复合材料复习题(全)
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24、钛合金的主要合金化元素有哪些?如何对其进行分类?绘图比较不同类型合金元素与Ti形成二元合金时的相图类型及合金元素的作用。
25、图示说明扩散结合法与粉末冶金法制备MMC的工艺流程,比较其适用范围及工艺特点。
26、图示说明喷射沉积(Ospray)法的工艺过程及优点。
27、什么是PMC?简述其分类方法及总体特点。
28、选择三种常被用作PMC基体材料的热固性树脂,比较其固化反应及性能特点。
29、绘制PMC制备的基本流程图,简述其基本技术要求。
30、图示说明手糊成型的基本步骤、工艺流程及优缺点。
31、比较喷射成形、拉挤成形和RTM成形的工艺流程和特点。
32、图示说明缠绕成形的原理、工艺流程、主要缠绕模式及工艺特点。
33、试比较热固性/热塑性树脂基PMC注射成形工艺的区别。
34、归纳总结PMC成形制备的特点和工艺选择设计的基本规程。
35、图示说明CVI法制备CMC的原理,比较ICVI和FCVI法的异同及特点。
36、如何利用反应烧结法和溶胶凝胶法制备FRCMC?二者各有何优缺点?37、影响CMC性能的主要因素有哪些?基本的影响规律如何?38、什么是C/C复合材料?有何性能特点?绘出其制备流程示意图。
39、利用浸渍碳化法制备C/C,浸渍剂的选择有哪些原则?采用合成树脂和沥青各有什么优缺点?40、图示说明CVD沉碳工艺中等温法、温差法、压差法的实现原理和优缺点。
41、现有连续纤维五种,其直径、密度、抗拉强度及拉伸试验中确定的极限应变量数据如下表所示:纤维直径(μm)密度(g/cm3)抗拉强度(GPa)断裂应变量(%)C f7.5 1.8 3.75 1.5B f150 2.6 3.6 1.0CVD-SiC f100 3.0 3.2 0.8PC-SiC f10 2.4 3.0 1.5Al2O3f20 4.0 1.4 0.4将其切断为长2 mm的短切纤维,以作为不连续增强体制备Al基MMC,所采用的Al合金基体材料的拉伸应力应变曲线如下图所示。
复合材料复习题1、简述增强材料(增强体、功能体)在复合材料中所起的作用,并举例说明。
填充:廉价、颗粒状填料,降低成本。
例:PVC中添加碳酸钙粉末。
增强:纤维状或片状增强体,提高复合材料的力学性能和热性能。
效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。
例:TiC颗粒增强Si3N4复合材料、碳化钨/钴复合材料,切割工具;碳/碳复合材料,导弹、宇航工业的防热材料(抗烧蚀),端头帽、鼻锥、喷管的喉衬。
赋予功能:赋予复合材料特殊的物理、化学功能。
作用取决于功能体的化学组成和结构。
例:1-3型PZT棒/环氧树脂压电复合材料,换能器,用于人体组织探测。
2、复合材料为何具有可设计性?简述复合材料设计的意义。
如何设计防腐蚀(碱性)玻璃纤维增强塑料?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,赋予了复合材料性能的可设计性。
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。
耐碱玻璃纤维增强塑料的设计:使用无碱玻璃纤维和耐碱性树脂(胺固化环氧树脂)。
在保证必要的力学性能的前提下,尽量减少玻璃纤维的体积比例,并使树脂基体尽量保护纤维不受介质的侵蚀。
3、简述复合材料制造过程中增强材料的损伤类型及产生原因。
力学损伤:属于机械损伤,与纤维的脆性有关。
脆性纤维(如陶瓷纤维)对表面划伤十分敏感,手工操作、工具操作,纤维间相互接触、摆放、缠绕过程都可能发生。
化学损伤:主要为热损伤,表现为高温制造过程中,增强体与基体之间化学反应过量,增强体中某些元素参与反应,增强体氧化。
化学损伤与复合工艺条件及复合方法有关。
热损伤伴随着增强体与基体之间界面结构的改变,产生界面反应层,使界面脆性增大、界面传递载荷的能力下降。
4、简述复合材料增强体与基体之间形成良好界面的条件。
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。
复合材料试验工(高级)职业技能鉴定考试题库大全(通用版)一.判断题1.碳纤维是一种具有负线膨胀系数的材料。
()A、正确B、错误参考答案:A2.安全方针是预防第一,安全为主。
()A、正确B、错误参考答案:B3.一般溶液法配置的树脂溶液在常温下贮存期为3个月。
()A、正确B、错误参考答案:A4.玻璃钢蜂窝夹层采用粘接拉伸法成型。
()A、正确B、错误参考答案:A5.聚苯硫醚是热固性树脂。
()A、正确B、错误参考答案:B6.表面粗糙度越低,精度越高。
