材料化学专业复合材料复习题.doc

复合材料概论复习提要一、名词解释1、复合材料2、基体3、增强体4、聚合物基复合材料5、金属基复合材料6、陶瓷基复合材料7、水泥基复合材料8、碳/碳复合材料9、玻璃钢10、脱模剂11、复合材料的蠕变12、CVD13、玻璃纤维14、碳纤维15硼纤维16氧化铝纤维17、晶须18、A玻纤、E玻纤、S玻纤、M玻纤19玻璃纤维增强环氧树脂20玻璃纤维增强酚醛树脂21玻璃纤维增强聚酯树脂22、单模、对模23、等代设计法。

24、水泥二、重要知识点1、复合材料中的基体有三种主要作用。

2、复合材料的界面的作用和效应。

3、复合材料的可设计性以及意义、如何设计防腐蚀（碱性）玻璃纤维增强塑料。

4、增强材料的表面处理、沃兰（V olan）的结构式，沃兰和有机硅烷对玻纤表面处理的机理。

5、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶的生产过程以及性能（优点和缺点）、表面处理方法。

6、不饱和聚酯树脂的固化过程以及性能（优缺点）。

7、玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酯树脂主要性能。

8、铝基复合材料的制造与加工。

9、陶瓷基复合材料的使用温度范围。

10、晶须或者纤维增韧陶瓷基复合材料的制造工艺和成型加工方法。

11、RTM成型工艺、模压成型工艺和手糊成型工艺。

12、在连续玻璃纤维及其制品的制造过程中，拉丝时要用浸润剂的原因。

13、金属基纤维复合材料的界面结合形式以及影响界面稳定性的因素。

14、晶须增韧陶瓷基复合材料的强韧化机理。

11
复合材料的界面： 复合材料的界面：是指基体与增强物之间 界面 化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、 化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、 能起载荷传递作用的微小区域。 能起载荷传递作用的微小区域。 热塑性聚合物： 热塑性聚合物：是指具有线型或支链型结 构的那一类有机高分子化合物， 构的那一类有机高分子化合物，这类聚合 物可以反复受热软化(或熔化 或熔化)， 物可以反复受热软化 或熔化 ，而冷却后变 硬。 环氧树脂：指的是分子结构中含有两个以 环氧树脂： 上环氧基的高聚物。 上环氧基的高聚物。 芳纶纤维： 芳纶纤维：是指已工业化生产并在复合材 料中广泛使用的聚芳酰胺纤维， 料中广泛使用的聚芳酰胺纤维，有时也称 有机纤维。 有机纤维。
8
连续纤维复合材料：作为分散相的纤维， 连续纤维复合材料：作为分散相的纤维，每根纤 维的两个端点都位于复合材料的边界处。 维的两个端点都位于复合材料的边界处。 混杂复合材料： 混杂复合材料：即用两种或两种以上纤维增强同 一基体制成的复合材料。 一基体制成的复合材料。其可以看成是两种或多 种单一纤维复合材料的相互复合， 种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的 复合材料” “复合材料”。 反玻璃化及玻璃陶瓷： 反玻璃化及玻璃陶瓷：许多无机玻璃可以通过适 当的热处理使其由非晶态转变为晶态， 当的热处理使其由非晶态转变为晶态，这一过程 称为反玻璃化。对于某些玻璃， 称为反玻璃化。对于某些玻璃，反玻璃化过程可 以控制，最后能够得到无残余应力的微晶玻璃， 以控制，最后能够得到无残余应力的微晶玻璃， 这种材料称为玻璃陶瓷。 这种材料称为玻璃陶瓷。 呋喃树脂： 呋喃树脂：凡是含有呋喃环结构的树脂统称为呋 喃树脂。一般包括糠醇、 喃树脂。一般包括糠醇、糠醛和糠酮及其衍生物 漆糠树脂、糠醇改性酚醛树脂等。 漆糠树脂、糠醇改性酚醛树脂等。

