复合材料复习题试题
复合材料复习题
一、判断题
1.比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比√
2.混杂复合总是指两种以上的纤维增强体×
3.陶瓷复合材料中，连续纤维的增韧效果远高于颗粒的增韧效果√
4.层板复合材料主要是指由颗粒增强的复合材料×
5.复合材料具有可设计性√
6.分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大×
7.原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理和化学稳定性√
8.一般颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属/合金高√
9.基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化×
10.复合材料是由两个组元以上的材料化合而成×
11.界面粘结过强的复合材料容易发生脆性断裂√
12.混合法则可用于任何复合材料的性能估算×
13.纤维长度l 14.竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料√ 15.玻璃陶瓷是含有大量微晶体的陶瓷× 16.陶瓷基复合材料的最初失效往往是陶瓷基体的开裂√ 17.所有天然纤维是有机纤维，所有的合成纤维是无机纤维× 18.基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高，则复合材料的弹性模量也越高× 二、选择题 1.短纤维复合材料广泛应用的主要原因是（C：短纤维复合材料总是各相同性） 2.金属基复合材料的温度范围为（B：350℃~1100℃） 3.玻璃钢是（B：玻璃增强纤维塑料） 4.功能复合材料（A：是指由功能体和基体的组成的复合材料） 5.材料的比强度和比模量越高（B：制作同一零件时自重越大，刚度越大） 6.金属基复合材料通常（D：较基体具有更高的高温强度） 7.复合材料界面的作用（B：将整体承受的载荷由基体传送到增强体） 8.增强材料与基体的作用是（D：基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用） 9.混合定律（A：表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性关系） 10.通常MMC（B：要比基体金属/合金的塑性和韧性差） 11.混杂复合材料（B：是具有混杂纤维或颗粒增强的复合材料） 12.浸润性（A：当yc+ys 13.偶联剂是怎样的一种试剂（A：既能与基体反应，又能与纤维反应） 14.玻璃纤维（A：由二氧化硅玻璃制成） 15.晶须（A：是含有缺陷很少的单晶纤维） 三、简答题 1.简述复合材料的分类形式。P2~3 按增强材料分类：<1>连续纤维复合材料；<2>短纤维复合材料； <3>粒状填料复合材料； 按增强纤维种类分类：<1>玻璃纤维复合材料；<2>碳纤维复合材料；<3>有机纤维复合材料；<4>金属纤维复合材料；<5>陶瓷纤维复合材料。 按材料作用分类：<1>结构复合材料；<2>功能复合材料。 2.简述金属基体的选择原则以及结构复合材料的'基体种类。P12~15 选择基体的原则：<1>金属基复合材料的使用要求；<2>金属基复合材料组成特点；<3>基体金属与增强物的相容性。 3.详细列出金属基复合材料的分类。P124~125 按基体分类：<1>铝基复合材料；<2>镍基复合材料；<3>钛基 复合材料。 4.简述陶瓷基体的种类并举例说明。P19~20 <1>玻璃：高硅氧玻璃、硼酸玻璃、铝硅玻璃等； <3>氧化物陶瓷：氧化铝、氧化镁、氧化硅和莫来石陶瓷等； 5.详细说明复合材料的几种效应。P61 <1>传递效应：将外力传递给增强物，起到基体和增强物之间桥梁的作用； <3>不连续效应：在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦的出现的现象； <5>诱导效应：一种物质的表面结构使另一种与之接触的物质的结构收到诱导作用而发生改变，由此产生的一些现象。 <2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。 <4>造船工业中，复合材料用于生产各种工作挺、渔船、摩托艇、扫雷艇、潜水艇、救生艇、游艇以及船上舾装件等。 此外，复合材料在电气工业、军械、航空、体育用品、农渔业及机械制造工业等都有较广泛应用。 复合材料复习题 1、简述增强材料（增强体、功能体）在复合材料中所起的作用，并举例说明。 填充：廉价、颗粒状填料，降低成本。例：PVC中添加碳酸钙粉末。 增强：纤维状或片状增强体，提高复合材料的力学性能和热性能。效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。例：TiC颗粒增强Si3N4复合材料、碳化钨/钴复合材料，切割工具；碳/碳复合材料，导弹、宇航工业的防热材料（抗烧蚀），端头帽、鼻锥、喷管的喉衬。 赋予功能：赋予复合材料特殊的物理、化学功能。作用取决于功能体的化学组成和结构。例：1-3型PZT棒/环氧树脂压电复合材料，换能器，用于人体组织探测。 2、复合材料为何具有可设计性？简述复合材料设计的意义。如何设计防腐蚀（碱性）玻璃纤维增强塑料？ 组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能，赋予了复合材料性能的可设计性。 意义：①每种组分只贡献自己的优点，避开自己的缺点。②由一组分的优点补偿另一组分的缺点，做到性能互补。