山大复合材料结构与性能复习题参考答案

复合材料10道题答案1.什么是复合材料，它的特性是什么？结合复合材料的特点解释了其广泛应用的原因。

定义:复合材料是指含有多种成分的新材料，不同成分有机结合，具有新的材料特性。

既能保留原组分或材料的主要特性，又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能；通过材料设计，各部件的性能可以相互补充和关联，从而获得新的优异性能。

特点:(1)在特定的基质中填充一种或多种填料。

(2)它既能保留原部件或材料的主要特性，又能通过复合效应获得原部件所不具备的性能。

(3)通过材料设计，各部件的性能可以相互补充和关联，从而获得新的优越性能。

(4)材料可按要求设计和制造。

(5)它可以制成任何形状的产品。

复合材料的形成与产品的形成是同步的，因此避免了多重加工过程。

应用领域:(1)热稳定性好，比强度和比刚度高，可用于航空航天领域。

(2)特殊的减振特性可以减少振动和噪音，抗疲劳性能好，损坏后易于修复，便于整体成型，可用于汽车领域。

(3)碳纤维与树脂基体复合形成的具有良好耐蚀性的人才可用于化工、纺织和机械制造领域。

(4)优异的机械性能和不吸收X射线，可用于医疗领域。

(5)生物相容性和血液相容性，可用于生物医用材料。

此外，复合材料也用于制造运动器材和建筑材料。

2.简要描述RTM过程，解释过程的特征，可以制备什么样的产品，给出实际产品的例子，并解释制备产品的过程和过程条件。

树脂传递模塑法，在这种方法中，增强材料被切割或制成预成型件，然后放入模腔中。

将预成型件放置在合适的位置，以确保模具的密封。

模具闭合后，树脂被注入模腔，流过加强件，排出气体，并润湿纤维(加强件)，多余的树脂将从排气孔排出到模腔。

之后，树脂在一定条件下固化并取出，得到产品。

工艺特点:产品尺寸由模具型腔决定，产品尺寸精度高，内外表面精确，不需要额外加工，但工艺难度大，注胶周期长，注胶质量不易控制。

该产品树脂含量高，模具成本高。

操作人员不接触胶液，工作条件良好。

它适用于具有一定厚度和尺寸要求的零件，如飞机机头固体壁结构天线罩、复合材料汽车保险杠、A3XXXX年左右甚至更长时间，而功能基复合材料的开发周期要短得多。

可编辑修改精选全文完整版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，那么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别离的现象。

