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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（）。
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.Bf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。
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）。
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）1.二填空题（每空1分, 共18分）2.机械结合3.脆性断裂韧性断裂混合断裂4.相乘效应诱导效应系统效应共振效应5.安全设计单项性能设计等强度设计等刚度设计优化设计6.钨丝碳丝涂钨的石英纤维涂碳的石英纤维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。
复合材料力学课后答案复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，它们的组合可以发挥出各自材料的优点，同时弥补各自材料的缺点。
复合材料力学作为复合材料的一门重要学科，研究复合材料的力学性能和行为，对于工程设计和材料应用具有重要意义。
下面是一些关于复合材料力学的课后答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一学科。
1. 什么是复合材料的弹性模量？复合材料的弹性模量是指在弹性阶段内，应力与应变之间的比值。
对于各向同性的复合材料，其弹性模量可以通过Hooke定律来计算，即弹性模量E等于应力σ与应变ε的比值。
对于各向异性的复合材料，其弹性模量需要考虑不同方向上的应力和应变，可以通过各向异性弹性模量矩阵来计算。
2. 复合材料的弯曲强度受哪些因素影响？复合材料的弯曲强度受到很多因素的影响，主要包括纤维的类型和体积分数、基体的类型和性能、纤维和基体之间的界面结合情况、复合材料的制备工艺等。
其中，纤维的类型和体积分数对复合材料的弯曲强度影响较大，纤维的强度和刚度越高，体积分数越大，复合材料的弯曲强度也会相应增加。
3. 复合材料的疲劳行为有什么特点？复合材料的疲劳行为与金属材料有所不同，主要表现在以下几个方面，首先，复合材料的疲劳寿命较短，一般情况下比金属材料要短；其次，复合材料的疲劳裂纹扩展速度较快，裂纹扩展路径也较为复杂；最后，复合材料的疲劳性能受到温度、湿度等环境因素的影响较大，需要进行综合考虑。
4. 复合材料的层合板在受力时会出现哪些失效模式？复合材料的层合板在受力时可能会出现多种失效模式，主要包括纤维拉断、剪切破坏、压缩破坏、剪切压缩破坏等。
这些失效模式的出现与复合材料的层合板结构、受力方向、载荷类型等有关，需要根据具体情况进行分析和判断。
5. 复合材料的界面结合对其性能有何影响？复合材料的界面结合对其性能有着重要影响，良好的界面结合可以提高复合材料的强度、刚度和耐久性，同时也能有效防止裂纹扩展和层间剥离等失效现象的发生。
复合材料原理第二版课后答案复合材料原理第二版课后答案第一章：绪论1.什么是复合材料？复合材料是由两种或两种以上的材料组成的各司其职、相互补充的一种材料。
2.复合材料的特点有哪些？复合材料具有强度高、刚度大、重量轻、抗腐蚀性强、无疲劳断裂、易成型等特点。
3.复合材料的分类有哪些？按矩阵分类有无机复合材料和有机复合材料；按增强材料分类有无定向增强和定向增强。
第二章：基础知识1.复合材料的加工方式有哪些？常用的复合材料加工方式有手工层压法、自动层压法（RTM、RTM-L、VARTM等）、注塑法、卷制法、旋转成型法等。
2.复合材料中的力学基础知识有哪些？复合材料中的力学基础知识包括应力、应变、应力应变关系、拉伸和压缩、剪切和弯曲等。
