复合材料测试技术复习

材料测试技术复习知识点1.材料性能测试：材料性能测试是材料测试技术的核心内容之一、常见的材料性能测试包括力学性能测试、热性能测试、电性能测试等。

力学性能测试主要包括拉伸、压缩、弯曲等力学性能的测试，可以得到材料的强度、弹性模量、延伸率等力学性能参数。

热性能测试主要包括热膨胀系数、热导率、热稳定性等参数的测试。

电性能测试主要包括电导率、电阻率、介电常数等参数的测试。

这些测试可以帮助工程师和科研人员理解材料的性能特点，为材料选择和应用提供依据。

2.材料结构分析：材料结构分析是材料测试技术的另一重要内容。

结构分析主要包括显微结构分析、晶体结构分析和表面形貌分析。

显微结构分析主要通过光学显微镜、电子显微镜等工具对材料微观结构进行观察和分析，可以得到材料的晶粒大小、组织状态等信息。

晶体结构分析主要通过X射线衍射等手段对材料的晶体结构进行研究，可以得到材料的晶格常数、晶面指数等参数。

表面形貌分析主要通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等工具对材料表面形貌进行观察和分析，可以得到材料的形貌特征和表面粗糙度等参数。

3.材料成分分析：材料成分分析是材料测试技术的另一个重要内容。

成分分析主要包括元素分析和化学组成分析。

元素分析主要是通过原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱等方法对材料中元素的含量进行测定，可以得到材料中各个元素的含量分布。

化学组成分析主要是通过质谱仪、红外光谱仪等方法对材料中化学组成和官能团进行鉴定，可以得到材料的化学成分和官能团结构。

4.材料性能评价：材料性能评价是材料测试技术的另一个重要内容。

性能评价主要是通过对材料进行一系列测试，来评价材料的适用性和可靠性。

常见的材料性能评价方法包括疲劳寿命测试、耐腐蚀性评价、抗磨损性评价等。

这些评价方法可以帮助生产厂家和应用方确定材料的使用寿命和适应环境。

5.材料缺陷检测：材料缺陷检测是材料测试技术的重要应用之一、常见的材料缺陷检测方法包括超声波检测、X射线检测、磁粉检测等。

考试要求1、考试要求：笔试，主要包括概念、主要公式及推导、原理图和计算题等形式问题；可带计算器，计算和推导要求有必要的过程；2、看清题的每个问题，概念要清晰、计算要准确；3、请给助教留好联系方式，以便通知考试时间和地点。

复习要点一、基本概念和理论1、非均匀性、各向异性以及正交各向异性的含义。

2、复合材料层合板的典型力学特点，能否举例说明，复合材料的高比强度、高比刚度的优势。

3、掌握几种典型纤维的力学性能。

4、用工程常数表示正交各向异性材料的柔度矩阵。

6、简单层板在任意方向上的应力-应变关系6、正交各向异性简单层板的最大应力、最大应变、蔡-希尔、霍夫曼准则等强度理论表达式及其特点。

7、等强度纤维模型（强度-纤维体积分数示意图、公式及相应的解释）。

8、经典层合理论的基本假设及其A、B、D刚度矩阵表达式。

9、层合板强度分析程序的主要步骤。

10、层间应力产生的原因及危害。

11、复合材料层合板的弯曲、屈曲和振动问题主要解决什么，哪些问题值得关注。

12、Halpin-Tsai计算公式及特点。

二、重点复习题1、利用最小余能原理，证明复合材料弹性模量的下限2、利用材料力学分析方法，推导简单层板弹性模量E1、E2的细观力学表达式3、对每一层性质和厚度都相同，按[0,45,-45,90]s 铺设的层合板来说，下面三个刚度矩阵哪些项为零？4、判断：●层合板层数的增加总会提高X方向或Y方向的轴向刚度●对于力学载荷，A矩阵与叠层顺序无关●对平衡铺层的层合板，刚度矩阵中D16和D26项总是零（平衡铺层：对每一个+α铺层，总存在一个具有相同厚度和材料性质的-α铺层）●[90]10 层合板的轴向刚度Ex比[90]4 层合板的大●对称层合板的D11 和D22具有相同的值5、对于下面铺层的层合板，选择每组正确的一项层合板对称中面层合板对称中面6、什么角度的铺层添加到下面层合板中可以消除拉伸载荷引起的剪切变形7、如果想得到最大的D66，如何改变层合板的铺层顺序8、[0°/±θ/90°]s铺层的层合板A16、A26是否为零；D16和D26的含义是什么？增添什么样的铺层可以减小D16和D269、请简要描述一种典型复合材料制备工艺及采用该工艺制备的典型产品和其力学特点；举例说明先进复合材料在国防、航空、航天领域的应用和作用（注意不涉密）。