〔⨯〕7、混合法那么可用于任何复合材料的性能估算。

〔⨯〕8、纤维长度l<l c时，纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力。

〔√〕二、选择题：从A、B、C、D中选择出正确的答案。

1、复合材料界面的作用〔B〕A、仅仅是把基体与增强体粘结起来。

B、将整体承受的载荷由基体传递到增强体。

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。

2、浸润性〔A、D〕A、当γsl+γlv<γsv时，易发生浸润。

B、当γsl+γlv>γsv时，易发生浸润。

C、接触角θ=0︒时，不发生浸润。

D、是液体在固体上的铺展。

3、增强材料与基体的作用是〔A、D〕A、增强材料是承受载荷的主要组元。

B、基体是承受载荷的主要组元。

C、增强材料和基体都是承受载荷的主要组元。

D、基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用。

4、混合定律〔A〕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。

5、剪切效应是指〔A〕A、短纤维与基体界面剪应力的变化。

B、在纤维中部界面剪应力最大。

C、在纤维末端界面剪应力最大。

D、在纤维末端界面剪应力最小。

6、纤维体积分量一样时，短纤维的强化效果趋于连续纤维必须〔C〕A、纤维长度l=5l c。

B、纤维长度l<5l c。

C、纤维长度l=5-10l c。

《复合材料结构设计》习题§1 绪论1.1 什么是复合材料？1.2 复合材料如何分类？1.3 复合材料中主要的增强材料有哪些？1.4 复合材料中主要的基体材料有哪些？1.5 纤维复合材料力学性能的特点哪些？1.6 复合材料结构设计有何特点？1.7 根据复合材料力学性能的特点在复合材料结构设计时应特别注意到哪些问题?§2 纤维、树脂的基本力学性能2.1 玻璃纤维的主要种类及其它们的主要成分的特点是什么？2.2 玻璃纤维的主要制品有哪些？玻璃纤维纱和织物规格的表示单位是什么？2.3 有一玻璃纤维纱的规格为2400tex，求该纱的横截面积（取玻璃纤维的密度为2.54g/cm3）？2.4 有一玻璃纤维短切毡其规格为450 g/m2，求该毡的厚度（取玻璃纤维的密度为2.54g/cm3）？2.5 无碱玻璃纤维（E-glass）的拉伸弹性模量、拉伸强度及断裂伸长率的大致值是多少？2.6 碳纤维T-300的拉伸弹性模量、拉伸强度及断裂伸长率的大致值是多少？密度为多少？2.7 芳纶纤维（kevlar纤维）的拉伸弹性模量、拉伸强度及断裂伸长率的大致值是多少？密度为多少？2.8 常用热固性树脂有哪几种？它们的拉伸弹性模量、拉伸强度的大致值是多少？密度为多少？热变形温度值大致值多少？2.9 简述单向纤维复合材料抗拉弹性模量、抗拉强度的估算方法。

2.10 试比较玻璃纤维、碳纤维单向复合材料顺纤维方向拉压弹性模量和强度值，指出其特点。

2.11 简述温度、湿度、大气、腐蚀质对复合材料性能的影响。

2.12 如何确定复合材料的线膨胀系数？2.13已知玻璃纤维密度为ρf=2.54g/cm3，树脂密度为ρR=1.20g/cm3，采用规格为450 g/m2的玻璃纤维短切毡制作内衬时，其树脂含量为70％，这样制作一层其GFRP的厚度为多少?2.14 采用2400Tex的玻璃纤维（ρf=2.54g/cm3）制造管道，其树脂含量为35％（ρR=1.20g/cm3），缠绕密度为3股/10 mm，试求缠绕层单层厚度?2.15 试估算上题中单层板顺纤维方向和垂直纤维方向的抗拉弹性模量和抗拉强度。

20XX年复习资料大学复习资料专业：班级：科目老师：日期：一、选择题1. 纤维增强塑料一词缩写为（ A ）A.FRPB.CFRPC.GFRPD.GDP2.生产碳纤维的最主要原料是答：聚丙烯纤维、黏胶丝和沥青纤维（ B ）A. 沥青B. 聚丙烯腈C. 聚乙烯D. 人造丝3. 玻璃钢是答：玻璃纤维增强塑料（ B ）A. 玻璃纤维增强Al基复合材料B. 玻璃纤维增强热固性塑料C. 氧化铝纤维增强塑料D. 碳纤维增强热固性塑料4. FR-TP是指（ D ）A. 水泥基体复合材料B. 碳纤维增强树脂基复合材料C. 玻璃钢复合材料D. 玻璃纤维增强热塑性塑料5. 金属基复合材料通常（ D ）A. 以重金属作基体B. 延性比金属差C. 弹性模量比金属低D. 较基体具有更高使用的温度6. 复合材料中的残余应力主要有下列哪个因素造成的（ C ）A. 在制备复合材料时，由于冷却速度过快，使应力来不及缓和造成的B. 基体材料与增强材料的化学相容性不好造成的C. 基体材料与增强材料的热膨胀系数的差异性造成的D. 基体材料与增强材料力学性能不同造成的二、填空题1.复合材料中的连续相，称为基体，其它的相分散于连续相中，提高材料的力学性能，称为增强体。

