大小有关。

18.混凝土基复合材料的基体材料是:(A、B、D)?A.高强混凝土。

B、混凝土或水泥砂浆。

C、纯水泥浆体。

D.复合材料。

19.金属基复合材料通常(B、C)A.以重金属作基体。

B.廷性比金属差。

C.较基体具有更高的高温强度。

D.弹性模量比基体低。

20.浸润性(B、C)A、当 sl+ lv> sv时,易发生浸润。

B、当 sl+ lv< sv 时,易发生浸润。

C、是液体在固体上的铺展。

D、接触角 =0 时,不发生浸润。

21.偶联刑是这样一种试剂,(A、C)A.它即能与纤维反应,又能与基体反应。

B.它能与纤维反应,但不能与基体反应,也不与基体相容。

C.它能与纤维反应,不与基体反应,但与基体相容。

D.它不与纤维反应,但与基体反应或相容。

22.生产碳纤维的主要原料有(A、C、D)A.沥青 B.聚乙烯C.聚丙烯腈D.人造丝。

23.随着社会的发展,复合材料是一种新型的有发展前途的材料,目前复合材料最主要的应用领域是( C)A.高分子分离膜B.人类的人工器官C.宇宙航空材料D.新型药物24.碳纤维表面处理是为了(A、C、D)A.表面引入活性官能团,如一 COOH,-OH 或者>C=O。

B.清除表面污染。

D.表面引入偶联剂。

D.增加纤维与基体粘接强度。

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