③使复合材料获得一种新的、优于各组分的性能（叠加效应）。优胜劣汰、性能互补、推陈出新。 耐碱玻璃纤维增强塑料的设计：使用无碱玻璃纤维和耐碱性树脂（胺固化环氧树脂）。在保证必要的力学性能的前提下，尽量减少玻璃纤维的体积比例，并使树脂基体尽量保护纤维不受介质的侵蚀。 3、简述复合材料制造过程中增强材料的损伤类型及产生原因。 力学损伤：属于机械损伤，与纤维的脆性有关。脆性纤维（如陶瓷纤维）对表面划伤十分敏感，手工操作、工具操作，纤维间相互接触、摆放、缠绕过程都可能发生。 化学损伤：主要为热损伤，表现为高温制造过程中，增强体与基体之间化学反应过量，增强体中某些元素参与反应，增强体氧化。化学损伤与复合工艺条件及复合方法有关。热损伤伴随着增强体与基体之间界面结构的改变，产生界面反应层，使界面脆性增大、界面传递载荷的能力下降。 4、简述复合材料增强体与基体之间形成良好界面的条件。 在复合过程中，基体对增强体润湿；增强体与基体之间不产生过量的化学反应；生成的界面相能承担传递载荷的功能。 复合材料的界面效应，取决于纤维或颗粒表面的物理和化学状态、基体本身的结构和性能、复合方式、复合工艺条件和环境条件。 5、什么是相乘效应？举例说明。 两种具有转换效应的材料复合在一起，产生了连锁反应，从而引出新的机能。可以用通式表示：X/Y·Y/Z=X/Z （式中X、Y、Z分别表示各种物理性能）。 压磁效应?磁阻效应=压敏电阻效应；闪烁效应?光导效应=辐射诱导导电。 例：磁电效应（对材料施加磁场产生电流）——传感器，电子回路元件中应用。 压电体BaTiO3与磁滞伸缩铁氧体NiFe2O4烧结而成的复合材料。对该材料施加磁场时会在铁氧体中产生压力，此压力传递到BaTiO3，就会在复合材料中产生电场。最大输出已达103 V·A。 单一成分的Cr2O3也有磁电效应，但最大输出只有约170 V·A。 6、推导单向板复合材料中纤维体积分数与纤维半径的关系（以正方形阵列为例）。 纤维体积：(4?1/4)πr2l=πr2l 复合材料体积：(2R)2l=4R2l 纤维体积分数：V f=πr2l/(4R2l)= πr2/(4R2) 纤维间距与纤维体积分数的关系： s=2R-2r=2[πr2/(4V f)]1/2-2r=2[(π/4V f)1/2-1]r 7、什么是材料复合的结构效果？试述其内涵。 结构效果是指在描述复合材料的性能时，必须考虑组分的几何形态、分布形态和尺度等可变因素。这类效果往往可以用数学关系描述。 结构效果包括：1、几何形态效果（形状效果）：决定因素是组成中的连续相。对于1维分散质，当分散质的性质与基体有较大差异时，分散质的性能可能会对复合材料的性能起支配作用。2、分布形态效果（取向效果）：又可分为几何形态分布（几何体的取向）和物理性能取向：导致复合材料性能的各向异性，对复合材料的性能有很大影响。3、尺度效果：影响材料表面物理化学性能（比表面积、表面自由能）、表面应力分布和界面状态，导致复合材料性能的变化。 8、简述单向复合材料的细观力学分析模型的基本假设的要点。 单元体：宏观均匀、无缺陷、增强体与基体性能恒定、线弹性。 增强体：匀质、各向同性、线弹性、定向排列、连续。 2011-2012复合材料期末试题 第三组组长：金秋 组员：刘义山、王志刚、芦亚宇、薛汜尧 姓名班级学号 一、填空题（20分，每空2分） 1.复合材料的定义为：由两个或两个以上独立的（物理相），包含粘结材料，即（基体），和粒料、纤维或片状材料组成的一种固体产物。 2.许多学者对玻璃纤维高强的原因提出了（微裂纹假说）和（分子取向）假说。 3.在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法叫做（表面处理）。 4.晶须的分类：金属晶须、（陶瓷晶须）、（氧化物晶须）、（无机盐类晶须）、（硼化物晶须）。 5.颗粒增强体主要分为刚性颗粒增强体和（延性颗粒增强体）。 二、选择题（40分，每题2分） 1.下列物质中哪项是复合材料（B） A、合金 B、水泥 C、混凝土 2.下列哪一项不是颗粒增强体的特点（C） A、选材方便 B、力学性能取决于颗粒的形貌、直径，结晶完整度、体积分数 C、成本高 3.下列哪种纤维的制备方法是采用气相沉积法（C） A、碳化硅纤维 B、氧化铝陶瓷 C、硼纤维 4.GRC是（C）的缩写。 A、石膏基复合材料。 B、陶瓷基复合材料。 C、玻璃纤维增强水泥。 D、混凝土基复合材料。 5.微裂纹增韧（A） A、主要是由于颗粒热膨胀系数不同产生的残余应力。 B、是由于颗粒总处于拉应力状态。 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无关。 6.SiC纤维（B） A、用浆体成型法制成。 B、用化学气相沉积法制成。 C、有时含有Y芯。 D、常用于聚合物基复合材料。 7.不是生产碳纤维的主要原料有（C） A、沥青。 B、聚丙烯腈。 C、聚乙烯。 D、人造丝。 8.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击最大限度的保护使用人员的安全，这利用了复合材料的（A） 一、判断题 1.比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比√ 2.混杂复合总是指两种以上的纤维增强体× 3.陶瓷复合材料中,连续纤维的增韧效果远高于颗粒的增韧效果√ 4.层板复合材料主要是指由颗粒增强的复合材料× 5.复合材料具有可设计性√ 6.分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大× 7.原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理和化学稳定性√ 8.