复合材料-复习材料及答案复合材料第⼀章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。

复合材料考试题
一．名词解释 32分
纳米复合材料机敏复合材料梯度复合材料摩阻复合材料自蔓延复合技术导电复合材料原味复合材料功能复合材料
二．简答题 48分
1.简述功能复合材料的设计原则与调整途，主要的线性效应和非线性效应
2.什么是增强体？简述碳纤维增强体的特点和主要的应用领域。

3.粉末冶金法制备金属基复合材料有什么特点。

4.金属基复合材料界面结合分为哪几类？其界面的典型结构有哪几种？其界面改性方法有哪些？
5.金属熔体自发渗入制备复合材料的基本原理是什么？该制备方法有什么特点？实现自发渗入的熔体及固体颗粒的理想结合，需要满足什么条件？
6.磁性复合材料有哪些主要的类型？各自有什么特点？主要有哪些应用？三．综合题 20分
任意设计一种复合材料，简述其具体的制备方法，工艺过程和原理，分析其具有的性能特点和可能的应用领域。

1.复合材料的定义（任选一种）国际标准化组织：（广义）由两种或两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料。

《材料大词典》：（狭义）根据应用进行设计，把两种以上的有机聚合物材料或无机非金属材料或金属材料组合在一起，使其性能互补，从而制成的一类新型材料。

《材料科学技术百科全书》：（狭义，更具体）复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。

2.增强材料——分散相 (称被分散的物质为分散相，又称弥散相) ，也称为增强体、增强剂、增强相等3.草梗合泥筑墙:草茎增强，土坯做住房墙体材料4.简述一到两种复合材料的应用5.复合材料的命名：强调基体的名称（例如树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等）强调增强体的名称（例如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等）基体名称和增强体名称并用（习惯把增强体的名称放在前面，基体的名称在后面，例如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，简化为玻璃纤维/环氧树脂(俗称玻璃钢)；碳化硅颗粒增强基复合材料，简化为碳化硅/铝基(SiCp/Al),碳纤维增强基体复合材料称为碳/碳复合材料(Cf/C)复合材料的分类（按增强材料的形态）任选三种纤维增强复合材料颗粒增强复合材料板状增强体、编织复合材料叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按基体材料分类金属基复合材料陶瓷基复合材料聚合物基复合材料6. 混杂复合材料：两种或两种以上增强体与同一基体制成的复合材料可以看成是两种或多种单一纤维或颗粒复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。

7.复合材料产品只是固体，悬浮液、气溶胶、雾等含有气相或者液相的多相体系不能称之为复合材料。

8. 碳/碳复合材料：定义:以碳纤维（或石墨纤维）为骨架来增强以碳或石墨为基质而构成的复合材料。

9.复合材料的特点多相：至少两相独立性：相是独立的，组成和性能独立复合效益：具备不同于组成相的独特的性能或是效应固相：复合产物为固相可设计性：组成和性能可调10. 复合的目的：获得新组成的材料获得新形态的材料获得单一组分不具备的性质和功能，获得复合效应获得某种特定的性能和效益11．金属基复合材料正是为了满足高强度、重量轻的要求而诞生的。

1.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2.复合材料的命名：①强调基体时，以基体材料的名称为主，如金属基复合材料②强调增强体时，以增强体材料的名称为主如碳纤维增强复合材料③集体与增强体材料名称并用，一般表示具体的复合材料，分散相+基体相3.复合材料的分类：①按基体材料类型分类：金属基复合材料；聚合物基复合材料；无机非金属基复合材料。

②按增强材料种类分类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维复合材料。

③按增强材料形态分类：连续纤维、短纤维、粒状填料、编织复合材料。

④按用途分类：结构复合材料，功能复合材料4.复合材料的特性：①比强度、比模量大②耐疲劳性好③减震性好④各向异性⑤性能可设计⑥材料结构一致性5.复合材料缺点：①工艺稳定性不好②性能分散③不耐高温④易老化⑤抗冲击性能较低⑥层间抗剪切强度低⑦横向强度低6.复合材料增强体的三种形式：颗粒、纤维、晶须7.颗粒增强与弥散增强的区别：颗粒增强是指在基体中引入第二相颗粒，使材料的力学性能得到改善，它使基体材料的断裂功能提高。