()A、正确B、错误参考答案:B7.复合材料壳体加工装配的过程中可能会产生分层缺陷。
()A、正确B、错误参考答案:A8.预浸料铺层时关键是不要带入异物,铺层角度可以不顾及。
()A、正确B、错误参考答案:B9.场地紧张时,生产现场的消防通道可以临时占用。
()A、正确B、错误参考答案:B10.透气毡RC3000-10最高使用温度为205℃。
()A、正确B、错误参考答案:A11.复合材料制品的疏松缺陷比分层缺陷更严重。
()A、正确B、错误参考答案:B12.组装蜂窝口盖时,蜂窝夹芯下陷应与加强板吻合。
()A、正确B、错误参考答案:A13.碳纤维预浸料质量分析时只需检测树脂含量及挥发分含量即可。
()A、正确B、错误参考答案:B14.真空泵接上电源开始工作时,发现有真空泵油向外喷出,是因为油嘴没盖上盖。
()A、正确B、错误参考答案:B15.从业人员有权对本单位安全生产工作中存在的问题提出批评.检举;有权拒绝违章指挥和强令冒险作业。
()A、正确B、错误参考答案:A16.夹层结构复合材料的芯材主要有蜂窝芯材和合成泡沫芯材。
()A、正确B、错误参考答案:A17.碳纤维是一种具有负线膨胀系数的材料。
()A、正确B、错误参考答案:A18.复合材料切削加工时,不能用太锋利的刀具,以防分层。
()A、正确B、错误参考答案:B19.复合材料的机械连接修理法是将补片通过机械连接盖住损伤或缺陷区完成修理的一种方法。
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。
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<lc 时,纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力√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<ygs时,易发生浸润)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)。
复合材料试验工职业技能鉴定考试题库附答案(含各题型)一、单选题1.以下哪项不是软模成型工艺的优点()。
A、与金属模具成型相比,产品的结构尺寸精确易控B、软膜膨涨加压,可以解决复杂结构构件加压问题C、固化降温后,软膜收缩,便于脱模D、软膜可以多次使用,降低制造成本参考答案:A2.先进树脂基复合材料的纤维体积通常为()。
A、40%以下B、30%~50%C、50%~70%D、70%以上参考答案:C3.预浸料需要在()下贮存。
A、常温B、高温C、低温D、无所谓参考答案:C4.()是制造蜂窝夹芯用的防腐底胶。
A、SJ-2CB、J-70C、J-71D、J-47B参考答案:B5.聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是()。
A、玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料B、玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料C、聚酰胺材料D、聚酰胺基玻璃纤维复合材料参考答案:C6.下列纤维中模量最高的是()。
A、S-2高强玻璃纤维B、高膜玻璃纤维C、T300碳纤维D、M40碳纤维参考答案:D7.阳模是()A、分成两瓣的B、向内凹陷的C、向外凸出的D、分成多瓣的参考答案:C8.纤维增强塑料一词缩写为()。
A、FRPB、CFRPC、GFRP参考答案:A9.无损检测通常可以检测复合材料制品的缺陷是()。
A、纤维与基体树脂的比例不当B、铺层方向错误C、铺层顺序错误D、疏松参考答案:D10.由于SJ-2A胶膜自粘性差,贴胶膜一般在电热平台上进行,温度控制在()。
A、20~30℃B、30~40℃C、40~50℃D、50~60℃参考答案:C11.车间内的明.暗插座距离地面的高度一般不低于多少米?()A、0.3米B、0.2米C、0.1米D、0.5米参考答案:A12.钢的含碳量是()。
A、小于2.0%B、小于2.11%C、小于1.8%D、小于3%参考答案:B13.J-47C的用途是()。
A、板─芯胶接B、板─板胶接C、夹层结构填充补强D、胶接用底胶参考答案:A14.胶粘剂又称粘合剂,它是能把()。
复合材料成形部分-复习习题一、填空题:1)、复合材料主要组成部分有基体、增强体。
2)、金属粉末的常用制备方法:雾化法、机械粉碎法、还原法、气相沉积法。
3)、陶瓷粉体烧结影响因素有:粉体颗粒度、外加剂作用、烧结温度和时间、烧结气氛、成形压力。
4)、粉末材料成形工艺主要有:粉末冶金、压制成形、注射成形、复合成形。