一般颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属/合金高√ 9.基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化× 10.复合材料是由两个组元以上的材料化合而成× 11.界面粘结过强的复合材料容易发生脆性断裂√ 12.混合法则可用于任何复合材料的性能估算× 13.纤维长度l 17.所有天然纤维是有机纤维,所有的合成纤维是无机纤维× 18.基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高,则复合材料的弹性模量也越高× 二、选择题 1.短纤维复合材料广泛应用的主要原因是(C:短纤维复合材料总是各相同性) 2.金属基复合材料的温度范围为(B:350℃~1100℃) 3.玻璃钢是(B:玻璃增强纤维塑料) 4.功能复合材料(A:是指由功能体和基体的组成的复合材料) 5.材料的比强度和比模量越高(B:制作同一零件时自重越大,刚度越大) 6.金属基复合材料通常(D:较基体具有更高的高温强度) 7.复合材料界面的作用(B:将整体承受的载荷由基体传送到增强体) 8.增强材料与基体的作用是(D:基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用) 9.混合定律(A:表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性关系) 10.通常MMC(B:要比基体金属/合金的塑性和韧性差) 11.混杂复合材料(B:是具有混杂纤维或颗粒增强的复合材料) 12.浸润性(A:当yc+ys 复合材料导论习题集 一、通过本课程的学习，你想从事哪个领域的复合材料的研究？你的研究 思路是什么？试写出研究的方案和计划，及其可行性和前沿性。 答案：航空领域碳纤维复合材料 龍着航仝航犬科李技术的十断诳玄S 促逐了新科旳隹速合屣”垂中尤以先班至令科科旳没屣區为奂出.目前主些捋育孜耳迪空和橈呈的砌軒”隹、磁妾F雄七开经咎MS渥旳冥呑材洋牡耐启血的歼绝埠&逅如盍些宴 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（A）3 （B）2 （C）4 （D）1 2 固溶体的不平衡凝固可能造成（A） （A）晶内偏析（B）晶间偏析 （C）集中缩孔（D）缩松 3 热膨胀的本质是（C） （A）原子间平均距离随温度升高而减少。 （B）原子直径增大。 （C）原子间平均距离温度升高而增大。 （D）晶体结构发生变化，点阵常数增大。 4 蠕变的正确说法是（B） （A）物体在恒定应力作用下形变随温度升高逐渐增大的现象。 （B）物体在恒定应力作用下形变随时间逐渐增大的现象。 （C）物体在恒定应力作用下变形很小。 （D）物体在恒定应力下变形不规则。 5 固溶体宏观偏析最小的工艺条件是（A） （A）快速结晶（B）中速结晶（C）缓慢结晶 6 根据Hall―Pectch公式可知（A,D） （A）在常温下,晶粒越细,强度越大。（B）在常温下,晶粒越细,强度越小。（C）在常温下,晶粒大小与强度无关。（D）在常温下,晶粒越细,冲击韧性越高。 7 强冷变形金属的再结晶形核方式一般是（B） （A）凸出形核 （B）亚晶直接形核长大形核 （C）亚晶合并形核 （D）其他方式 8 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？（C） （A）由钢板切出圆饼 （B）由合适的圆钢棒切下圆饼 （C）由较细的钢棒热镦成饼 9 复合材料不具备的特征是：（D） (A) 可设计性（B）各向异性（C）材料结构一次成型性（D）可重组性10复合材料界面的不当说法是：（A） （A）基体与增强体之间的隔离面 (B) 基体与增强体之间的过渡区域 (C) 界面是有层次的 复合材料习题 第四章 一、判断题：判断以下各论点的正误。 1、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。（⨯） 2、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。（√） 3、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。（√） 4、基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高，则复合材料的弹性模量也越高。（⨯） 5、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。（√） 6、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。（⨯） 7、混合法则可用于任何复合材料的性能估算。（⨯） 8、纤维长度l 始驾州参艰市线练学校高分子材料和复合材料 一、选择题 1.(2015·高二检测)下列说法不正确的是( ) A.通常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成橡 B.塑料的主要成分是合成树脂，另外还含有一些添加剂 C.用木材经化学加工制成的黏纤维属于合成纤维 D.合成橡比天然橡的性能更优良 【解析】选C。黏纤维是由木材加工而成的，其成分是纤维素，不属于合成纤维。 2.随着社会的发展，复合材料是一类型的有发展前途的材料，目前，复合材料最主要的用领域是( ) A.高分子分离膜 B.人类的人工器官 C.宇宙工业 D.型药物 【解析】选C。