弥散增强是指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段8.颗粒增强原理根据粒子尺寸大小分两类：①弥散增强纳米级颗粒粒径小于0.1µm ②颗粒增强颗粒粒径大于1µm9.复合效应：加和效应、乘积效应、成分结构相关性10.单向复合材料：弹性模量 EC =EfVf+Em(1-Vf)≈EfVfVf—纤维用量Em为基体临界强度σC =σfVf+σM1(1-Vf)﹠σM(1-Vf) σM—基体强度（前面是纤维断裂称为脆性断裂，后面为延续断裂，它们与纤维用量有关）临界纤维用量 Vfc =（σM-σM1）/（σM-σM1+σf）最小纤维用量 Vfmin =（σM-σM1）/（σf-σM1）σf—纤维强度横向模量 1/EC = Vf/EC+(1- Vf)/ EmEC≈Em/VMEm—基体模量横向强度σT =min(σM，ST) ST—界面粘接强度短纤复合材：EC =υEfVf+ Em（1-Vf）υ=ηLηθηb L,θ,b—长度，角度，表面粘接σC=（1-LC/2L）σfVf+σM1(1-Vf) LC/d=0.5σf/τi不同纤维长度的临界纤维强度：L=LC σC=τi·LC/d·Vf+σM1（1- Vf） LC/d—临界长径比L＜LC σC=τi·L/d·Vf+σM1（1- Vf） L—无穷连续纤维10.玻璃纤维的分类：①按其原料组成：无碱玻璃纤维：国内规定碱金属氧化物含量不大于0.5%，国外为1%左右，强度较高，耐热性和电性能优良，称“电气玻璃”，能抗大气侵蚀，化学稳定性好，但不耐酸；中碱玻璃纤维：碱金属氧化物的含量11.5%~12.5%，耐酸性好，价格便宜；低碱玻璃纤维：强度低，对潮气侵蚀敏感11.玻璃纤维中碱金属氧化物的作用：①降低玻璃的熔化温度和熔融粘度②使玻璃溶液中的气泡易于排除③通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，达到助熔的目的12.纤维支数的表示方法：①定质量法是用质量为1g的原纱的长度来表示即纤维支数=纤维长度／纤维质量如40支纱是指质量为1g的原纱长40m。

复合材料考试复习资料1、复合材料的定义：由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能。

2、复合材料的特征：可设计性：即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能；由基体组元与增强体或功能组元所组成；非均相材料：组分材料间有明显的界面；有三种基本的物理相（基体相、增强相和界面相）；组分材料性能差异很大；组成复合材料后的性能不仅改进很大，而且还出现新性能.3、复合材料的分类：按基体材料分类①聚合物基复合材料:以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等）为基体；②金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体；③无机非金属基复合材料：包括陶瓷基、碳基和水泥基复合材料。

按增强材料形态分类：①纤维增强复合材料：a.连续纤维复合材料：作为分散相的长纤维的两个端点都位于复合材料的边界处；b.非连续纤维复合材料：短纤维、晶须无规则地分散在基体材料中；②颗粒增强复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中；③板状增强体、编织复合材料：以平面二维或立体三维物为增强材料与基体复合而成。

其他增强体：层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按用途分类：①结构复合材料：用于制造受力构件；②功能复合材料：具备各种特殊性能（如阻尼、光、电、磁、摩擦、屏蔽等）③智能复合材料④混杂复合材料4、复合材料的命名：复合材料可根据增强材料和基体材料的名称来命名，通常将增强材料放在前面，基体材料放在后面，再加上“复合材料”而构成。

5、复合材料的结构设计层次：一次结构：单层设计--- 微观力学方法：取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等；二次结构：层合体设计--- 宏观力学方法：取决于单层材料的力学性能和铺层方法（厚度、纤维交叉方式、顺序等）；三次结构：产品结构设计--- 结构力学方法：取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式6、增强体的定义：增强体是结构复合材料中能提高材料力学性能的组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。