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。

4界面相的定义？
复合材料中增强体与基体接触构成的界面，是一层具有一•定厚度（纳米以上）、结构随基体 和增强体而异的、与基体有明显差别的新相一一界面相（层）。
5适当的界面结合强度。（简答）聚合物基复合材料
增强体与聚合物基体之间形成较好的界面粘结，才能保证应力从基体传递到增强材料。充分 发挥数以万计单根纤维同时受力的作用。界面黏合强度不仅与界面的形成过程有关，还取决 于界面粘结形式（物理机械结合、化学结合）。物理机械结合，即通过等离了体刻蚀或化学 腐蚀使增强体表面凹凸不平，基体扩散嵌入到增强体表面的凹坑、缝隙和微孔中，增强材料 则“锚固”在聚合物基体中；化学结合，即基体与增强体之间形成化学键，可以设法使增强 体表面带有极性基团，使之与基体间产生化学键或其他相互作用力（如纭I键）。
小，体积分数越高，弥散强化效果越好。
2混合法则的定义？
Ec=Ef*Vf+Em*Vm,表明纤维、基体对复合材料平均性能的贡献正比于它们各自的体积分数。
3临界纤维长度的定义？
Lc是载荷传递长度的最大值，称为临界纤维长度，在这个长度上纤维承载应力小于最大纤 维强度。
当纤维长度小于临界长度时，，最大纤维应力小于纤维平均断裂强度，纤维不会断裂。当纤 维长度大于临界长度时，纤维应力可以达到平均强度，当纤维应力等于其强度是，纤维将发 生断裂。
界面粘结太弱，复合材料在应力作用下容易产生界面脱粘破坏，纤维不能充分发挥增强作用。 出现韧性断裂。界面粘结太强，复合材料在应力作用下破裂产生的正在增长的裂纹容易扩散 到界面，直接冲击增强材料而呈现脆性断裂。
金属基夏合材料…•连续纤维增强金属基夏合材料，增强纤维具有很高的强度和模型，当夏 合材料中某一根纤维发生断裂产生的裂纹到达相邻纤维的表面时，裂纹尖端的应力作用在界 面上，如果界面结合适中，则纤维与基体在界面处脱粘，裂纹沿界面发展，短话了裂纹尖端, 当主裂纹越过纤维继续向前扩展时，纤维呈“桥接”现象。当界面结合很强时，界面处不发 生脱粘，裂纹继续发展穿过纤维，造成“脆断气