复合材料可根据不同要求设计成不同的构成，它们具有密度小、强度大、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀优良性能，目前主要用于宇宙工业。 3.下列说法正确的是( ) A.利用作原料制得的纤维是人造纤维 B.天然纤维是不能再被加工处理的 C.合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维 D.煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维 【解析】选D。利用煤、和农副产品经过处理可以制得合成纤维，天然纤维经过一的人工处理可得到人造纤维，人造纤维和合成纤维统称为化学纤维，故D项正确。 【方法规律】纤维的分类 纤维{天然纤维:棉花、麻、羊毛、蚕丝人造纤维:人造丝、人造棉、人造毛合成纤维:“六大纶” 4.(2015·高二检测)下列关于塑料的性质与用途说法不正确的是( ) A.热塑性塑料是线型分子，受热可变软，可反复塑化成型 B.热固性塑料是体型分子，受热不熔化，回收后不能直接利用 C.从塑料的结构分析，塑料在一般情况下不导电 D.食品包装袋是由乙烯通过缩聚反生成的聚乙烯塑料 【解析】选D。聚乙烯是由乙烯通过加聚反生成的。 【方法规律】有关塑料的几点需注意的问题 (1)聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，结构也很有规律性。 (2)聚合物与单体的化学性质有区别，如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能。 (3)当加热温度很高时，热固性塑料中链与链之间的共价键会断裂，塑料制品就会损坏，无法继续使用。 (4)“白色污染”是大量使用塑料制品造成的环境污染，为了保护人类的生存环境，人们开始着手利用废弃塑料，使它成为有用的资源：①回收用作材料； ②热解成单体；③制成燃油和燃气。 5.(2015·高二检测)聚乳酸(PLA)是一种常用的可降解塑料，它的熔点为 175℃，被加工成薄膜或纤维，有比较好的耐水分解性。这种塑料还有促进植物生长的作用，因此可用它制作植物移植或植物栽培用容器；通过压轧，它还可以被制成透明的、机械性能良好的纤维、薄膜、容器和镜片。下列关于PLA说法中正确的是( ) A.聚乳酸的单体为CH2OHCH2COOH 山大复合材料结构与性能复习题参考答案 1、简述构成复合材料的元素及其作用 复合材料由两种以上组分以及他们之间的界面组成。即构成复合材料的元素包括基体相、增强相、界面相。 基体相作用：具有支撑和保护增强相的作用。在复合材料受外加载荷时，基体相 一剪切变形的方式起向增强相分配和传递载荷的作用，提高塑性变形能力。 增强相作用：能够强化基体相的材料称为增强体，增强体在复合材料中是分散相， 在复合材料承受外加载荷时增强相主要起到承载载荷的作用。 界面相作用：界面相是使基体相和增强相彼此相连的过渡层。界面相具有一定厚 度，在化学成分和力学性质上与基体相和增强相有明显区别。在复合材料受外加载荷时能够起到传递载荷的作用。 2、简述复合材料的基本特点 (1) 复合材料的性能具有可设计性 材料性能的可设计性是指通过改变材料的组分、结构、工艺方法和工艺参数来调节材料的性能。显然，复合材料中包含了诸多影响最终性能、可调节的因素，赋予了复合材料的性能可设计性以极大的自由度。 (2) 材料与构件制造的一致性 制造复合材料与制造构件往往是同步的，即复合材料与复合材料构架同时成型，在采用某种方法把增强体掺入基体成型复合材料的同时，通常也就形成了复合材料的构件。(3) 叠加效应 叠加效应指的是依靠增强体与基体性能的叠加，使复合材料获得一种新的、独特而又优于个单元组分的性能，以实现预期的性能指标。 (4) 复合材料的不足 复合材料的增强体和基体可供选择地范围有限；制备工艺复杂，性能存在波动、离散性；复合材料制品成本较高。 3、说明增强体在结构复合材料中的作用 能够强化基体的材料称为增强体。增强体在复合材料中是分散相。复合材料中的增强体，按几何形状可分为颗粒状、纤维状、薄片状和由纤维编制的三维立体结构。暗属性可 分为有机增强体和无机增强体。复合材料中最主要的增强体是纤维状的。对于结构复合材料，纤维的主要作用是承载，纤维承受载荷的比例远大于基体；对于多功能复合材料，纤 维的主要作用是吸波、隐身、防热、耐磨、耐腐蚀和抗震等其中一种或多种，同时为材料 提供基本的结构性能；对于结构陶瓷复合材料，纤维的主要作用是增加韧性。 4、说明纤维增强复合材料为何有最小纤维含量和最大纤维含量 在复合材料中, 纤维体积含量是一个很重要的参数。纤维强度高，基体韧性好，若加 入少量纤维，不仅起不到强化作用反而弱化，因为纤维在基体内相当于裂纹。所以存在最 小纤维含量，即临界纤维含量。若纤维含量小于临界纤维量，则在受外载荷作用时，纤维 首先断裂，同时基体会承受载荷，产生较大变形，是否断裂取决于基体强度。纤维量增加，强度下降。当纤维量大于临界纤维量时，纤维主要承受载荷。纤维量增加强度增加。总之，含量过低,不能充分发挥复合材料中增强材料的作用；含量过高,由于纤维和基体间不能形 成一定厚度的界面过渡层, 无法承担基体对纤维的力传递, 也不利于复合材料抗拉强度的 提高。 5、如何设才计复合材料 材料设计是指根据对材料性能的要求而进行的材料获得方法与工程途径的规划。复合 材料设计是通过改变原材料体系、比例、配置和复合工艺类型及参数，来改变复合材料的 性能，特别是是器有各向异性，从而适应在不同位置、不同方位和不同环境条件下的使用 要求。复合材料的可设计性赋予了结构设计者更大的自由度，从而有可能设计出能够充分 发掘与应用材料潜力的优化结构。