3.复合材料中的热力学基础知识有哪些？复合材料中的热力学基础知识包括热膨胀、热导率、热扩散系数等。
第三章：复合材料的基本组成1.复合材料的基本组成是什么？复合材料的基本组成是增强材料和矩阵材料。
2.复合材料的增强材料有哪些？复合材料的增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、金属纤维等。
3.复合材料的矩阵材料有哪些？复合材料的矩阵材料主要有四类，即金属基矩阵材料、有机高分子基矩阵材料、无机非金属基矩阵材料、无机金属基矩阵材料。
第四章：复合材料的制备过程1.复合材料的制备过程有哪些？复合材料的制备过程一般包括预处理、增强体制备、矩阵制备、复合成型和后处理等步骤。
2.复合材料的预处理有哪些？复合材料的预处理包括增强体表面处理、矩阵材料预处理、增强体和矩阵的匹配等。
3.如何选择复合材料的制备方法？选择复合材料的制备方法需要考虑到其应用环境和性能要求。
第五章：复合材料的性能和应用1.复合材料的性能有哪些？复合材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能等。
2.复合材料的应用领域有哪些？复合材料的应用领域包括航空航天、轨道交通、建筑结构、汽车制造、石油化工等领域。
3.复合材料的未来发展趋势是什么？未来复合材料的发展趋势是多材料复合、纳米复合、生物仿生等方向的综合发展。
1. 简述复合材料的分类。
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；<4>编织复合材料。
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。
按材料作用分类：<1>结构复合材料；<2>功能复合材料。
2. 简述金属基复合材料的界面结合方式。
金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。
总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。
3. 增强体的基本特征是什么？增强体的特征：（1）具有能明显提高基体某种所需的特殊性能；（2）增强体应具有稳定的化学性质；（3）与基体有良好的润湿性4. 聚合物用作基体材料时的作用是什么？二.聚合物基体材料的组分和作用1合成树脂按热行为可分为热固性树脂和热塑性树脂。
按树脂特性及用途分为：一般用途树脂、耐热性树脂、耐候性树脂、阻燃树脂等。
2对工艺性能的影响对增强材料的浸渍铺层性能固化过程成型方法按成型工艺分为：手糊用树脂、喷射用树脂、缠绕用树脂、拉挤用树脂、RTM用树脂、SMC用树脂等5. 简述金属基复合材料的性能特征？金属基复合材料的增强体主要有纤维、晶须和颗粒，这些增强体主要是无机物（陶瓷）和金属。
无机纤维主要有碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维等。
金属纤维主要有铍、钢、不锈钢和钨纤维等。
用于增强金属复合材料的颗粒主要是无机非金属颗粒，主要包括石墨、碳化硅、氧化铝、碳化硅、碳化钛、碳化硼等。
复合材料工艺学1. 以下哪种不是复合材料的特点？（）A. 比强度高B. 比模量高C. 可设计性强D. 成本低2. 复合材料中的增强材料主要作用是（）A. 承受载荷B. 改善性能C. 增加韧性D. 降低成本3. 在复合材料成型工艺中，以下哪种工艺适合制造大型、复杂形状的制品？（）A. 手糊成型B. 模压成型C. 缠绕成型D. 注射成型4. 复合材料中基体材料的作用不包括（）A. 传递载荷B. 保护增强材料C. 决定复合材料的使用温度D. 提高复合材料的强度5. 以下哪种增强纤维具有最高的强度？（）A. 玻璃纤维B. 碳纤维C. 芳纶纤维D. 硼纤维6. 手糊成型工艺的优点是（）A. 制品质量高B. 