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。

一、判断题1、MMC具有比其基体金属或合金更高的比强度和比模量。

（√）2、原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理与化学稳定性。

（√）3、原位复合法制备MMC的基本思路是为了提高增强材料与基体之间的浸润性和减少界面反应。

（√）4、一般，颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属或合金高。

（√）5、陶瓷纤维增强MMC的抗蠕变性能高于基体金属或合金。

（√）6、陶瓷基复合材料的制备过程大多涉及温度，因此仅有可承受上述高温的增强材料才可被用于制备陶瓷基复合材料。

（√）7、Y2O3加入到ZTA（zirconia toughening alumina)中是为了促进相变形成单斜晶体。

（×）/C是目前唯一可用于温度高达2800℃的高温复合材料，但必须是在非氧化8、Cf性气氛下。

（√）9、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。

（×）10、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。

（√）11、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。

（√）12、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。

（√）13、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。

（×）14、纤维长度l＜lc时，纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力。

（√）二、选择题1、金属基复合材料通常（BD）A、以重金属做基体B、延性比金属差C、弹性模量比基体低D、较基体具有更高的高温强度2、材料的比模量和比强度越高（A）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、偶联剂是这样一种试剂（AC）A、它既能与纤维反应，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4、通常MMC（metal matrix composite)(BC)A、采用高熔点、重金属作为基体B、要比基体金属或合金的塑性与韧性差C、要比基体金属或合金的工作温度高D、要比基体金属或合金的弹性模量低5、原位MMC（BD）A、可以通过压铸工艺制备B、可以通过定向凝固工艺制备C、可以通过扩散结合或粉末法制备D、可以通过直接金属氧化法（DIMOX TM）制备6、单向纤维增强MMC的纵向拉伸模量（AD）A、随纤维体积含量的增加而增加B、与纤维体积含量无关，而与纤维和基体的模量有关C、与横向拉伸模量相同D、与基体的模量有关7、在体积含量相同的情况下，SiC晶须与颗粒增强MMC（B）A、具有基本相同的抗拉强度和屈服强度B、具有基本相同的拉伸模量C、具有基本相同的断裂韧性D、具有基本相同的抗蠕变性能8、MMC制备工艺中，固态发和液态法相比（A）A、增强材料与基体浸润性要求可以降低B、增强材料在集体中分布更均匀C、增强材料仅局限于长纤维D、增强材料/基体界面反应更剧烈（如果存在界面反应时）9、为了改善增强材料与基体浸润性，制备MMC时，可以通过（ABD）A、基体合金化，以降低液态基体的表面张力B、基体合金化，以增加液态基体与增强材料的界面能C、涂层，增加增强材料的表面能D、涂层，降低增强材料的表面能10、MMC中，目前典型的增强材料/基体界面包括有（ABC）/AlA、不发生溶解，也不发生界面反应，如BfB、不发生溶解，但发生界面反应，如B/Tif/AlC、极不容易互相浸润，但能发生强烈界面反应，如Cf/AlD、既容易互相浸润，又不发生界面反应，如SiCf11、相变增韧（BC）A、是由于陶瓷基体中加入的氧化锆由单斜相转变为四方相B、是由于陶瓷基体中加入的氧化锆由四方相转变为单斜相C、其增韧机理是陶瓷基体由于氧化锆相变产生了微裂纹D、总是导致陶瓷基复合材料的强度下降12、选择C/C高温抗氧化涂层材料的主要关键是（C）A、涂层材料的熔点高B、涂层材料高温抗氧化性和热膨胀系数C、涂层的氧扩散渗透率极低和与C/C的热膨胀系数匹配性D、涂层材料高温挥发性。

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。

复合材料学题库
一、复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过什么方式组合而成？
A. 化学反应
B. 物理混合
C. 熔融共混
D. 特定工艺复合
（答案）D
二、以下哪种材料不属于复合材料的增强体？
A. 玻璃纤维
B. 碳纤维
C. 天然橡胶
D. 芳纶纤维
（答案）C
三、复合材料中的基体材料主要起什么作用？
A. 承受主要载荷
B. 提供美观效果
C. 传递载荷并保护增强体
D. 增加材料的硬度
（答案）C
四、下列哪项不是复合材料相比单一材料的主要优势？
A. 更高的强度
B. 更轻的重量
C. 更低的成本
D. 更好的耐腐蚀性
（答案）C
五、在复合材料制造过程中，以下哪道工序通常不是必需的？
A. 增强体与基体的选择
B. 增强体的预处理
C. 材料的简单混合
D. 复合成型与固化
（答案）C
六、以下哪种复合材料常用于航空航天领域，因其具有高强度、高模量和轻质的特点？
A. 玻璃钢
B. 碳纤维复合材料
C. 木质复合材料
D. 陶瓷基复合材料
（答案）B
七、复合材料的界面结合强度对材料整体性能有何影响？
A. 无显著影响
B. 仅影响材料的外观
C. 直接影响材料的力学性能
D. 仅影响材料的加工性能
（答案）C
八、下列哪种测试方法常用于评估复合材料的层间剪切强度？
A. 拉伸试验
B. 压缩试验
C. 弯曲试验
D. 短梁剪切试验
（答案）D。

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。

复合材料C 复习第一章概论1. 复合材料的定义？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。

三要素：基体（连续相）增强体（分散相）界面（基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用）复合材料的特点：（明显界面、保留各组分固有物化特性、复合效应，可设计性）（嵌段聚合物、接枝共聚物、合金：是不是复合材料？？）2、复合材料的命名f（纤维），w（晶须），p（颗粒）比如：TiO2p/Al3. 复合材料的分类：1) 按基体材料类型分为：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(陶瓷基复合材料)。

2)按增强材料分为：玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料；有机纤维增强复合材料；晶须增强复合材料；陶瓷颗粒增强复合材料。

3) 按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。

结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，且能承受一定温度。

功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。

第二章增强体1、增强体定义：结合在基体内、用以改进其力学等综合性能的高强度材料。

要求：1) 增强体能明显提高基体某种所需性能；2) 增强体具有良好的化学稳定性；3) 与基体有良好润湿性。

分类：f，w，p2、纤维类增强体特点：长径比较大；柔曲性；高强度。

❖玻璃纤维主要成分：SiO2性能：拉伸强度高；较强耐腐蚀；绝热性能好。

（玻璃纤维高强的原因（微裂纹）及影响因素（强度提升策略：减小直径、减少长度、降低含碱量，缩短存储时间、降低湿度等））分类：无碱（E玻璃）、有碱（A玻璃）制备：坩埚法（制球和拉丝）、池窑法（熔融拉丝）。

