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复合材料复习资料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。
复合后的产物为固体时才称为复合材料，若为气体或液体，就不能成为复合材料。
2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。
（始终有基字）2）按增强材料分为：玻璃纤维复合材料；碳纤维复合材料；有机纤维复合材料；金属纤维复合材料；陶瓷纤维复合材料（始终有纤维二字）3）按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。
（两种的区别）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。
3复合材料的基体：金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构，要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好，选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。
对于高性能发动机，要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能，同时能在高温、氧化环境中正常工作，可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料；对于汽车发动机，选用铝合金基体材料；对于电子集成电路，选用银铜铝等金属为基体。
轻金属基体—铝基、镁基，使用温度在450℃左右或以下使用，用于航天及汽车零部件。
连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金，颗粒、晶须增强…采用高强度铝合金。
钛基，使用温度在650℃（450-700），用作高性能航天发动机镍基、铁基钴基及金属间化合物，使用温度在1200℃（1000℃以上），耐高温4聚合物基体一）简答题（各自优缺点）聚合物基复合材料的聚合物基主要有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
各自优缺点：二）聚合物基体的作用选择题：a . 将纤维黏在一起；b.分配纤维间的载荷；c .保护纤维不受环境的影响5陶瓷基特点：比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性、抗老化性好，但脆性大，韧性差。
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。
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(composite materials):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。
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智能复合材料混杂复合材料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。
增强体的基本特征：❖能明显提高材料的一种或几种性能❖具有良好的化学稳定性❖具有良好的润湿性碳纤维：由有机纤维如黏胶纤维、沥青纤维或聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，PAN）纤维在保护气氛（N2或Ar）下热处理碳化成含碳量90－99％的纤维。
碳纤维的性能➢最突出的特点是强度和模量高、密度小（1.5～2.0g/cm3), 因而比强度、比模量高。
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。
一.名词解释1.复合材料：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界限的、具有特殊性能的材料。
2.基体：复合材料结构中的连续相称之为基体。
基体的作用是将增强材料粘接成固态整体，保护增强材料，传递荷载，阻止裂纹扩展，如聚酯树脂、乙烯基树脂等。
3.增强体：以独立形态分布于基体中的分散相，由于其具有显著增强材料性能的特点，故称之为增强体。
如玻璃纤维、晶须等。
4.结构复合材料：结构复合材料主要是作为承力结构使用的复合材料，它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能联接增强体成为整体承载同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。
5.复合效应：复合效应实际上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。
它表现为复合材料的性能在其组分基础上的线性或非线性的综合。
6.非活性稀释剂：用于降低树脂黏度且不参与树脂固化反应，在树脂成型中挥发的物质。