生产效率高C. 设备投资少D. 适合大批量生产7. 模压成型工艺中，通常使用的模具材料是（）A. 铝合金B. 钢材C. 陶瓷D. 塑料8. 纤维增强复合材料中，纤维的铺设方向对复合材料性能有重要影响，当需要承受多向载荷时，应采用（）A. 单向铺设B. 双向铺设C. 多向铺设D. 随机铺设9. 以下哪种不是复合材料的界面结合方式？（）A. 机械结合B. 化学结合C. 物理结合D. 磁性结合10. 缠绕成型工艺主要用于制造（）A. 板材B. 管材C. 棒材D. 箱体11. 在复合材料中，增强材料和基体材料之间的热膨胀系数差异会导致（）A. 强度增加B. 韧性增加C. 产生残余应力D. 提高耐腐蚀性12. 注射成型工艺适用于（）A. 大型制品B. 小型复杂制品C. 高精度制品D. 厚壁制品13. 以下哪种复合材料的耐腐蚀性最好？（）A. 碳纤维增强复合材料B. 玻璃纤维增强复合材料C. 芳纶纤维增强复合材料D. 金属基复合材料14. 复合材料的性能取决于（）A. 增强材料B. 基体材料C. 增强材料和基体材料的比例D. 以上都是15. 真空辅助成型工艺的主要优点是（）A. 降低成本B. 提高制品质量C. 缩短生产周期D. 减少环境污染16. 以下哪种不是复合材料的基体材料？（）A. 树脂B. 陶瓷C. 金属D. 橡胶17. 在复合材料的制备过程中，为了提高界面结合强度，通常采用（）A. 表面处理B. 增加纤维含量C. 提高成型温度D. 降低成型压力18. 拉挤成型工艺主要生产（）A. 板材B. 异型材C. 管材D. 棒材19. 复合材料在航空航天领域的应用主要是因为其（）A. 高强度B. 低密度C. 耐高温D. 以上都是20. 以下哪种不是复合材料的失效模式？（）A. 纤维断裂B. 基体开裂C. 界面脱粘D. 氧化反应21. 树脂传递模塑成型工艺（RTM）的特点是（）A. 制品精度高B. 生产效率低C. 模具成本高D. 适合大型制品22. 对于热固性树脂基复合材料，其成型过程中的固化反应是（）A. 吸热反应B. 放热反应C. 既不吸热也不放热D. 无法确定23. 以下哪种增强材料的密度最小？（）A. 玻璃纤维B. 碳纤维C. 芳纶纤维D. 硼纤维24. 复合材料的疲劳性能通常（）A. 优于金属材料B. 劣于金属材料C. 与金属材料相同D. 无法比较25. 在复合材料的力学性能测试中，常用的测试方法不包括（）A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 冲击试验D. 硬度试验26. 以下哪种不是金属基复合材料的增强体？（）A. 碳化硅颗粒B. 氧化铝纤维C. 碳纤维D. 玻璃纤维27. 陶瓷基复合材料的主要优点是（）A. 耐高温B. 耐磨损C. 高强度D. 以上都是28. 复合材料的电性能主要取决于（）A. 增强材料B. 基体材料C. 界面D. 纤维铺设方式29. 以下哪种成型工艺需要使用预浸料？（）A. 手糊成型B. 模压成型C. 自动铺带成型D. 缠绕成型30. 复合材料的热导率通常（）A. 高于金属材料B. 低于金属材料C. 与金属材料相同D. 取决于具体材料31. 以下哪种不是复合材料的应用领域？（）A. 建筑B. 医疗C. 食品D. 汽车32. 在复合材料的设计中，需要考虑的因素不包括（）A. 性能要求B. 成本C. 制造工艺D. 颜色33. 以下哪种树脂常用于复合材料的基体？（）A. 环氧树脂B. 聚乙烯C. 聚丙烯D. 聚苯乙烯34. 复合材料的吸湿会导致（）A. 强度增加B. 刚度增加C. 性能下降D. 重量减轻35. 以下哪种成型工艺可以实现连续生产？（）A. 拉挤成型B. 模压成型C. 手糊成型D. 注射成型36. 对于纤维增强复合材料，纤维的长度对性能有影响，通常（）A. 纤维越长，性能越好B. 纤维越短，性能越好C. 纤维长度不影响性能D. 无法确定37. 以下哪种不是改善复合材料界面性能的方法？（）A. 使用偶联剂B. 改变纤维表面粗糙度C. 增加基体的含量D. 对纤维进行表面处理38. 复合材料的耐老化性能主要取决于（）A. 增强材料B. 基体材料C. 界面D. 环境条件39. 以下哪种不是复合材料的增强形式？（）A. 颗粒增强B. 晶须增强C. 薄膜增强D. 纤维增强40. 复合材料在体育用品中的应用，主要是利用了其（）A. 高强度B. 高韧性C. 轻质D. 以上都是答案及解析：1. D 复合材料通常成本较高。