浸润剂作用：(i) 粘结作用，使单丝集束成原纱或丝束；(ii) 防止纤维表面聚集静电荷；(iii)进一步加工提供所需性能；(iv) 防止摩擦、划伤。

（无偶联剂作用）玻璃纤维表征：(i) 定长法：“tex”（含义）；(ii) 质量法：“支”（含义）❖硼纤维芯材：钨、碳和石英制备：化学沉积（CVD）法原料：卤化硼或氢化硼形貌：玉米棒状（W芯）光滑（C芯）表面涂层：SiC （防止脆性相的产生or 便于与基体结合）目前比模量和比强度最高的陶瓷增强纤维❖碳纤维1)制备：有机纤维碳化法有机纤维前驱体满足条件：碳化过程不熔融，保持纤维形态，碳化收率高··三种重要的前驱体：聚丙烯腈；黏胶纤维（人造丝）；沥青纤维。

复合材料复习题库9. The transverse tensile strength of an aligned continuous fibre composite(A) is obtained when testing normal to(垂直于) the fibre axis,(B) is obtained when testing parallel to（平行于）the fibre axis,(C) is the lowest tensile stength,(D) is the highest tensile strength,(E) depends mainly on the properties of the matrix and of the fibre- matrix interface,(G) depends mainly on the properties of the fibres.Each of the sentences in questions 11 to 14 consists of an assertion followed bya reason. Answer:(A) if both assertion and reason are true statements and the reason is a correct explanation of the assertion,(B) if both assertion and reason are true statements but the reason is not a true explanation of the assertion,(C) if the assertion is true but the reason is a false statement,(D) if the assertion is false but the reason is a true statement,(E) if both the assertion and reason are false statements.11. The coefficient of thermal expansion of an MMC with a ceramic reinforcement is less than that of the matrix because the coefficient of thermal expansion of a ceramic is usually less than that of a metal.12. Generally reinforcing a metal degrades both ductility and toughness because there is an increase in Young's modulus.13. Unfortunately reinforcement of a metal markedly reduces the fatigue resistance because cracks are readily formed within the reinforcement.14. The specific strength and modulus of a silicon carbide particle(碳化硅粒子) reinforced aluminium alloy are superior to those of the matrix because silicon carbide is more dense than the common aluminium alloys.9. A,C,E; 11. A; 12. B; 13. E; 14. B;9.Reinforcing alumina with SiC whiskers ABE(A) enhances the thermal shock resistance,(B) lowers the coefficient of thermal expansion,(C) decreases the thermal conductivity,(D) increases the density(E) improves the toughness..10.The room temperature tensile stress-strain curves in Figure 4.35 are for LAS-SiC fibre composites. The break-down of linearity in the curves at the point marked M is due to C （A）plastic deformation associated with dislocation motion,(B)fracture of the fibres,(C)matrix microcracking,(D)viscous flow of a glassy phase,(E)fibre pull-out.11.Chemical vapour deposition of a carbon matrix BE(A) is also commonly known as gas carbonization,(B) is also commonly known as chemical vapour infiltration,(C) produces a brittle composite with a glassy matrix,(D) is independent of deposition pressure,(E) is dependent on deposition temperature.9.ABE;10.C;11.BEIndicate whether statements 1 to 7 are true or false.1.Polyester(聚酯) and epoxy（环氧） are examples of thermosets(A)true(B)false2.Phenolic resins known as resoles or one-stage resins require the addition ofa curing agent prior to fabrication.(A) true(B) false3.Polycarbonate（聚碳酸酯）i s an accepted generic term for synthetic polyamides （聚酰胺）(A)true(B)false4.Hand lay-up（手糊成型）r equires little capital equipment but is labour intensive(A)true(B)false5.Figure 5.24 is a diagram of matched-die moulding（对模成型）(A)true(B)false6.It has been estimated that over three-quarters of all matrices of PMCs are thermosets and of these the majority is polyester.(A)true(B)false7.Although many benefits accrue from reinforcing PEEK（聚醚醚铜）, unfortunately the creep properties are significantly degraded with the result that PEEK matrix composites cannot be used at temperatures in excess of 40 ℃.