2. 按用途分类，复合材料可分为结构和功能、结构\功能一体化复合材料。

3. E玻璃纤维是指无碱玻璃纤维，A玻璃纤维是指有碱玻璃纤维。

4.聚合物基复合材料中，常见的热塑性树脂基体有聚丙烯、聚氯、聚酰、聚碳酸酯。

5. 在聚合物基复合材料中，常见的热固性树脂基体有环氧树脂，酚醛树脂，不饱和聚酯，呋喃树脂等。

6.比强度是指材料抗拉强度与材料比重之比。

7@比刚度指材料弹性模量与其密度之比。

8. 自生成法是指在复合材料制造过程中，增强材料在基体中生成和生长的方法，解决了复合材料中的相容性和界面反应两个常见问题。

9.制备铝基（金属基）复合材料常见的液态金属法有真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌复合法、液态金属浸渍法、真空吸铸法、热喷涂法等。

材料学院《复合材料》课程试题(A卷) 共 6 页第1 页授课教师命题教师或命题负责人签字年月日院系负责人签字年月日共6 页第2 页中国海洋大学2007-2008学年第2学期期末考试试卷6．复合材料界面对其性能、破坏及应用效能影响不大。

错误。

复合材料界面对其性能、破坏及应用效能影响很大。

7．非连续增强相金属基复合材料一般采用固态法制备。

错误。

一般采用液态法制备。

8．一般地，采用玻璃纤维进行增强后聚合物基体的拉伸性能都有不同程度的提高。

正确。

9．经过陶瓷颗粒增强后，钛基体的塑性、韧性和耐疲劳性能明显下降。

正确。

10．相对聚合物基、陶瓷基复合材料而言，金属基复合材料具有较高的韧性和耐冲击性能。

正确。

11．真空热压扩散结合制备金属基复合材料的方法属于液态法。

错误。

图态法。

12．当界面润湿条件很差时，可采用无压渗透法制备金属基复合材料。

错误。

压力渗透法。

13．粉末冶金法是制备连续增强相金属基复合材料的常用方法。

错误。

非连续增强相。

大而形成的玻璃与晶体共存的均匀材料，又称为玻璃陶瓷。

共6 页第4 页三．简答题（3题，共35分）1. 分别从基体材料性质、增强材料几何形态、材料用途三个方面对复合材料进行详细分类，并对其特征进行说明。

（15分）(1) 按基体材料的性质分类（最常用的分类方法）聚合物基复合材料: 以有机聚合物为基体材料，包括热固性树脂基复合材料、热塑性树脂基复合材料、橡胶基复合材料；金属基复合材料：以各种金属或合金为基体材料，包括轻金属基复合材料、高熔点金属基复合材料、金属间化合物基复合材料；陶瓷基复合材料：以各种陶瓷(也包括其它一些无机非金属材料)为基体材料，包括陶瓷基复合材料、碳基复合材料、水泥基复合材料等。

（2）按增强材料的几何形态分类颗粒增强复合材料：增强相为颗粒状，增强效果是三维的，包括微米颗粒增强和纳米颗粒增强复合材料；纤维增强复合材料：以细而长的纤维为增强材料，一般在纤维方向上起增强作用，增强效果最明显，包括连续纤维增强和不连续纤维增强复合材料；叠层复合材料：增强相是分层叠铺的，各层之间由基体材料连接，增强效果是二维的；片材增强复合材料：增强相是薄片状，包括天然片状物（如云母）和人工片状物增强的复合材料。

1-1 解释概念：等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。

空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。

结点：空间点阵中的点称为结点。

晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

对称：物体相同部分作有规律的重复。

对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合称为对称型，也称点群。

晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。

晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。

空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。

布拉菲格子：是指法国学者布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。

晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位，并由一组具体的晶胞参数-晶体常数来表征。

晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、α 、β、γ ）.1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？解答：⑴晶体结构的基本特征：①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。