1.复合材料是由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合工艺组合而成的一种多功能材料。
特征：比强度、比模量高；耐疲劳性能好，破损安全性能高；阻尼减振性好；具有多功能性；良好的加工工艺性；各向异性和性能的可设计性。
2.玻璃纤维：拉伸强度较高，模量较低，呈脆性；有短时耐高温特性；水中浸泡后，强度降低；电绝缘性好。
碳纤维：较高的比强度、很高的比模量、脆性大、冲击性能差；耐高低温性能好，导热性能好，尺寸稳定性好，耐疲劳性能好；与树脂粘连性能差，层间剪切强度低；耐腐蚀性，耐水性比GF好；岩纤维方向的导电性好；摩擦系数小，具有自润滑性。
芳纶：弹性模量高、强度高、良好的韧性；各向异性；抗压性能、抗扭性能较低；良好的热稳定性和耐低温性；与树脂的界面粘结性比CF差。
3.PAN纤维的耐热性较差，高温会裂解，在低温下加热，通过氧化反应，使分子间和分子内形成氢键，使CN在较低的温度下环化形成六元共轭环的梯形结构，从而提高纤维的热稳定性，就能经得住高温碳化得到碳纤维。
碳化是将结构中不稳定部分与非碳原子裂解出去，同时进行分子间缩合，得到碳含量较高的碳纤维，机构向石墨晶体转化。
碳化过程获得的碳纤维属于乱层石墨结构，石墨层片沿纤维轴的取向也较低，为获得高模量纤维，要进行石墨化。
4.橡胶弹性体增韧；热塑性树脂增韧；热致液晶增韧；核壳机构聚合物增韧5.纤维表面晶体大小及比表面积；浸润性；界面反应性；残余应力6.水的浸入；水对玻璃纤维表面的化学腐蚀作用；水对树脂的降解作用；水溶胀树脂导致界面脱粘破坏；水进入空隙产生渗透压导致界面脱粘破坏；水促使破坏裂纹的扩展7.玻璃：脱蜡处理、化学处理；碳：气象氧化法、液相氧化法、阳极氧化法芳：氧化还原处理、表面化学接枝处理；冷等离子体表面处理8.一步法是由纤维、树脂等原料直接混合浸渍，一步固化成型形成复合材料。
特点：工艺、设备简单：溶剂、水分挥发物不易去除，裹入制品形成孔洞；树脂不易分布均匀，会形成富胶区和贫胶区；成产效率低，环境恶劣。
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。
精品文档1.为什么Nicalon sic 纤维使用温度低于1100℃？怎样提高使用温度？从热力学上讲，C-SIO 2界面在1000℃时界面气相CO 压力可能很高，相应的O 2浓度也较高。
只有O 2扩散使界面上O 2浓度达到较高水平时，才能反应生成CO 。
但是温度较低时扩散较慢，因此C-SiO 2仍然在1000℃左右共存。
当温度升到1100℃，1200℃时，CO 的压力将会更高，此时O 2的浓度也较高，而扩散速度却加快。
因而，SiC 的氧化速度加快，导致Nicalon 纤维在1100℃，1200℃时性能下降很快。
要提高Nicalon 纤维的使用温度，需降低Nicalon 纤维的游离C 和O 的含量，以防止游离C 继续与界面O 反应。
2.复合材料的界面应力是怎样产生的？对复合材料的性能有何影响？复合材料的界面应力主要是由于从制备温度冷却到室温的温度变化△T 或是使用过程中的温度变化△T 使得复合材料中纤维和基体CTE （coefficient of thermal expansion 热膨胀系数？）不同而导致系统在界面强结合的情况下界面应力与△T 有着对应关系；在界面弱结合的情况下，由于滑移摩擦引起界面应力。
除了热物理不相容外，还有制备过程也能产生很大甚至更大的界面应力。