复合材料制品的设计与研制步骤可以归纳如下： 1) 通 过论证明确对于材料的使用性能要求，确定设计目标 2) 选择材料体系（增强体、基体） 3) 确定组分比例、几何形态及增强体的配置 4) 确定制备工艺方法及工艺参数 5) 以上主要为设计步骤，在完成复合材料设计方案后，应结合市场供应情 况和研制单位的已有条件，采购原材料，购置或改造工艺设备，完成制造工艺条件准 备 6) 测试所制得样品的实际性能，检验是否达到使用性能要求和设计目标 7) 在总结 设置经验与成果的基础上，调整设计方案，组织制品生产 6、如何改善复合材料界面相容问题 聚合物基复合材料试题文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 第一章 聚合物合金的概念、合金化技术的特点 聚合物合金：有两种以上不同的高分子链存在的多组分聚合物体系 合金化技术的特点:1、开发费用低，周期短，易于实现工业化生产。2、易于制得综合性能优良的聚合物材料。3、有利于产品的多品种化和系列化。 热力学相容性和工艺相容性的概念 热力学相容性：达到分子程度混合的均相共混物，满足热力学相容条件的体系。 工艺相容性：使用过程中不会发生剥离现象具有一定程度相容的共混体系。 如何从热力学角度判断聚合物合金的相容性 1、共混体系的混合自由能（ΔG M ）满足ΔG M =ΔH M -T ΔS M <0 2、聚合物间的相互作用参数χ12为负值或者小的正值。 3、聚合物分子量越小，且两种聚合物分子量相近。 4、两种聚合物的热膨胀系数相近。 5、两种聚合物的溶度参数相近。 *思考如何从改变聚合物分子链结构入手，改变聚合物间的相容性 1、通过共聚使分子链引入极性基团。 2、对聚合物分子链化学改性。 3、通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团。 4、形成IPN 或交联结构。 5、改变分子量。 第二章 *列举影响聚合物合金相态结构连续性的因素，并说明分别是如何影响的 组分比：含量高的组分易形成连续相； 黏度比：黏度低的组分流动性较好，容易形成连续相； 内聚能密度：内聚能密度大的聚合物，在共混物中不易分散，容易形成分散相； 溶剂类型：连续相组分会随溶剂的品种而改变； 聚合工艺：首先合成的聚合物倾向于形成连续性程度大的相。 说明聚合物合金的相容性对形态结构有何影响 共混体系中聚合物间的工艺相容性越好，它们的分子链越容易相互扩散而达到均匀的混合，两相间的过渡区越宽，相界面越模糊，分散相微区尺寸越小。完全相容的体系，相界面消失，微区也随之消失而成为均相体系。两种聚合物间完全不相容的体系，聚合物之间相互扩散的倾向很小，相界面和明显，界面黏接力很差，甚至发生宏观的分层剥离现象。 什么是嵌段共聚物的微相分离如何控制嵌段共聚物的微相分离结构 微相分离：由化学键相连接的不同链段间的相分离 控制溶剂、场诱导、特殊基底控制、嵌段分子量来控制 *简述聚合物合金界面层的特性及其在合金中所起的作用。 特性：1、两种分子链的分布是不均匀的，从相区到界面形成一浓度梯度；2、分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合的平均密度；3、界面层内易聚集更多的表面活性剂、其他添加剂、分子量较低的聚合物分子。 土木工程复合材料及应用技术复习思考题 一、名词解释: 1、复合材料 2、土工合成材料 3、比强度 4、混杂复合材料 5、纤维临界体积率 6、混合律 7、功能复合材料 8、结构复合材料 9、Ο95 10、纤维临界长度11、界面粘结系数12、韧性13、压缩韧度指数14、弯曲韧度指数15、韧度16、冲击韧性17、疲劳试验荷载循环特征值18、单体19、高聚物20、疲劳试验应力比21、链节22、土工材料抗拉强度23、加聚反应24、聚灰比25、缩聚反应26、沥青玛蹄脂碎石混合料27、透水率28、导水率29湿热效应30相容性31物理相容性32化学相容性32润湿性32界面工程33复合材料界面34复合效应35诱导效应36蠕变37降解反应38交联反应39钢纤维的回弹率40改性沥青41沥青外掺剂（改性剂）42调和沥青43沥青稳定碎石44集料毛体积相对密度45集料视相对密度46集料有效相对密度47沥青吸收量48混合料的有效沥青含量49组合集料毛体积相对密度 二、是非题: 1、纤维复合材料其纤维含量越高,力学性能越好。（） 2、纤维与基体之间的界面强度越高越好。（） 3、因钢纤维不耐腐蚀,钢纤维水泥混凝土其抗氯离子侵蚀的能力差。( ) 4、镦头形钢纤维混凝土较长直形钢纤维混凝土力学性能好。（） 5、钢纤维水泥混凝土集料最大粒径不宜超40mm。（） 6、钢纤维水泥混凝土其砂率较普通水泥混凝土低。（） 7、钢纤维水泥混凝土其水泥用量较普通混凝土低。（） 8、钢纤维水泥混凝土其分散系数越小,表示钢纤维分布越均匀。（） 9、钢纤维水泥混凝土从均匀性方面看其钢纤维长径比不宜超过60。( ) 10、钢纤维水泥混凝土采用坍落度评定其工作性。（） 11、钢纤维与水泥基间界面孔隙率低于基体。（） 新材料科学导论期末复习题（有答案版） 一、填空题： 1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。 2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。 3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。 4.材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。 5.按组成和结构分，材料分为金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料。 