②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。

⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。

1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。

解答：对称面—m，对称中心—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n 螺旋轴—n s ，滑移面—a、b、c、n、d1-4 下图中两晶形是对称型为L4PC的理想形态，判断其是单形还是聚形，并说明对称要素如何将其联系起来的。

解答：（a）是由四方柱和平行双面聚合而成的聚形，其中四方柱的四个面是通过L4操作而相互对称，而上下两侧的平行双面通过P或C相互反映而对称。

（b）为四方双锥单形，四方双锥的斜交的8个面通过L4和P或C彼此对称。

1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a,6c，求该晶面的晶面指数。

1、什么是复合材料，复合材料具有哪些特点，并结合复合材料的特点说明其应用领域广泛的原因。

定义：复合材料是指那些含有多个组分，且不同的组分有机地结合在一起、具有新的材料性能的新材料。

既能保留原组分或材料的主要特色，并通过复合效应获得原组分所不具备的性能；可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。

特点：(1)在一个特定的基体中填充有一种或多种填充体。

(2)既能保留原组分或材料的主要特色，并通过复合效应获得原组分所不具备的性能。

(3)可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。

(4)可按需要进行材料的设计和制造。

(5)可制成任何形状的制品，复合材料的形成和形成制品形状同步，可避免多次加工工序。

应用领域.•(1)热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于航空航天领域。

(2)特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成型，可用于汽车领域。

(3)有良好耐腐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的才，可用于化工、纺织和机械制造领域。

(4)优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于医学领域。

(5)生物组织相容性和血液相容性，可用于关于生物医学材料。

此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。

2、对RTM工艺过程进行简单描述，并说明该工艺的特点，能够制备什么样的制品，并给出实际制品的例子，并说明制备该制品的工艺过程及工艺条件。

RTM：树脂转移成型，是把增强材料切成或制成预成型体，放入模腔之中。

预成型体放置于合适的位置，以保证模具的密封。

合模后，树脂被注射到模腔之内，流经增强体，把气体排出，并润湿纤维(增强体)，多余的树脂将从排气孔处排出模腔。

之后，树脂在一定的条件下经固化后，取出是到制品。

工艺特点：制品尺寸由模腔决定，制件尺寸精度高，有精确的A外表面，不需补充加工，但工艺难度大，注胶周期长，注胶质量不易控制；制品树脂含量高，模具赀用高；操作者不与胶液接触，劳动条件好。

《复合材料》习题及答案第一章1、材料科技工作者的工作主要体现在哪些方面？（简答题）①发现新的物质，测试新物质的结构和性能；②由已知的物质，通过新的制备工艺，改善其微观结构，改善材料的性能；③由已知的物质进行复合，制备出具有优良特性的复合材料。

2、复合材料的定义（名词解释）复合材料是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。

3、复合材料的分类（填空题）⑴按基体材料分类①聚合物基复合材料；②金属基复合材料；③无机非金属基复合材料。

⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料：②颗粒增强复合材料；③片材增强复合材料；④叠层复合材料。

4、复合材料的结构设计层次（简答题）⑴一次结构：是指由基体和增强材料复合而成的单层复合材料，其力学性能取决于组分材料的力学性能，各相材料的形态、分布和含量及界面的性能；⑵二次结构：是指由单层材料层合而成的层合体，其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何（各单层的厚度、铺设方向、铺层序列）；⑶三次结构：是指工程结构或产品结构，其力学性能取决于层合体的力学性能和结构几何。

5、复合材料设计分为三个层次：（填空题）①单层材料设计；②铺层设计；③结构设计。

第二章1、复合材料界面对其性能起很大影响，界面的机能可归纳为哪几种效应？（简答题）①传递效应：基体可通过界面将外力传递给增强物，起到基体与增强体之间的桥梁作用。

②阻断效应：适当的界面有阻止裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。

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出现的现象。

④散热和吸收效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收。

⑤诱导效应：复合材料中的一种组元的表面结构使另一种与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生变化。