复合材料力学性能实验复习题1.力学实验方法的内涵？是以近代力学理论为基础，以先进的科学方法为手段，测量应变、应力等力学量，从而正确真实地评价材料、零部件、结构等的技术手段与方法；是用来解决“物尽其用”问题的科学方法；2.力学实验的主要任务，结合纤维增强复合材料加以阐述。

面向生产，为生产服务；面对新技术新方法的引入，研究新的测试手段；面向力学，为力学的理论建设服务。

3.对于单向层合板而言，需要几组实验来确定其弹性模量和泊松比？如何确定实验方案？共需五组实验，拉伸0/90两组，压缩0/90两组，剪切试验一组。

4.单向拉伸实验中如何布置应变片？5.单向压缩实验中如何布置应变片？6.三点弯曲实验中如何布置应变片？7.剪切实验中如何布置应变片？8.若应变片的粘贴方向与实样应变方向不一致，该如何处理？9.若加载方向与材料方向不一致，该如何处理？（这个老师给了）10.纤维体积含量的测试方法？密度法、溶解法11.评价膜基结合强度的实验方法？划痕法、压痕法、刮剥法、拉伸法、黏结剂法、涂层直接加载法、激光剥离法、弯曲法。

12.简述试样机械加工的规范？试样的取位区(距板材边缘30mm以上，最小不得小于20mm)试样的质量（气泡、分层、树脂富集、皱褶、翘曲、错误铺层）试样的切割（保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符）试样的加工（采用硬质合金刀具或砂轮片加工，防止试样产生分层、刻痕和局部挤压等机械损伤）试样的冷却（采用水冷，禁止油冷）13.纤维增强复合材料在拉伸试验中的几种可能破坏模式及其原因？所有纤维在同一位置破坏，材料吸收断裂能量很小，材料断裂韧性差；纤维在基体中拔出，吸收断裂能量很大，材料韧性增加并伴随界面开裂；介于以上两者之间。

14.加强片的要求？材料硬度低，便于夹具的咬合；材料的强度高，保证载荷能传递到试样上，且在试样发生破坏前本身不发生破坏。

15.测定弹性模量或泊松比时，如何布置应变片？16.压缩试验中，对试样尺寸有什么要求及其理由？在实际试验中，应避免使用尺寸过小的试件。

复合材料复习题精选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。

复合材料复习题复合材料复习题复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型材料。

它具有比单一材料更好的性能，因此在许多领域得到了广泛的应用。

为了更好地理解复合材料的特性和应用，我们来进行一些复习题。

1. 什么是复合材料？它由哪些组成？复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型材料。

它通常由增强材料和基体材料组成。

增强材料可以是纤维、颗粒或片状材料，而基体材料则用于固定和支撑增强材料。

2. 复合材料相比于单一材料有哪些优势？复合材料相比于单一材料具有许多优势。

首先，它们具有更高的强度和刚度。

增强材料的存在使得复合材料能够承受更大的力量和应力，从而提高了其结构的稳定性和耐久性。

其次，复合材料具有较低的密度，因此可以减轻结构的重量。

此外，复合材料还具有良好的耐腐蚀性和耐热性，使其在恶劣环境下具有更好的性能。

3. 复合材料的应用领域有哪些？复合材料在许多领域得到了广泛的应用。

首先，它们在航空航天领域中被广泛使用。

复合材料的轻量化和高强度使得飞机和航天器能够在空中获得更好的性能。

其次，复合材料在汽车制造、建筑和体育器材等领域也得到了广泛应用。

复合材料的高强度和低密度使得汽车更加节能环保，建筑物更加安全稳定，体育器材更加耐用。

4. 复合材料的制备方法有哪些？复合材料的制备方法有很多种。

常见的方法包括手工层叠法、注塑法、挤出法和自动化层叠法等。

手工层叠法是最简单的制备方法，通过将增强材料和基体材料层叠在一起，然后进行固化来制备复合材料。

注塑法和挤出法则是通过将熔融的复合材料注入模具或挤出机中，然后冷却固化来制备复合材料。

自动化层叠法是一种自动化的制备方法，通过机器将增强材料和基体材料层叠在一起，然后进行固化。

5. 复合材料的性能测试方法有哪些？复合材料的性能测试方法有很多种。

常见的方法包括拉伸测试、弯曲测试、冲击测试和热膨胀测试等。

拉伸测试用于测量复合材料的拉伸强度和断裂伸长率，弯曲测试用于测量复合材料的弯曲强度和弯曲模量，冲击测试用于测量复合材料的抗冲击性能，热膨胀测试用于测量复合材料的热膨胀系数。