5)、热塑性塑料制品注射成型过程可分为合模、注射、保压、冷却、脱模等几个工序。
6)、注射成型制品的主要缺陷是翘曲,过度充填是引起该缺陷最常见的原因之一。
7)、金属基复合材料基体的选择原则:金属基复合材料的使用要求、金属基复合材料组成的特点、基体金属与增强体的相容性。
8)、金属基的液态制造技术有:真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌铸造法、液态金属浸渍法、共喷沉积法、热喷涂法等。
二、选择题:1、以下介质一般不作为冷等静压的压力介质是( C ):A油B水C氩气 D 乳化液2、以下不属于热固性复合材料固化工艺特点的是( D ):A 树脂分子与固化剂分子形成活化中间体B 树脂分子与固化剂分子交联C 树脂分子与固化剂分子交联固化,形成三维网状结构D 一个可逆的动态过程3、以下金属基复合材料制备技术中,不属于液体制造技术的是(B ):A 压力浸渍B 沉积法C 挤压、搅拌铸造D 粉末冶金4、以下性质中不属于陶瓷基复合材料的主要特性是( D ):A 耐高温B 抗腐蚀C 高强度D 延展性5、以下不属于金属注射成形工艺技术优点的是(B ):A 产品性能各项同性B 采用少量粘结剂C 可制造粉末冶金无法制造的产品D产品尺寸精度高6、聚合物基复合材料制备的大体过程不包括( D ):A 预浸渍制造B 制件的铺层C 固化及后加工处理D 干燥7、粉末材料主要模压成形工艺不包括( A ):A 注射成形B 温压成形C 热压成形D 模压成形三、判断1 、过程综合指工艺流程的缩短化。
(对)2 、相比于机械粉碎法,雾化法是一种简便且经济的粉末生产方法。
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()。
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。
2014学年度第一学期课程考试《复合材料》本科试卷(B 卷)分:1•复合材料中的〃碳钢〃是()A.玻璃纤维增强A1基复合材料。
B 、玻璃纤维增强塑料。
C 、碳纤维增强塑料。
D.氧化铝纤维増强塑料。
2•材料的比模量和比强度越高()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•在体积含量相同情况下z 纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料() A >前者成本低B >前者的拉伸强度好C 苛奢IW 艸夹源广活D 苛奢协丁萸态舄 4. Kevlar 纤维()A 、由干喷湿纺法制成。
B >轴向强度较径向强度低。
注意事项:1•本试卷共六大题,满分100分,考试时间90分钟,闭巻2. 考前请将密封线内各项信息填写淸楚:3. 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效; 4 •考试结朿,试卷、草稿纸一并交回。
分,每题2分) 选择题(30【得()轴暑.sg u .o o o ^ =i l ®i u-MY M 60S CXI d K 0O O O S CXI J KO08T 出K60鋼.<( )-出望—超照旺,9Yoo o mi lsi u7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一是() A 、环氧树脂吸湿变脆。
B 、水起増塑剂作用z 降低树脂玻璃化温度。
C 、环氧树脂发生交联反应。
D 、环氧树脂发生水解反应。
8、 玻璃纤维()A 、由Si02玻璃制成。
B 、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。
C 、其强度比整块玻璃差。
D 、价格贵、应用少。
9、 生产锦纶纤维的主要原料有() A 、聚碳酸酯。
B 、聚丙烯睛。
C 、尼龙。
D 、聚丙烯。
10、晶须()A 、其强度高于相应的本体材料。
B 、长径比一般小于5011 >对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是()。
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。
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。
借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用的材料,超声学检查设备的元件之一 智能材料,是一种能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。