(A)true(B)falseFor each of the statements of questions 8 to 14, one or more of the completions given are correct. Mark the correct completions.8.Thermosetting polymers(A)are also known as thermoplastic polymers,(B)are also known as rubbers,(C)readily cross-link during curing,(D)cannot be cured,(E)cannot be reheated and reshaped9.Thermoplastics(A)are cross-linked polymers,(B)are linear polymers,(C)may have branched chains,(D)readily flow at elevated temperatures,(E)cannot be reheated and shapedI0. Polyetheretherketone(聚醚醚铜)(A)is also known as PEEK,(B)is a type of nylon,(C)is a thermoplastic,(D)is a semi-crystalline polymer,(E)has a high glass-transition temperature of 143 ℃11 Spray-up(A)is faster than hand lay-up,(B)involves spraying a non-viscous resin at a preform,(C)involves spraying chopped fibres and resin on to a mould,(D)composites have to be rolled to give a smooth surface finish,(E)composites have to be rolled to remove entrapped air,(F)composites have to be vacuum degassed to remove entrapped air12.Pultrusion(A)is a slow labour intensive production method,(B)is particularly suited to the production of large, complex, planar shapes,(C)is used for the production of rods of uniform cross-section,(D)involves pushing fibres into a closed mould containing resin,(E)involves pulling resin impregnated fibres through a heated die.13.The mechanical properties of glass-reinforced epoxies are affected by moisture because(A)the epoxy matrix becomes more brittle,(B)the water acts as a plasticizer(C)the glass transition temperature is reduced,(D)the epoxy transforms to a weaker polyester,(E)the glass fibres can be degraded.14.Fatigue crack growth rate in PEEK matrix composites(A)is slower than in monolithic PEEK for the same test conditions,(B)is faster than in monolithic PEEK for the same test conditions,(C)obeys the law of mixtures,(D)obeys the Paris-Erdogan equation,(E)is proportional to the stress intensity factor range raised to a power,(F)is proportional to the square root of the creep modulus.Each of the sentences in questions 15 to 20 consists of an assertion followed by a reason. Answer:(A)if both assertion and reason are true statements and the reason is acorrect explanation of the assertion,(B)if both assertion and reason are true statements but the reason is nota true explanation of the assertion,(C)if the assertion is true but the reason is a false statement,(D)if the assertion is false but the reason is a true statement,(E)if both the assertion and reason are false statements.15.Thermosets are usually stiffer than thermoplastics because of the strong covalent bonding of the cross-links in the thermosets.16.Many thermoplastics are partially crystalline because thermoplasticscross-link to form a rigid network17.Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) is a terpolymer(三元共聚物) because it is a multi-phase material.18.The moulds used in resin transfer moulding may be complex, large and made from relatively inexpensive materials such as glass reinforced plastics because only low pressures are employed in the process.19.Vacuum forming requires matched-dies because, as in vacuum-assisted resin injection, extremely high pressures are involved.20.The longitudinal stiffness of continuous fibre reinforced epoxy is about 100 GPa irrespective of whether the reinforcement is glass, carbon or aramid because the glass-fibre reinforced epoxy has the highest density.Self-assessment1. A;2. B;3. B,4. A;5. B;6. A;7.B;8. C,E;9. B,C,D; 10. A,C,D,E; 11. A,C,D,E; 12. C,E; 13. B,C,E; 14. A,D,E; 15. A; 16. C;17. B; 18. A; 19. E; 20. D;1.为什么玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高？微裂纹假说：玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均匀性，使微裂纹产生的机会减少。

1.复合材料的分类方法？复合材料的分类方法也很多。

常见的有以下几种。

按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。

金属复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。

无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。

按增强材料种类分类玻璃纤维复合材料。

碳纤维复合材料。

有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。

金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。

陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。

此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。

混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。

按增强材料形态分类连续纤维复合材料作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。

短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。

粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。

编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。

按用途分类复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。

2.举例说明复合材料在现代工业中的应用？<1>建筑工业中，复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋，建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。