复合材料复习资料《复合材料学》作业1.常见的材料强化途径都有哪些？请分别进行简要的论述固溶强化、细晶强化、析出强化、弥散强化、形变强化、相变强化。

【固溶强化】溶入固溶体中的溶质原子产生晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。

在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。

【细晶强化】通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，符合霍尔-佩奇公式σs=σ0+kd-1/2第二相粒子强化包括析出强化和弥散强化。

析出强化（时效强化）：指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由其脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。

弥散强化的实质是利用弥散细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料的力学性能。

【形变强化】金属材料冷变形时强度和硬度升高.而塑性和韧性降低的现象。

【相变强化】它不是一种独立的强化机制，实际上是固溶强化、弥散强化、形变强化和细晶强化的综合效应。

2.碳钢的常用热处理工艺有哪些？主要操作方法及目的？有退火、正火、回火、淬火。

【退火】将钢件加热到一定的温度，并保温一定时间，然后，以相对缓慢的速度冷却（随炉或埋沙）到室温，得到接近平衡状态的显微组织的热处理。

【目的】a）均匀化学成分及组织，细化晶粒b）调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善成形和切削加工性能c）为淬火做好组织准备【正火】将钢加热到奥氏体区完全奥氏体化，然后出炉进行空冷，以得到珠光体类(索氏体)组织的热处理。

【目的】a）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能b）作为最终热处理，提高工件力学性能c）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理d）消除热加工缺陷【回火】将淬火钢件重新加热到Ac1以下的温度，保温，然后冷却的一种热处理形式。

【目的】a）降低或消除内应力，防止工件开裂变形b）减少或消除残余奥氏体，稳定工件尺寸c）调整内部组织和性能，满足工件使用要求【淬火】加钢加热到奥氏体转变区进行奥氏体化（亚共析钢加热到Ac3以上，过共析钢加热到Ac1以上），保温一定时间，然后以大于淬火临界冷却速度进行冷却，使奥氏体发生非平衡转变，得到马氏体或贝氏体等非平衡组织的热处理工艺。

一．名词解释1.复合材料：由两种或者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。

2.聚合物纳米复合材料：聚合物基体与至少一维是纳米范畴的添加剂所组成的混合物。

3.比强度：抗拉强度与密度之比。

比强度高的材料能承受高的应力。

4.比模量：弹性模量与密度之比。

比模量高，说明材料轻，刚性大。

5.碳纤维：由有机纤维通过一系列阶段性的热处理碳化而制成的，一种耐高温，抗拉强度高，弹性模量大，质轻的纤维状材料。

6.晶须：由高纯度单晶生长而成的，直径几微米，长度几十微米的单晶纤维材料。

7.环氧树脂：泛指含有两个或者两个以上环氧基，以脂肪族或芳香族等有机化合物为骨架，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚物。

8.玻璃钢(FRP)：:即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。

以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。

9.生物降解聚合物：指可由微生物导致断链发生矿化的聚合物。

10.磁性聚合物纳米复合材料：指至少一维是纳米级（1-100nm）的无机磁性组分，以颗粒、纤维和薄片的形式埋入有机聚合物中所构成的材料。

11.不饱和聚酯树脂：指有线性结构的主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。

12.区别高分子，聚合物和聚合物材料的含义？高分子：在结构上由许多个实际或概念上的低分子结构作为重复单元组成的高分子量分子，其分子量通常在10000以上。

聚合物：由一种或几种结构单元通过共价键连接起来的分子量很高的化合物。

聚合物材料：指由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量化合物。

弹性体：指硫化的聚合物材料，它们的玻璃化转变低于室温，其他性能还包括具有大形变的能力，并且应力释放后可回复到原始长度。

二．填空题1.聚合材料按基体材料分类：聚合物基复合材料，金属基复合材料，无机非金属基复合材料（陶瓷基和水泥基）2.复合材料按材料作用分为：结构复合材料和功能复合材料。