2、对于聚合物基复合材料，其界面的形成是在材料的成型过程中，可分为两个阶段（填空题）①基体与增强体的接触与浸润；②聚合物的固化。

3、界面作用机理界面作用机理是指界面发挥作用的微观机理。

复合材料结构设计基础 练习题1练习题一填空1、复合材料的重要特点是（结构）设计与（材料）设计同时进行。

2、研究复合材料的强度和刚度时的基本假设有：(1) 假设层合板是（连续）的；(2）假设单向层合板是（均匀）的，多向层合板是分段均匀的；(3) 假设限于单向层合板是（正交各向异性）的：即认为单向层合板具有两个相互垂直的弹性对称面；(4) 假设限于层合板是（线弹性）的：即认为层合板在外力作用下产生的变形与外力成正比关系，且当外力移去后，层合板能够完全恢复其原来形状；(5) 假设层合板的变形（很小）。

3、复合材料单层（正交各向异性材料）基本强度指标包括：Xt ——纵向拉伸强度； Xc ——纵向压缩强度；Yt ——横向拉伸强度； Yc ——横向压缩强度；S ——面内剪切强度。

4、对正交各向异性材料，当载荷作用在非材料主方向时，正交各向异性性能常常导致（耦合）效应。

5、单向层合板强度准则包括（最大应力）准则和（最大应变）准则。

6、按照各单层板相对于中面的排列位置，层合板可分为（对称）、（非对称）和（夹心）层合板三大类。

7、层合板的刚度用层合板（刚度）系数，为层合板内力-应变关系的系数、（柔度）系数为层合板应变-内力关系的系数、和（工程弹性）常数三种形式给出。

8、复合材料结构分析就是分析组成复合材料结构的基本元件在（载荷）作用下的力学响应，为（结构）设计提供可靠的依据。

9、复合材料连接，包括复合材料构件之间和复合材料构件与其它材料构件之间的连接，在复合材料结构中对结构的安全与可靠性具有十分重要的作用。

10、AutoCAD 中的编辑命令主要有删除、移动、复制、旋转、缩放、偏移、镜像、 阵列（写出其中五种）。

11、纤维增强复合材料是由（基体）和（增强体）两种基本材料组成的，构成复合材料的基本单元是（层合板）。

12、单层的正轴刚度是指单层在正轴上所显示的刚度性能，表示单层的正轴刚度可以用（工程弹性常数）、（柔量分量）或（模量分量）中的任意一组。

复合材料与工程基础知识单选题100道及答案解析1. 下列材料中不属于复合材料的是（）A. 钢筋混凝土B. 玻璃钢C. 碳纤维D. 铝合金答案：D解析：铝合金是金属合金，属于金属材料，不是复合材料。

2. 复合材料的优点是（）A. 强度高、密度大B. 强度高、质量轻C. 耐高温、不耐腐蚀D. 耐磨损、导电性好答案：B解析：复合材料通常具有强度高、质量轻的优点。

3. 以下哪种不是增强体在复合材料中的作用（）A. 增加强度B. 提高韧性C. 降低成本D. 改善性能答案：C解析：增强体主要是增加强度、提高韧性、改善性能，一般不能降低成本。

4. 常见的复合材料基体不包括（）A. 金属B. 陶瓷C. 塑料D. 石墨答案：D解析：石墨一般不作为复合材料的基体。

5. 玻璃纤维增强复合材料中，玻璃纤维的作用是（）A. 基体B. 增强体C. 胶粘剂D. 填充剂答案：B解析：在玻璃纤维增强复合材料中，玻璃纤维是增强体。

6. 下列属于结构复合材料的是（）A. 导电复合材料B. 耐磨复合材料C. 航空航天用复合材料D. 隔热复合材料答案：C解析：航空航天用复合材料主要用于承受载荷，属于结构复合材料。