<2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。

<3>交通运输方面，如汽车制造业中，复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等；在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。

<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。

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。

大学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，这些材料在宏观上保持各自的物理和化学特性，但在微观上互相结合，形成具有独特性能的新材料。

以下是大学复合材料课程的复习题，供学生参考：一、选择题1. 复合材料通常由哪些基本部分组成？A. 基体材料B. 增强材料C. 表面涂层D. 所有选项2. 以下哪种不是复合材料的增强材料？A. 碳纤维B. 玻璃纤维C. 金属丝D. 橡胶3. 复合材料的界面结合力主要取决于什么？A. 增强材料的强度B. 基体材料的粘度C. 界面的化学和物理性质D. 复合材料的密度4. 复合材料的力学性能主要受哪些因素影响？A. 增强材料的类型和含量B. 基体材料的类型C. 界面结合力D. 所有选项5. 复合材料的制造工艺包括哪些？A. 手糊成型B. 压缩成型C. 树脂传递模塑D. 所有选项二、填空题6. 复合材料的______是指增强材料与基体材料之间的结合力。

7. 复合材料的______是指复合材料在受到外力作用时，不发生破坏的最大承载能力。

8. 复合材料的______是指在受到外力作用后，材料恢复原状的能力。

9. 复合材料的______是指材料在受到外力作用时，抵抗变形的能力。

10. 复合材料的______是指材料在受到外力作用时，抵抗断裂的能力。

三、简答题11. 简述复合材料的分类及其各自的应用领域。

12. 描述复合材料的界面结合力对复合材料性能的影响。

13. 解释复合材料的疲劳性能及其在工程应用中的重要性。

14. 讨论复合材料在航空航天领域的应用及其优势。

15. 分析复合材料在汽车工业中的应用及其对环境的潜在影响。

四、论述题16. 论述复合材料在现代建筑领域的应用及其与传统材料相比的优势和挑战。

17. 探讨复合材料在海洋工程中的应用，以及如何提高其耐腐蚀性能。

18. 分析复合材料在体育器材中的应用，并讨论其对运动员性能的影响。

19. 论述复合材料在生物医学领域的应用前景及其面临的技术挑战。

复合材料期末复习题库一、选择题1. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法复合而成的新材料，其主要特点不包括以下哪项？A. 高强度B. 轻质C. 易加工D. 导电性2. 纤维增强复合材料中，纤维主要作用是提供：A. 韧性B. 耐腐蚀性C. 强度D. 绝缘性3. 以下哪种不是常用的树脂基体材料？A. 环氧树脂B. 聚酯树脂C. 聚乙烯D. 酚醛树脂4. 复合材料的层合板结构中，每层材料的铺设角度对材料的性能有重要影响，其中0°铺设主要提供：A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗剪强度D. 抗冲击强度5. 复合材料的界面结合力是影响复合材料性能的关键因素之一，以下哪种方法可以增强界面结合力？A. 增加基体材料的粘度B. 提高纤维的表面粗糙度C. 降低纤维与基体的相容性D. 减少纤维的表面处理二、填空题6. 复合材料通常由______和______两部分组成。

7. 复合材料的命名通常遵循“______+基体材料”的规则。

8. 复合材料的力学性能主要取决于______和______的性能以及它们之间的______。

9. 复合材料的制备工艺包括______、______、______等。

10. 复合材料在______、______、______等领域有广泛的应用。

三、简答题11. 简述复合材料的优势和局限性。

12. 解释什么是复合材料的界面相容性和界面结合力，并说明它们对复合材料性能的影响。

13. 描述复合材料的常见制备工艺，并简述每种工艺的特点。

14. 举例说明复合材料在航空航天领域的应用。

15. 讨论复合材料在环境友好和可持续发展方面的优势。

四、计算题16. 假设有一块碳纤维增强环氧树脂基复合材料，其体积分数为60%碳纤维和40%环氧树脂。

已知碳纤维的密度为1.75 g/cm³，环氧树脂的密度为1.15 g/cm³，试计算该复合材料的密度。

五、论述题17. 论述复合材料在现代汽车工业中的应用及其对汽车性能的影响。