7.活性稀释剂：用于降低树脂黏度且参与树脂固化反应，成为材料成分的物质。
8.环氧值：每100g环氧树脂中所含有的环氧基的摩尔数。
9.环氧当量：含有1mol环氧基团的树脂的质量。
10.双酚A型环氧树脂：双酚A型环氧树脂是二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的聚合物。
11.手糊成型工艺:手糊成型又称接触成型，采用手工方法将纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型、室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模成制品的工艺方法。
12.模压成型:将复合材料片材或模塑料放入金属对模中，在温度和压力作用下，材料充满模腔，固化成型，脱模制得产品的方法。
13.喷射成型工艺:通过喷枪将短切纤维和雾化树脂同时喷射到模具表面，经棍压、固化制得复合材料制件的方法。
14.树脂传递模塑（RTM）:通过压力将树脂注入密闭的模腔，浸润纤维织物毛坯，然后固化成型的方法。
15.增强材料：在复合材料中，能提高基体材料机械强度、弹性模量等力学性能的材料。
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。
1、人类发展史与材料史人类为了谋求生存和发展，企求用理想材料制成新工具的愿望总是随着历史的发展不断探索不断前进。
因此，人类发展的历史就和材料的发展的历史息息相关。
研究人类历史的人们都可以清楚地知道，人类历史上各方面的进步是与新材料的发现、制造和应用分不开的。
2.历史学家对材料史的划分石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代。
其后人类又发明了高分子材料、先进复合材料和智能材料。
3.科学中的复合材料 a.复合是自然界的基本规律b.复合是科学的基本思想c. 材料的复合化是材料发展的基本趋势4.复合材料的概念复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
5.复合材料的分类1.复合材料按其组成分为：金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
2.按其结构特点又分为：纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
3.复合材料按基体材料分类：树脂基，分为热固性和热塑性；金属基；陶瓷基，分为炭基、玻璃基和水泥基。
4.复合材料按功能分类：结构复合材料和功能复合材料6.复合材料的性能特点优点：a .比强度和比模量高b.良好的抗疲劳性能。
c .减振性能好d.高温性能好e.各向异性和性能可设计性f.材料与结构的统一性g.其他特点，过载时安全性好、具有多种功能性、有很好的加工工艺性缺点：稳定性稍差，耐温和老化性差，层间剪切强度低等7.几种新型复合材料的概念热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。
压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
隐身材料是一种新近出现的具有隐蔽自己的功效的材料,隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，是隐身技术的重要组成部分。
按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。
按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料 光致变色材料，是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料。
吸声材料，是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。
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C. 增强相和基体相的配比D. 手工制备和自动化制备11. 复合材料在航空航天领域的应用主要体现在（）。
A. 飞机机身和发动机B. 航天器C. 卫星D. 无人飞行器12. 复合材料在汽车制造领域的应用主要体现在（）。
A. 车身结构B. 发动机零部件C. 汽车轮胎D. 座椅材料13. 复合材料在体育器械领域的应用主要体现在（）。
一、复合材料为何具有可设计性？简述复合材料设计的意义。
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，赋予复合材料的可设计性。
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。
四、在聚合物基复合材料屮，为什么必须有适度的界面粘结？答：界面粘结的好坏直接影响增强体与基体之间的应力传递效果，从而影响复合材料的宏观力学性能。
界面粘结太弱，复合材料在应力作用下容易发生界面脱粘破坏，纤维不能充分发挥增强作用。
若对增强材料表面采用适当改性处理,不但可以提高复合材料的层间剪切强度, 而且拉伸强度及模量也会得到改善。