如：PMC 的固化收缩，MMC 的金属凝固收缩，CMC 的凝固收缩等。
△CTE 限制界面应力将导致基体开裂，留下很多裂纹，裂纹严重时将使复合材料解体，使复合材料制备失败，或是使其性能严重下降，△CTE 不大时，弹塑性作用，不会出现裂纹。
而对于CMC ，即使不会出现明显的裂纹，基体也已经出现了微裂纹。
这些微裂纹对复合材料的性能不会有很的影响，相反，这些微裂纹对CMC 复合材料的增韧有帮助，因为微裂纹在裂纹扩展过程中将会再主裂纹上形成很多与裂纹而消耗能量，从而达到增韧的目的。
3．金属基复合材料界面控制的一般原则是什么？金属基复合材料要求强结合，此时能提高强度但不会发生脆性破坏。
复合材料复习题答案一、选择题1. 复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，其中一种材料通常具有（）。
A. 良好的机械性能B. 高熔点C. 良好的化学稳定性D. 良好的电绝缘性答案：A2. 以下哪项不是复合材料的优点？A. 轻质B. 高强度C. 易加工D. 耐腐蚀答案：C3. 复合材料中增强材料的主要作用是（）。
A. 提供形状B. 提供韧性C. 提供强度D. 提供耐腐蚀性答案：C4. 复合材料的界面相通常具有以下哪个特性？A. 良好的粘合性B. 良好的导电性C. 良好的导热性D. 良好的透光性答案：A5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 玻璃纤维增强塑料C. 铝合金D. 陶瓷基复合材料答案：C二、填空题6. 复合材料的分类方法很多，根据增强材料的不同，可以分为________、________和________等。
答案：纤维增强材料、颗粒增强材料、层状增强材料7. 复合材料的制备方法主要有________、________和________等。
答案：热压成型、树脂传递成型、拉挤成型8. 复合材料的界面相是复合材料中增强材料与基体材料之间的________，它对复合材料的性能有重要影响。
答案：过渡层9. 复合材料的力学性能主要取决于增强材料的________、________和________。
答案：类型、含量、排列方式10. 复合材料在航空航天领域的应用非常广泛，例如________、________和________等。
答案：飞机结构、卫星结构、火箭结构三、简答题11. 简述复合材料的一般性能特点。
答案：复合材料通常具有轻质、高强度、高刚度、良好的疲劳性能和耐腐蚀性能等特点。
此外，复合材料的热膨胀系数较低，可以设计成具有特定性能的特定形状。
12. 描述复合材料的界面相在复合材料中的作用。
答案：界面相在复合材料中起着至关重要的作用。
它不仅影响增强材料与基体材料之间的粘合强度，还影响复合材料的整体性能。
第二章 凝固温度场P498. 对于低碳钢薄板，采用钨极氩弧焊较容易实现单面焊双面成形（背面均匀焊透）。
采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板或铝板会出现什么后果？为什么？解：采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板可能会出现烧穿，这是因为不锈钢材料的导热性能比低碳钢差，电弧热无法及时散开的缘故；相反，采用同样焊接规范去焊同样厚度的铝板可能会出现焊不透，这是因为铝材的导热能力优于低碳钢的缘故。
9. 对于板状对接单面焊焊缝，当焊接规范一定时，经常在起弧部位附近存在一定长度的未焊透，分析其产生原因并提出相应工艺解决方案。
解：（1）产生原因：在焊接起始端，准稳态的温度场尚未形成，周围焊件的温度较低，电弧热不足以将焊件熔透，因此会出现一定长度的未焊透。
（2）解决办法：焊接起始段时焊接速度慢一些，对焊件进行充分预热，或焊接电流加大一些，待焊件熔透后再恢复到正常焊接规范。
生产中还常在焊件起始端固定一个引弧板，在引弧板上引燃电弧并进行过渡段焊接，之后再转移到焊件上正常焊接。