7. 复合材料界面的作用不包括（）A. 传递载荷B. 阻止裂纹扩展C. 提高化学稳定性D. 降低热稳定性答案：D解析：复合材料界面不会降低热稳定性。

8. 以下哪种不是复合材料的制造方法（）A. 手糊成型B. 铸造C. 缠绕成型D. 层压成型答案：B解析：铸造是金属成型的方法，不是复合材料的制造方法。

9. 碳纤维增强复合材料的特点不包括（）A. 高强度B. 高模量C. 低密度D. 低成本答案：D解析：碳纤维增强复合材料成本较高。

10. 聚合物基复合材料的优点是（）A. 耐高温B. 耐磨损C. 成型工艺简单D. 耐化学腐蚀答案：C解析：聚合物基复合材料成型工艺相对简单。

11. 陶瓷基复合材料中，增强体的作用主要是（）A. 增韧B. 提高硬度C. 降低成本D. 增加导电性答案：A解析：在陶瓷基复合材料中，增强体主要起到增韧的作用。

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。

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断裂过程，画出示意图。

（20分）一、判断题1×2√3×4×5×6×7×8×9√10√（每小题2分）二填空题（每空1分，共18分）1.机械结合2.脆性断裂韧性断裂混合断裂3.相乘效应诱导效应系统效应共振效应4.安全设计单项性能设计等强度设计等刚度设计优化设计5.钨丝碳丝涂钨的石英纤维涂碳的石英纤维6.增强体不是采用外加方法进入基体的，而是通过化学反应的方法在基体内部生成的三简答题1.（1）池窑拉丝法采用的漏板上小孔数目大幅度增加，提高了拉丝效率；（2）池窑拉丝采用玻璃料直接熔化而不是采用玻璃小球，提高了原料利用率（3）池窑拉丝的废料可以直接再熔化，减少了浪费满分4分，（2），（3）共2分。

《材料结构与性能》试题一、名词解释（20分）原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。

根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。

通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。

电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。

相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。

当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。

而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。

Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。

这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。

二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。

（15分）答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。

弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。

形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。

弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。

一、名词解释：1.大分子(macromolecule)：由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量聚合物分子：也叫高聚物分子，通常简称为高分子。

就字面上它是一个由许多(poly)部分(mer)组成的分子，然而它的确包含多重重复之意。

它意味着：(1) 这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节)；(2) 并且只有一种或少数几种链节；(3) 这些需要的链节多重重复重现。

2.共聚物：共聚物一词在历史上指由能自身均聚的单体聚合而生成的聚合物3.结晶度(degree of crystallinity)：结晶高聚物结晶部分量地多少。

分为质量结晶度和体积结晶度4.等同周期（identity spacing)：高分子晶体中分子链方向相同结构重复出现的最短距离，又称高分子晶体的晶胞结构重复单元。

构成高分子晶体的晶胞结构重复单元有时与其化学重复单元不相同。

5.结晶过程：物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体的过程。

二、概念区分：1、微构象(microconformation)与宏构象(macroconformation)微构象：即高分子的主链键构象，即是高分子主链中一个键所涉及的原子或原子团的构象宏构象：沿高分子链的微构象序列导致高分子的宏构象，它决定高分子的形状微构象指高分子主链键构象。

宏构象指整个高分子链的形态。

由于微构象的变化所导致的高分子的宏观形态(morphology)2、应力(stress)与应变(strain)应力（σ）是受力物体截面上内力的集度,即单位面积上的作用力应变（ε）：在外力作用下，材料的几何形状和尺寸发生的变化σ=Eε，E是弹性模量。

3、侧基(side group)与端基(end group)侧基：侧基是一个主链上的分支，既不是低聚物的也不是高聚物的。

端基：端基是大分子或低聚物分子末端的结构单元4、初期结晶(primary crystallization)与二次结晶(secondary crystallization)初期结晶：物质从液态（溶液或熔融状态）或气体形成晶体。