但同时会导致材料冲击韧性下降，因为在聚合物基复合材料川，冲击能量的耗散是通过增强体与基体Z间界面脱粘、纤维拔出、增强树料与基体Z 间的摩擦运动及界面层可塑性变形来实现的。
若界面粘结太强，在应力作用下，材料破坏过程中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破坏。
适当调整界面粘结强度，使复合材料的裂纹沿界面扩展，形成曲折的路径，耗散较多的能量，则能提高复合材料的韧性。
因此，不能为提高复合材料的拉伸强度或抗弯强度而片面提高复合材料的界面粘结强度，要从复合树料的综合力学性能出发，根掘具体要求设计适度的界面粘结，即进行界向优化设计。
四、叙述金属基复合材料基体选择的原则。
答：（1）金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。
（2）由于增强体的性质和增强机理不同，在基体材料的选择上有很大差别。
（3）选择金属基体时要充分考虑基体与增强体的相容性和物理性能匹配。
尽量避免增强体与基体合金之间有界面反应，界面润湿性良好。
八、根据下图，讨论为什么在相同体积含量下，SiC晶须增强MMC强度（抗拉与屈服强度）均高于颗粒增强MMC,而这两者的弹性模量相差不大。
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。
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。
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/Alf（纤维），w（晶须），p（颗粒）比如：TiO2p3. 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。
v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）v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v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。
以PAN为例(制造高强度、高模量碳纤维多选用聚丙烯腈)：拉丝--牵引--稳定化--碳化--石墨化拉丝：即PAN原纤维制备，湿法纺丝、干法纺丝，不能熔融纺丝；PAN特性：受热分解不熔融。
施加牵伸力目的在于使纤维产生择优取向，提高强度和模量。
碳纤维的表面处理方法（见第4章）石墨纤维和碳纤维的区别：处理温度不同、C含量不同、晶型不同碳纤维结构：乱层石墨结构。
特性：导热系数较高、线膨胀系数具有负的温度效应（可以抵消热胀冷缩现象）例1)碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体，具有韧性好等特点，下列物质中可用于制造的是（）。
A、电话亭和餐桌椅B、网球拍和钓鱼竿C、飞机用隔热瓦2)在PAN法制备CF的工艺过程中，为什么要进行预氧化、碳化和石墨化三个处理过程（P20）聚丙烯腈纤维（PAN）是线性高分子结构，耐热性差，高温会裂解，不能经受碳化的高温得到碳纤维，预氧化可避免直接碳化处理时爆发产生有害的闭环和脱氢等放热反应，防止后续工序中纤维熔并。
碳化是在N2保护下进行热解反应，将结构中不稳定部分与非碳原子裂解出去，同时进行分子间的缩合，形成碳素缩合环。
石墨化处理可以使碳纤维发生石墨化结晶，形成石墨纤维，以较大幅度提高碳纤维的模量v SiC纤维1) 特点：高比强度、高比模量、高温抗氧化性、优异的耐烧蚀性、耐热冲击性和吸波隐身性能等。
2) 碳纤维增强铝基复合材料可用于飞机、导弹、发动机的高性能结构件。
碳化硅纤维增强聚合物基复合材料，可以吸收或透过部分雷达波；作为雷达天线罩、火箭、导弹和飞机等飞行器部件的隐身结构材料，和航空、航天、汽车工业的结构材料与耐热材料。
3) 制备： (i) 化学气相沉积法CH3SiCl3→ SiC↓ +3 HCl↑(ii) 先驱体法： (Nicalon) 制备聚碳硅烷、熔融纺丝、不熔化处理和高温烧成。
3、晶须1) 晶须与纤维的区别： ①晶须是单晶；纤维可以是非晶、单晶或多晶； ②晶须直径< 3 μm ; 纤维直径几微米至几十微米。
③晶须较纤维缺陷少，强度高（机械强度近似相邻原子之间的作用力）、模量大。
2) 晶须主要分陶瓷晶须(Al 2O 3、SiC) 和金属晶须两大类。
3) 唯一一种具有空间结构的晶须： ZnO 晶须4、颗粒颗粒增强体（炭黑）与填料（滑石粉、CaCO 3）的区别：前者以增强为主要目的，后者以填充体积为主要目的。
刚性颗粒增强体：指具有高强度、高模量、耐热、耐磨、耐高温的陶瓷和石墨等非金属颗粒，如碳化硅、氧化钛、氮化硅、石墨、细金刚石等。
延性颗粒增强体：主要为金属颗粒，加入到陶瓷基体和玻璃陶瓷基体中增强其韧性，如Al 2O 3中加入Al ，W C 中加入Co 等。
金属颗粒的加入使材料的韧性显着提高，但高温力学性能会有所下降。
例：下列哪一项不是颗粒增强体的特点（ ）。
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、体积分数等C 、成本高5、有机高分子纤维v Kevlar纤维（芳纶纤维）：聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成。