第四章 单相及多相合金的结晶 P909.何为成分过冷判据?成分过冷的大小受哪些因素的影响? 答: “成分过冷”判据为:R G L ＜NLD RLL L e K K D C m δ-+-0011当“液相只有有限扩散”时，δN =∞，0C C L =，代入上式后得R G L＜000)1(K K D C m L L -( 其中: G L — 液相中温度梯度 R — 晶体生长速度 m L — 液相线斜率 C 0 — 原始成分浓度 D L — 液相中溶质扩散系数 K 0 — 平衡分配系数K )成分过冷的大小主要受下列因素的影响:1）液相中温度梯度G L , G L 越小,越有利于成分过冷 2）晶体生长速度R , R 越大,越有利于成分过冷 3）液相线斜率m L ,m L 越大,越有利于成分过冷 4）原始成分浓度C 0, C 0越高,越有利于成分过冷 5）液相中溶质扩散系数D L, D L 越底,越有利于成分过冷6）平衡分配系数K 0 ,K 0＜1时，K 0 越 小,越有利于成分过冷；K 0＞1时，K 0越大,越有利于成分过冷。
复合材料原理与工艺课程习题1、 增强体和功能体在复合材料中起的主导作用？答：1）填充：用廉价的增强体，特别是颗粒状填料可降低成本。
2）增强：（a ）功能体可赋予聚合物基体本身所没有的特殊功能。
功能体的这种作用主要取决于它的化学组成和结构。
(b)纤维状或片状增强体可提高聚合物基复合材料的力学性能和热性能。
其效果在很大程度上取决于增强体本身的力学性能和形态等。
2、复合材料区别于单一材料的主要特点？答：1）不仅保持其原组分的部分优点，而且具有原组分不具备的特性；2）材料的可设计性 ；3）材料与结构的一致性。
3、材料复合效应的分类？答：（1）线性效应：线性指量与量之间成正比关系。
平行效应、平均效应、相补效应、相抵效应。
（2）非线性效应：非线性指量与量之间成曲线关系。
相乘效应、诱导效应、共振效应、系统效应。
4、建立材料的微观模型包含的内容？答：1）材料的几何结构模型，2）材料的物理模型，即计算场量的理论和方法。
5、推导并联传递方式中，复合材料的阻力系数 答：设外作用场强度为I 入，经均质材料响应后，传递输出场强度为I 出，则材料总传递动力为：ΔI=I 入—I 出。
（1）材料传递时的阻力系数为α时，则传递通量q 为：q= -1/α×ΔI/Δl (2) 对于并联型复相结构，相间无能量交换，则系统的总通量q c 为各组分相同量之和：q c =Σq i (l ×V i ) (3)式（2）代入式（3），得：qc= -Σ1/αi ×V i ×ΔI i /Δl i由于组分相传递推动力梯度相等，故有：q c = —（Σ1/αi ×V i ）×ΔI/Δl= —1/α0×ΔI/Δl 则αc 为：1/αc =Σ1/αi ×V i6、复合材料的界面层，除了在性能和结构上不同于相邻两组分相外，还具有哪些特点；答: (1) 具有一定的厚度； (2) 性能在厚度方向上有一定的梯度变化；(3) 随环境条件变化而改变 。
i i cV ⋅=∑αα117、简述复合材料界面的研究对象；答：（1）增强体表面有关的问题：①增强体表面的化学、物理结构与性能；②增强体与表面处理物质界面层的结构与性质及对增强体表面特性的影响；③增强体表面特性与基体之间的相互关系及两者间的相互作用（增强体未处理时）；④增强体与表面处理物质的界面作用；⑤增强体表面特性与复合材料特性的相互关系。
（2）表面处理物质的有关问题：①最外层的化学、物理结构及内层的化学、物理结构；②表面处理物质与基体之间的相互作用；③表面处理物质对基体的影响；④处理条件及处理剂层的特性；⑤处理剂层随时间的变化；⑥、处理剂层与复合材料性能的相互关系。
（3）表面处理的最优化技术。
（4）粉体材料在基体中的分散：①分散状态的评价；②分散技术及机理；③分散状态与复合材料性能。
（5）复合技术的优化及其机理。
8、简述与表面张力有关的因素。