复合材料第一章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。

3.复合材料的命名（1）强调基体时以基体材料的名称为主：树脂基复合材料、金属基复合材料，陶瓷基复合材料。

（2）强调增强体时以增强体材料的名称为主：玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料。

（3）基体材料名称与增强材料并用：习惯上把增强材料的名称放在前面，基体材料的名称写在后面，如：玻璃纤维/环氧树脂复合材料。

4.复合材料的分类（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）陶瓷基复合材料（4）碳基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.环氧树脂（EP）环氧当量：含有1g当量环氧基的环氧树脂的克数。

环氧树脂的固化剂：（1）多元胺类固化剂。

（2）酸酐类固化剂。

（3）阴离子及阳离子型固化剂。

（4）树脂类固化剂。

1.不饱和聚酯树脂（UP）的固化：在引发剂（如：有机过氧化物类）、光、高能辐射的作用下，乙烯基类单体（St、乙烯基甲苯、二乙烯基笨等）可使树脂室温固化。

固化时加入MMA，可提高树脂的耐候性；若加入固化促进剂（如：叔胺），可使树脂室温固化。

固化原理：自由基共聚合反应机理：链引发、链增长、链终止固化过程及固化特征：a.凝胶阶段：树脂从液态到失去流动性成为半固体凝胶。

b.定型阶段：从凝胶到具有一定的硬度和固定的形状。

（未完全固化）。

c.熟化阶段：从定型阶段到表观上已经变硬并具有一定力学性能，经过后处理后即具有稳定的化学与物理性能并可供使用。

2.聚乙烯的用途：低密度聚乙烯（LDPE）：薄膜生产、注塑用品。

线型低密度聚乙烯（LLDPE）：薄膜生产、制造扁丝、编织袋。

高密度聚乙烯（HDPE）：a.注塑制品：工业容器、家用电器、玩具等。

b.薄膜制品：食品包装。

c.中空吹塑制品：食品、药品、化妆品的包装瓶等。

超高分子量聚乙烯（HUMWPE）：可作为工程塑料在汽车、机械、原子能以及宇宙飞行等领域得到重要应用。

聚乙烯管材：生活用水和煤气管道、农业排灌用管道等。

名词解释1.界面：复合材料中相与相之间的两相交界区称为界面；把物体与空气接触的面称为表面.2.比表面积：单位体积的物质所具有的表面积称比表面积，以As表示.3.复合材料：是指由两种或两种以上不同性质的单一材料通过一定的复合方法所得到的宏观多相材料.4.偶联剂：偶联剂是这样的一类化合物，它们的分子两端通常含有性质不同的基团，一端的基团与增强体表面发生化学作用或物理作用，另一端的基团则能与基体发生化学作用或物理作用，从而使增强体和基体很好地偶联起来，获得良好的界面粘结. 当增强体为玻璃纤维时，偶联剂主要可分为有机铬和有机硅两类：1)、有机酸氯化铬络合物类偶联剂2)、有机硅烷类偶联剂3)、新品种硅烷偶联剂：耐高温型、过氧化物型、阳离子型、水溶性、叠氮型.5.2-2型结构：是一种有两种组分材料呈层状叠合而成的多层结构复合材料.6.诱导效应：在一定条件下，复合材料中的一组分材料可以通过诱导作用使另一组分材料的结构改变而改变整体性能或产生新的效应.7.复合材料界面优化设计：是指对复合材料界面相进行设计及控制，以使整体材料的综合性能达到最优性能，包括以下几个方面：1.材料的应用要求；2.弹性模量的设计；3.界面的残余应力；4.基体与增强体的相容性；5.相间的动力学效果；6.偶联剂的性能.8.组分效果：在复合材料的基体和增强体或功能体的物理机械性能确定的情况下，仅仅把相对组成作为变量，不考虑组分的几何形态、分布状态和尺度等复杂变量影响时产生的效果称为组分效果.9.物理吸附：当固体表面的原子价已被相邻的原子所饱和，表面分子与吸附物之间的作用力是分子间引力，这类吸附称物理吸附.10.化学吸附：当固体表面原子的原子价未完全被原子所饱和，还有剩余的成键能力，在吸附剂及吸附物之间有电子转移生成化学键的吸附称化学吸附.11.