（PPTA）合成方法：1) PPTA分子合成（P42）；2) 纺丝：湿纺、干喷和干喷—湿纺(溶致液晶)可用来制备防弹衣Kevlar纤维化学结构特点：含有大量苯环，内旋转困难，为处于拉伸状态的刚性伸直链晶体。
苯环与酰胺键交替排列对称性好，结晶性好。
分子间有氢键。
v芳香族聚酯纤维：可以进行熔融纺丝。
v UHMW-PE：密度最低的高性能纤维。
第三章 复合理论复合理论：包括组分相（基体、增强体）的合理设计、组分相间的复合机理（复合效应与增强原理）。
1、复合材料设计的原理复合材料为什么具有可设计性2、复合材料的复合效应线性效应(平均效应、平行效应、相补效应、相抵效应)平均效应： 密度、单向纤维复合材料的纵向杨氏模量等单向纤维复合材料的横向杨氏模量等例： SiC f /硼硅玻璃复合材料的强度随增强纤维体积含量线性增加反映的是复合线性效应中的（ ）A 、平均效应B 、平行效应C 、相补效应D 、相抵效应()11()c i i i c iK K K K φφ==∑∑并联模型串联模型平行效应：c i K K ≅即：复合材料的某项性能与某一组分的该项性能相当。
（如玻璃纤维增强环氧树脂的耐蚀性能与基体相当）相补效应：组成复合材料的基体与增强体，在性能上互补，从而提高了综合性能，显示出相补效应。
相抵效应：基体与增强体组成复合材料时，组分间性能相互制约，限制了整体性能提高（性能低于混合定律的预测值），则复合后显示出相抵效应。
（脆性的纤维增强体与韧性基体组成的复合材料，当两者界面结合很强时，复合材料整体显示为脆性断裂）非线性效应(相乘效应、诱导效应、系统效应、共振效应)相乘效应： (/)(/)/X Y Y Z X Z ⋅=例: 用作温度自控发热体的石墨粉/聚合物复合材料，可以达到自动控温的效果，其利用的是复合效应的________。
诱导效应：诱导另一相材料产生特殊的界面层，传递载荷，改变功能。
（在碳纤维增强尼龙或聚丙烯中，由于碳纤维表面对基体的诱导作用，致使界面上的结晶状态与数量发生了改变，如出现横向穿晶等，这种效应对尼龙或聚丙烯起着特殊的作用。
）系统效应：复合材料具有单个组分不具有的某种性能。
（涂膜的硬度大于基体和膜层硬度之和）共振效应（强选择性效应）：A组分的大多数性能受到抑制，而其某一项性能充分发挥。
(导电不导热)例：彩色胶卷仅含有三种感光乳剂层却能记录各种颜色，利用了复合效应中的（）A、诱导效应B、系统效应C、相补效应3、复合材料的增强机制颗粒增强机制（颗粒切过、颗粒未切过）颗粒切过增强机制1) 适用于：颗粒的尺寸较大(> 1 μm)，自身强度不高，结合力较强2) 受力特点：基体承担主要的载荷，颗粒阻止位错的运动，并约束基体的变形。
3) 位错切过强化：（有序增强机制、界面强化机制、共格应变强化机制等）4) 颗粒的尺寸越小，体积分数越大，强化效果越好。
颗粒未切过增强机制（颗粒较小，<1 μm）低温、高外加应力----位错绕过理论（Orowan机制）（注意：有位错环）1) 硬质颗粒如Al2O3，TiC，SiC阻碍基体（金属基）中的位错运动或分子链（高聚物基）运动。
2) 载荷主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动。
3) 颗粒尺寸越小，体积分数越大，强化效果越好。
一般V p为1%~15%，d p 为μm ~ μm。
高温、低外加应力----位错攀移机制1) 形式：局部攀移和整体攀移残余应力强化机制：增强体颗粒与基体的膨胀系数和弹性模量存在差异，使得裂纹在界面处发生偏转（消耗更多能量），起到增韧补强复合材料。
影响颗粒增强因素：颗粒的性质、基体性质、结合界面、制备工艺（P61）。
纤维增强机制受力特点：高强度、高模量的纤维承受载荷，基体只是作为传递和分散载荷的媒介。
单向排列连续纤维增强原理（单向长纤维）纵向：1) 初始阶段(纤维、基体、复合材料具有相同的应变)c f f m m E E V E V =+纤维/基体弹性模量的比值↑，纤维体积含量↑，则纤维承载比↑。
2) 断裂顺序和断裂强度： （会分析，判断谁先断裂，然后该材料断裂后另一种材料能否承受全部载荷）纤维的强化作用取决于纤维与基体的性质、二者的结合强度、纤维在基体中的排列方式。
为了达到纤维增强的效果，须遵循以下原则：（简答题）1) 纤维的强度和弹性模量应远高于基体（使纤维尽可能多的承担外加负荷）；2) 纤维与基体间应有一定的界面结合强度，以保证基体所承受的载荷能通过界面传递给纤维，并防止脆性断裂；3) 纤维的排列方向要与构件的受力方向一致；4) 纤维与基体的热胀系数应匹配（纤维的热膨胀系数略大于基体）；5) 纤维与基体不能发生使结合强度降低的化学反应；6) 纤维所占体积分数、纤维长度和直径及长径比等必须满足一定要求。
复合材料的物理性质1) 热膨胀系数：满足平均效应。
一般无机材料的热膨胀系数较聚合物的要小得多，所以，以无机材料为增强体的聚合物基复合材料其热膨胀系数要较纯聚合物的小，其数值接近于金属的热膨胀系数。
2）导热系数：不满足平均效应，复合材料的导热系数小于组分的导热系数空气为填料的泡沫塑料是良好的隔热材料，而以碳纤维、金属粉等为增强体的复合材料则可作为导热性复合材料使用。