6.高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。 7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。 9.功能复合材料是指除力学性能以外，具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。如有 光，电，热，磁，阻尼，声，摩擦等功能。 10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。 11.由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为链节，简单重复（结构）单元的个数称为聚 合度。 12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时，两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料，其性能显示 为增强体与基体的互补。（ppt-复合材料，15页） 13.影响储氢材料吸氢能力的因素有：（1）活化处理；（2）耐久性（抗中毒性能）； （3）抗粉末化性能；（4）导热性能；（5）滞后现象。 14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。 15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。复合效应表现线性效应和非线性效 应，其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。 16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。功能高 分子材料的制备主要有以下三种基本类型： ①功能小分子固定在骨架材料上； ②大分子材料的功能化； ③已有功能高分子材料的功能扩展； 18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。 19.1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性，并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低，这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释 高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。 2.抗蠕变性 材料在恒定应力（或者恒定载荷）下，抵抗形变的能力。 3.功能陶瓷 功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶瓷(现代陶瓷)。 4.韧性 指材料从塑性形变到断裂全过程吸收能量的能力。 5.聚合物的应力松驰 聚合物材料受外力迅速形变后，若长时间固定形变，产生内部应力减少的现象。这种现象是由于材料的粘弹性导致的。 复合材料期末试题及答案 第一部分：选择题（共20小题，每小题1分，共20分） 在每个问题的括号内选出一个最佳答案，并将其字母标号填入答题纸上的相应位置。每个问题的答案只能选一个。 1. 复合材料的定义是指（）。 A. 具有两种或两种以上不相容的材料组成的材料 B. 具有两种或两种以上相容的材料组成的材料 C. 具有两种或两种以上的同类材料组成的材料 D. 由复材料制成的材料 2. 复合材料的增强相和基体相分别是指（）。 A. 纤维和树脂 B. 树脂和纤维 C. 纤维和金属 D. 金属和纤维 3. 复合材料的分类依据主要包括（）。 A. 基体相种类和增强相类型 B. 增强相种类和基体相类型 C. 基体相和增强相的比例 D. 复合材料制备工艺 4. 碳纤维是一种（）的增强相。 A. 无机材料 B. 金属 C. 有机材料 D. 不锈钢 5. 复合材料相较于金属材料具有的主要优势是（）。 A. 导热性好 B. 导电性好 C. 高轻比和高强度 D. 高密度 6. 属于有机基体的复合材料中，树脂常用的有（）。 A. 元素有机聚合物和非元素有机聚合物树脂 B. 金属 C. 陶瓷 D. 碳纤维 7. 属于无机基体的复合材料中，常用的基体有（）。 A. 金属基体 B. 聚合物基体 C. 陶瓷基体 D. 复合基体 8. 制备复合材料的方法不包括（）。 A. 预浸法 B. 真空吸附法 C. 压制法 D. 喷涂法 9. 最常用的增强相是（）。 A. 纤维状增强相 B. 颗粒状增强相 C. 薄片状增强相 D. 废料增强相 10. 复合材料的制备主要包括（）。 A. 增强相和基体相的设计 B. 增强相和基体相的选择 材料导论复习题 材料导论复习题 材料导论是一门涵盖广泛且重要的学科，它研究材料的结构、性质、制备方法以及应用等方面。在工程、物理、化学等领域中，材料导论都扮演着重要的角色。为了更好地复习材料导论，下面将提供一些复习题供大家参考。 一、选择题 1. 下列哪种材料具有最低的热导率？ A. 铝 B. 铜 C. 玻璃 D. 木材 2. 对于金属材料而言，以下哪个参数最能反映其抗拉强度？ A. 硬度 B. 屈服强度 C. 延伸率 D. 破断应变 3. 下列哪种材料具有最高的电阻率？ A. 银 B. 铜 C. 铝 D. 石英 4. 在材料的应力-应变曲线中，下列哪个参数代表了材料的刚度？ A. 斜率 B. 最大应力 C. 塑性应变 D. 断裂应变 5. 以下哪种材料是一种聚合物？ A. 铁 B. 铝 C. 聚乙烯 D. 玻璃 二、填空题 1. 