答: (1) 表面张力与物质结构、性质有关。
(2) 物质的表面张力与它相接触的另一相物质有关。
(3) 表面张力随温度不同而不同，一般温度升高，表面张力下降。
9、吸附按作用力的性质可分为哪几类？各有什么特点？答：吸附按作用力的性质，可分为：物理吸附和化学吸附。
（1）物理吸附的特点：①、无选择性，吸附量相差较大；②、吸附可呈单分子层或多分子层；③、物理吸附、解吸速度较快，易平衡。
一般在低温下进行的吸附是物理吸附。
（2）化学吸附的特点：①、有选择性；②、只能单分子吸附，且不易吸附或解吸；③、平衡慢。
10、利用接触角的知识，讨论固体被液体的浸润性。
答:接触角可以衡量液体对固体的浸润的效果(1)当γsv<γsl, cosθ<0,θ>90°,此时固体不为液体浸润；(2)当γlv＞(γsv-γsl)＞0，则1＞cosθ＞0，即0°＜θ＜90°，此时固体为液体所浸润；(3)若γsv-γsl ＝γlv，则cosθ＝1，θ＝0，此时固体表面可以被液体完全浸润，并获得最大粘附功。
11、界面的相容性指什么？如何确定？答：界面的相容性之复合材料中增强体与基体相接触构成界面时，两者之间产生的物理和化学的相容性；通常，相容性是根据在混合时的吉布斯的自由能ΔG来确定。
即若ΔG<0,就相容；ΔG>0就不相容，即不混合。
12、偶联剂的结构及其作用机理。
偶联剂有哪些？偶联剂官能团对固化体系热效应及内耗峰影响的原因？答：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，另一端的基团则能和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，改善了多方面的性能，并有效地抵抗了水的侵蚀。
偶联剂官能团对固化体系热效应及内耗峰影响的原因：（1）官能团参与反应；（2）优先吸附引起的现象。
13、简述增强体表面的物理特性对界面结合性能的影响。
答：①比表面积，对界面的影响：是导致复合材料中的界面存在并引起界面效应的根本所在。
②多孔性，对界面的影响：部分孔隙能被基体填充，部分由于很难完全浸润，界面结合不好，成为应力传递的薄弱环节。
③增强体表面的极性，极性的基体与极性的增强体有较强的界面结合，因而也就有较强的界面结合强度及复合材料强度。
④增强体表面的均一性，影响界面结合效果。
⑤增强体表面的结晶特性，影响复合材料的界面作用和材料性能。
14、为什么玻璃纤维表面常常吸附一层水分子？水对玻璃纤维增强不饱合聚酯复合材料的性能有什么影响？答：阳离子在玻璃纤维表面不能获得所需要数量的氧离子，产生表面张力，当处于力的不平衡状态时，就有吸附外界物质的倾向，大气中存在的水分即是最常遇的物质，因此玻璃纤维表面常常吸附一层水分子。
由于吸附水的作用，玻纤表面带有－Si－OH基团，玻璃纤维成分中含碱量越高，吸附水对SiO2骨架的破坏愈大，纤维强度下降就越大。
15、简述复合材料界面的形成过程。
答：第一阶段基体与增强体在一种组分为液态时发生接触或润湿；第二阶段是液态组成的固化过程。
16、解释润湿理论所包含的内容，并指出其成功之处与不足之处。
答：指出：要使树脂对增强体紧密接触，就必须使树脂对增强体表面很好地浸润。
前提条件：液态树脂的表面张力必须低于增强体的临界表面张力。
结合方式：属于机械结合与润湿吸附。
成功之处：解释了增强体表面粗化、表面积增加有利于提高与基体树脂界面结合力的事实。
不足：a、不能解释施用偶联剂后使树脂基复合材料界面粘结强度提高的现象。
b、证明偶联剂在玻璃纤维/树脂界面上的偶联效果一定有部分（或者是主要的）不是由界面的物理吸附所提供，而是存在着更为本质的因素在起作用。
17、解释化学键理论与优先吸附理论，并指出其成功之处与不足之处。
答：化学键理论认为：基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能起化学反应。