表面处理：是在增强体表面涂覆上一种称为表面处理剂的物质，这种表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂等物质，它有利于增强体与基体间形成一个良好的粘结界面，从而达到提高复合材料各种性能的目的.填空1.四个相组成的复合体系结构有35中可能存在的连通性.2.复合材料中，增强体与基体间最终界面的获得，一般分为接触或润湿过程和固化过程两个阶段.3.复合材料的复合效应分为线性效应和非线性效应两类.4.按化学组成，偶联剂主要可分为有机铬和有机硅两大类.5.有机硅烷中的R基团可以是双键、是双键、环氧基、氨基、长链烷基等.6.通常的研究中，习惯于把气-液、气-固界面分别称为液相表面、固相表面.7. (RO)mTi-(OX-R’-Y)n是钛酸酯偶联剂的结构通式.8.材料的传递性质是指材料在外作用场作用时，表征某通量通过材料阻力大小的物理量.9.聚合物基磁性复合材料由强磁粉、聚合物粘结剂和加工助剂三大部分组成.10.聚丙烯的改性有共聚、共混与填充增强等方法.11.晶格是表征晶体材料微观结构的基础.12.如果增强体被树脂完全浸润，液态树脂的表面张力必须低于增强体的临界表面张力.13.增强体表面的极性取决于本身的分子结构、物质结构及外场的作用.14.螯合偶联剂有螯合100型和螯合200型两种基本类型.判断题1.三氧化二锑单独使用有很强的阻燃效果.(×三氧化二锑在单独使用时几乎没有阻燃效果，但与有机卤化物并用时却具有明显的阻燃效果)2.共振效应属于线性效应.(×线性效应有平均、平行、相补、相抵；非线性效应有相乘、诱导、共振、系统)3.吸附过程是放热反应.(√)4.同轴圆柱模型主要适用于0-3型复合材料.(×1-3型)5.功能复合材料主要是以其力学性能为工程所应用.(×物理特性)6.显示平行效应的复合材料，其组成复合材料的各组分在复合材料中均保留本身的，既无制约，也无补偿.(√)7.沃兰处理剂是一种硅烷偶联剂.(×是有机酸铬络合物类偶联剂)8.复合材料界面形成过程中，一般是润湿过程完成后在进行固化过程.(×这两个过程往往是连续的，有时几乎是同时发生的)9.组成复合材料的基体与增强体，在性能上能互补，从而提高了综合性能，则显示出相抵效应.(×相补效应)10.钼化物的阻燃效果虽高于三氧化二锑但具有阻燃时发烟的特点.(×钼化物的阻燃效果虽略低于三氧化二锑，但它具有抑制燃烧时发烟的特点)11.当试样断面上被拔出的纤维表面粘附有基体树脂时，表明界面粘结强度高，破坏发生在基体中.(√)12.功能复合材料相对于结构复合材料研制周期长.(√)13.凡是具有可产生不然性气体的填料都有良好的阻燃效果.(×有效的阻燃剂须满足以下条件：产生不燃性气体的温度略低于聚合物热分解温度；在复合材料的混炼、成型温度下不产生不燃性气体)14.氢氧化铝一般不能作为热塑性和热固性聚合物的阻燃填料.(×对大多数热塑性和热固性聚合物，氢氧化铝是最常用的阻燃剂填料之一)15.RnSiX4-n是有机硅烷表面处理剂的一般结构通式，其R基团为有机基团.(√)16.玻璃纤维的处理法中，前处理法较后处理法省去了复杂的处理工艺设备，使用方便，所以是目前普遍采用的一种方法.(×目前普遍采用后处理法)17.功能复合材料主要以其声、光、电、热、磁等物理特性为工程所用.(√)18.比表面积是表面积与体积之比.(√)19.耐高温硅烷偶联剂都含有一个与Si原子直接相连的稳定的芳香环，芳香环上有一个能与树脂基体反应的官能团.(×)简答题1.吸附按作用力的性质可分为物理吸附和化学吸附：物理吸附的一般特点有：1)、物理吸附无选择性；2)、吸附在表面的可以呈单分子层，也可以是多分子层；3)、物理吸附和解吸速度都较快，易达到平衡.化学吸附的一般特点有：1)、化学吸附是有选择性的；2)、只能是单分子吸附，且不易吸附和解吸；3)、化学吸附平衡慢.2.表面张力是物质的一种特性，与表面张力有关的因素有：表面张力与物质结构、性质有关；物质的表面张力与它相接触的另一相物质有关；表面张力随温度不同而不同.3. 玻璃纤维与块状玻璃具有相似的结构，玻璃表面会产生一种表面力，此表面力与表面张力、表面吸湿性有密切关系。