材料的晶格结构可以用________来描述。 2. 硬度是材料抵抗________的能力。 3. 金属的导电性是由于其________。 4. 混凝土是一种由水泥、骨料和________组成的复合材料。 5. 材料的断裂韧性可以通过________来评估。 三、简答题 1. 请简述材料的密排度是什么，并说明其对材料性质的影响。 2. 请解释材料的晶格缺陷是指什么，以及晶格缺陷对材料性能的影响。 3. 请简要介绍传统陶瓷和高级陶瓷的区别，并列举各自的应用领域。 4. 请解释材料的热膨胀是指什么，并说明热膨胀对材料的影响。 5. 请简述金属材料的晶体结构，并说明晶体结构对金属材料性能的影响。 四、应用题 1. 请设计一个实验，来测量不同金属材料的导热性能，并分析实验结果。 2. 请设计一个实验，来比较不同聚合物材料的强度，并分析实验结果。 3. 请设计一个实验，来观察材料的断裂韧性，并分析实验结果。 通过以上的复习题，我们可以对材料导论的知识进行回顾和巩固。选择题可以帮助我们检验对基本概念的掌握程度，填空题则要求我们能够灵活运用所学知识。简答题和应用题则需要我们对知识进行深入理解和应用。 希望大家能够通过复习题的练习，对材料导论有更加全面和深入的理解。掌握材料导论的基本概念和原理，对于今后的学习和工作都将有着重要的帮助。祝大家取得好成绩！ 功能材料概论 [填空题] 1复合材料设计的基本思想是什么？举一例说明。 参考答案：达到功能复合，能保留原组成原料的特性，并通过复合效应得到原来所不具有的更为优越的新性能。碳纤维复合材料制造大飞机；轮胎是由橡胶、碳黑、帘子线等材料构成的。 [填空题] 2超过临界磁场便立即转变为正常态的超导体，称为（）。 参考答案：第一类超导体 [填空题] 3在处理与热振动能量相关的一类问题时，往往把晶格点阵的集体振动，等效成若干个不同频率的互相独立的简正振动的叠加。而每一种频率的简正振动的 能量都是量子化的，其能量量子（q）就称为（）。 参考答案：声子 [填空题] 4对处于超导态的超导体施加一个磁场，当磁场强度高于HC时，磁力线将穿人超导体，超导态被破坏。一般把可以破坏超导态的最小磁场强度称为（）。 参考答案：临界磁场 [填空题] 5请简述第一类超导体与第二类超导体的区别 参考答案：H.C0为0K时的临界磁场。当T＝TC时，＝0；随温度的降低，HC增加，至0K时达到最大值HC0。HC与材料性质也有关系，上述在临界磁场以下显示超导性，超过临界磁场便立即转变为正常态的超导体，称为第一类超导体。与第一类超导体相反，第二类超导体有两个临界磁场。一个是下临界磁场（HC1）另一个是上临界磁场（Hc2）。下临界磁场值较小，上临界磁场比下临界磁场高一个数最级，而且，大部分第二类超导体的上临界磁场比第一类超导体的临界磁场要高得多。在温度低于Hc条件下，外磁场小于HC时，第二类超导体与第一类超导体相同，处于完全抗磁性状态。当外磁场介于Hc1与Hc2之间时，第二类超导体处于超导态与正常态的混合状态，磁场部分进入超导体内部。 2014学年度第 一 学期课程考试 复合材料本科 试卷B 卷 注意事项：1. 本试卷共 六 大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷； 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 3. 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效； 4．考试结束,试卷、草稿纸一并交回; 一、选择题30 分,每题2分 得 分： 1.复合材料中的“碳钢”是 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; 2.材料的比模量和比强度越高 A 、制作同一零件时自重越小、刚度越大; B 、制作同一零件时自重越大、刚度越大; C 、制作同一零件时自重越小、刚度越小; D 、制作同一零件时自重越大、刚度越小; 3.在体积含量相同情况下,纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料 A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易 4、Kevlar 纤维 A 、由干喷湿纺法制成; B 、轴向强度较径向强度低; C 、强度性能可保持到1000℃以上; D 、由化学沉积方法制成; 5、碳纤维 A 、由化学沉积方法制成; B 、轴向强度较径向强度低; C 、强度性能可保持到3000℃以上; D 、由先纺丝后碳化工艺制成; 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在： A 、120℃以下 B 、180℃以下 C 、250℃以下 D 、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一是 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、环氧树脂发生交联反应; D、环氧树脂发生水解反应; 8、玻璃纤维 A、由SiO2玻璃制成; B、在所有纤维中具有最高的比弹性模量; C、其强度比整块玻璃差; D、价格贵、应用少; 9、生产锦纶纤维的主要原料有 A、聚碳酸酯; B、聚丙烯腈; C、尼龙; D、聚丙烯; 10、晶须 A、其强度高于相应的本体材料; B、长径比一般小于5; C、直径为数十微米; D、含有很少缺陷的长纤维; 11、对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是; A．玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料B．玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料C．聚酰胺材料D．聚酰胺基玻璃纤维复合材料12、目前,复合材料使用量最大的增强纤维是; A．碳纤维B．氧化铝纤维C．玻璃纤维D．碳化硅纤维13、目前,复合材料使用量最大的民用热固性树脂是; A．环氧树脂 B．不饱和聚酯 C．酚醛树脂 D．尼龙14．聚合物基复合材料制备的大体过程不包括 A．预浸料制造B．制件的铺层 C．固化及后处理加工D．干燥 15、有关环氧树脂,说法正确的是 A、含有大量的双键 B、使用引发剂固化 C、使用胺类固化剂固化 D、属于热塑性塑料 二、判断题20分,每题2分得分： 1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的; 2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体; 3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料; 4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料; 5、复合材料具有可设计性; 6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料; 7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大; 8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代; 复合材料试题参考答案及评分标准 请将所有答案写在答题纸上。 一、判断题（2分×10＝20分） 1.复合材料的自振频率比单一材料要低，因此可以避免工作状态下的共振。 2.玻璃陶瓷又称微晶玻璃。 3.纤维与金属类似，也有时效硬化现象。 4.立方型的BN，因在结构上类似石墨而具有良好的润滑性。 5.在溶解与润湿结合方式中，溶解作用是主要的，润湿作用是次要的。 6.石墨纤维的制造与Al2O3纤维类似，都是采用直接法。 7.纯金属的表面张力较低，因此很容易润湿纤维。 8.E－玻璃纤维具有良好的导电性能。 9.良好的化学相容性是指高温时复合材料的组分之间处于热力学平衡，且相与相之间的反应 动力学十分缓慢。 10.（TiB＋TiC）/Al是一种混杂复合材料。 二、填空题（1分×18＝18分） 1.Bf/Al 复合材料的界面结合以（）为主。 2.纤维增强CMCs的断裂模式有（）、（）、和（）。 3.非线性复合效应有（）、（）、（）和（）。 4.复合材料的设计类型有（）、（）、（）、（）和（）。 5.CVD法制造B f的芯材通常有（）、（）、（）和（）。 6.原位复合材料中，“原位”是指（）。 三、简答题（4分×5＝20分） 1.池窑拉丝法在那些方面比坩埚法生产玻璃纤维更为先进？ 2.温度因素是如何影响复合材料中基体对增强体的润湿性？ 3.B f表面为什么通常要进行涂层？ 4.简述现代界面模型的主要观点。 5.纤维增强ZrO2复合材料的主要增韧机制有哪些，并简述其增韧原理。 四、问答题 1.说明连续纤维增强复合材料的横向弹性模量遵循混合效应（12分）。 2.写出2种液态法制造MMCs的方法，并简述其工艺过程和优缺点（12分）。 3.画出CMCs的应力－应变曲线，将其与低碳钢作比较；简述CMCs在拉伸载荷作用下的 2023年一级注册建筑师之建筑材料与构造精选试题 及答案一 单选题（共30题） 1、下列属于“非金属-有机”复合材料的是( ) A.硅酸盐制品 B.玻璃钢 C.沥青制品 D.合成橡胶 【答案】 B 2、下列防火构造措施中，不正确的是( )。 A.用于疏散的走道、楼梯间和前室的防火门，应具有自行关闭的功能 B.设在变形缝处附近的防火门开启后不应跨越变形缝 C.在设置防火墙确有困难的场所，可采用防火卷帘作防火分区分隔 D.闷顶内采用锯末等可燃材料作绝热层的三、四级耐火等级建筑的屋顶，可采用冷摊瓦 【答案】 D 3、钢纤维混凝土能有效改善混凝土的脆性性质，主要适用于哪种工程？( ) A.防射线工程 B.石油化工工程 C.飞机跑道、高速公路 D.特殊承重工程 【答案】 C 4、下列玻璃钢波形瓦的特点，不正确的是( )。 A.重量轻、强度高 B.透光率高 C.耐高温 D.不耐酸、碱 【答案】 D 5、我国自实行采暖居住建筑节能标准以来，最有效的外墙构造为下列何者？( ) A.利用墙体内空气间层保温 B.将保温材料填砌在夹芯墙中 C.将保温材料粘贴在墙体内侧 D.将保温材料粘贴在墙体外侧 【答案】 D 6、太阳辐射强度较大地区的建筑，外墙饰面不宜采用（）。 A.太阳辐射吸收系数低的材料 B.反射隔热外饰面 C.深色墙面涂料 D.绿化装饰墙面 【答案】 C 7、我国水泥按产品质量分为3个等级，正确的是（）。 A.甲等、乙等、丙等 B.一级品、二级品、三级品 C.上类、中类、下类 D.优等品、一等品、合格品 【答案】 D 8、石膏制品抗火性能好的原因是( ) A.制品内部孔隙率大 B.含有大量结晶水 C.吸水性强 D.硬化快 【答案】 B 9、在下列四种有色金属板材中，何者常用于医院建筑中的X、γ射线操作室的屏蔽？( ) A.铝 B.铜 C.锌 D.铅 【答案】 D 10、年雨量≤900mm的地区，屋面无组织排水的适用范围，下列哪项说法是正确的？（） A.6层以下的住宅，3层以下的公共建筑 B.层数不超过4层的建筑复合材料复习题
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