因此树脂基体与增强体之间形成化学键的结合，界面的结合力是主价键力的作用。
偶联剂正是实现这种化学键结合的架桥剂。
成功之处：在偶联剂应用于玻璃纤维复合材料中得到很好应用，也被界面研究的实验所证实。
不足：a、聚合物不具备活性基团；b、不具备与树脂反应的基团。
优先吸附理论认为：界面上可能发生增强体表面优先吸附树脂中的某些组分，这些组分与树脂有良好的相容性，可以大大改善树脂对增强体的浸润；同时，由于优先吸附作用，在界面上可以形成所谓的“柔性层”，此“柔性层”极可能是一种欠固化的树脂层，它是“可塑的”，可以起到松弛界面上应力集中的作用，故可以防止界面粘脱。
成功之处：解释化学键不能解释的现象。
18、阐述偶联剂的结构及其作用机理。
偶联剂有哪些？答：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，另一端的基团则能和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，改善了多方面的性能，并有效地抵抗了水的侵蚀。
按化学组成，偶联剂主要可分为有机铬和有机硅两大类，此外还有钛酸酯等。
19、碳纤维表面处理机理是什么？答：清除碳纤维表面杂质，在碳纤维表面刻蚀沟槽或形成微孔以增大表面积，从类似石墨层面改性成碳状结构以增加碳纤维表面能，或者引入具有极性或反应性的官能团以形成与树脂起作用的中间层。
20、金属氢氧化物的阻燃机理是什么？答：金属氢氧化物的阻燃作用主要由于它脱水时的吸热效应，降低了凝聚相的温度，因而有效地减缓了聚合物的分解速度。
其次，金属氢氧化物脱水放出的水稀释了由聚合物热解所生成的可燃性气体并减少了烟雾的生成。
一般来说，满足以下条件的才能成为有效的阻燃剂：产生不燃性气体的温度略低于聚合物热分解温度；在复合塑料的混炼、成型温度下不产生不燃性气体。
21、阐述荷叶双疏机理。
答：表面张力由化学组成决定，而接触角不仅和表面张力有关和表面粗糙度也有关。
在各种材料的表面如果有纳米尺寸稽核形状互补的微观结构，如凹凸相间的纳米结构，由于纳米尺寸的凹表面可使吸附气体存在，所以宏观上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油和水无法直接和表面完全接触，从而表现出超双疏性。
22、解释界面破坏的能量流散概念，并说明其在界面破坏上的应用。
答：当裂纹受到外因素作用时，裂纹的发展过程将是逐渐通过树脂最后到达纤维表面。
在裂纹扩展的过程中，将随着裂纹的发展逐渐消耗能量，并且由于能量的流散而减缓裂纹的发展。
23、增强体与基体复合，需要解决哪些关键问题？怎样解决这些问题？ 答：24、给出生活中复合材料的例子（三个）。
答：（1）玻璃纤维增强塑料耐腐蚀贮罐 （2）卫星用颗粒增强铝基复合材料零件 （3）硬质合金铣刀（4）硬质合金轴承刀具25、碳纤维有什么特征、对聚合物复合材料的性能有什么影响？答：特征：密度小，高强度，高刚度，热膨胀系数低，耐疲劳和耐腐蚀等。
以碳为基体的碳纤维增强材料，兼备碳的惰性和碳纤维的高强度，在高达3000℃缺氧的条件下，依然能保持一定的强度。
具有低密度、高强度、高刚度和高温稳定等优良性能，是航天飞机和其他军事装备的理想耐高温结构材料。
26、泊松比、剪切应力的概念。
答：主泊松比是指在轴向外加应力时横向应变与纵向应变的比值： 剪切应力：物体内部任一截面的两方单位面积上的相互作用力：27、芳纶纤维表面有什么特征、对聚合物复合材料的性能有什么影响？ 答：表面特征：高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀；影响：由芳纶纤维增强的复合材料，其比强度和比模量都分别高于作为高性能复合材料所要求的最低值4×106cm 和4×l08cm 。
28、了解吉布斯自由能的变化对复合材料形成的影响。
答：复合材料的相容性是根据在混合时的吉布斯自由能ΔG 的变化来确定的，即ΔG<0,就相容；ΔG>0就不相容。