机敏材料能检知环境变化,并通过改变自身一个或多个性能参数对环境变化作出响应,使之与变化后的环境相适应的材料8.复合材料的发展史复合材料的几个发展阶段:天然复合材料、传统复合材料、通用复合材料、先进复合材料9.先进复合材料60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。
按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料12.金属材料的工艺性能:铸造性能主要指液体金属的流动性、凝固过程中的收缩和偏析倾向,以及气体的吸收和排除等。
压力加工性能包括充填模具所需要的固态流动性,对模壁的摩擦阻力,对氧化起皮的抗力,热裂趋势,冷变形时形变硬化趋势,不均匀变形的趋势。
焊接性能包括可焊性、熔接合金成分的改变、吸气性及氧化性、内应力及冷热开裂倾向、热影响区的组织改变及晶粒长大趋势等。
切削加工性能指切削速度、切削表面光洁度、刀具寿命及切削功耗等。
热处理性能包括淬硬性、淬透性、淬火变形趋势、表面氧化及脱碳趋势、热导率、晶粒长大趋势、回火脆性等。
16.铸造铝合金和变形铝合金的差别:铸造铝合金硅元素的最大含量超过多数的变形铝合金中的硅含量。
铸造铝合金除含有强化元素外,还必须含有足够的共晶型元素(通常是硅),以使合金有相当的流动性,易于填充铸造时铸件的收缩缝。
变形铝合金是铸锭经过冷热压力加工后形成各种型材。
因此,要求合金具备优良的冷热加工工艺性能,组织中不允许有过多的脆性第二相。
///铸造铝合金合金元素含量比变形铝合金元素高、、铸造铝合金组织粗大,有严重的晶内偏析和粗大针状化合物。
18,Cu中杂质的影响:工业纯铜中常见的杂质元素有O、S、Pb、Bi、As、P等,它们对铜的机械与物理性能以及加工工艺性能都有很大的影响。
当杂质元素含量超过其在Cu中的极限溶解度,出现多相结构时,则不仅明显降低导电、导热性,而且显著降低塑性变形能力。
铅和铋基本不溶于铜,微量的铅和铋均能与铜形成低熔点的共晶组织,共晶组织分布在晶界上,热加工时这些低熔点的共晶组织先熔化,使晶粒结合强度降低,在加工过程中造成热脆性。
砷能全溶于铜中,对铜的塑性变形能力影响不大,但他提高纯铜的强度、硬度,降低铜的导电、导热洗性。
氧和硫都是有害杂质,他们与铜形成Cu2O和CuS,以粒状共晶体形式分布在铜晶粒内和晶界上,在冷加工时有极坏的影响,能引起冷脆性,使铜的冷加工性能变坏。
含有氧的铜在含有氢气或一氧化碳等还原性气氛中加热时,氢及一氧化碳等气体会扩散渗入铜中与氧气起反应,形成不溶于铜的水蒸气或二氧化碳,在局部地区产生很大的压力,而造成微裂纹,使铜在随后的加工或使用过程中发生破裂,即产生所谓“氢病”。
19.黄铜中Zn含量对性能的影响:当Zn含量小于32%时,Zn完全溶于α固溶体中,起固溶强化作用,使黄铜的强度和塑性随Zn含量的增加而提高。
当Zn含量超过32%时,由于合金组织中出现脆性的β’相,使塑性下降,而强度继续提高。
当Zn含量达45%到47%时,由于合金组织中几乎全部由β’相组成并开始出现γ’相,其强度和塑性急剧降低。
21.硅酸盐水泥的生产过程:硅酸盐水泥的生产技术概括起来叫“两磨一烧”,即生料的配制与磨细;将生料经煅烧使之部分熔融形成熟料;将熟料与适量石膏共同磨细成为硅酸盐水泥。
23.水泥熟料中的成分及作用:熟料中矿物的成分:C3S、C2S、C3A、C4AFC3S在熟料含量约为37--60%,是书辽宁中的主要成分,C3S单独与水作用的特点是在水化之后早期强度及总强度较高,水化放热较多,凝结硬化快,是决定水泥早期强度和总强度的主要成分,C3S含量越高对水泥强度越有利。
C2S在水泥熟料中的含量约15——37%,C2S单独与水作用的特点是水化速度极慢,水化放热小,早期强度的低,后期强度有增进,是决定水泥后期强度的主要成分。
C3A在水泥熟料中的含量约为7——15%,其水化特点是有极强的水化能力,遇水后很快发生化学反应而迅速凝结。
它放热量居几种熟料矿物之首,而且又集中在水化前期,是决定水泥放热的重要矿物,C3A总强度不高,主要在水化前期形成。
C4AF在水泥熟料中的含量约为10——18%,其水化速度仅次于C3A,水化热小,主要在后期放出,早期具有一定强度,但总强度低。
24. 氯化镁的作用及用量:氯化镁溶液(密度为1.2g/cm3)的掺量一般为菱苦土的55%~60%。
掺量太大则凝结速度过快,且收缩大、强度低。
掺量过少,则硬化太慢、强度也低。
此外,温度对凝结硬化很敏感,氯化镁掺量可作适当调整。
26.聚合物的物理性能:高分子化合物的热变形性,聚合物的电绝缘性、绝热、隔音性能,聚合物的老化。
28.复合材料选用聚合物的原则:复合材料选用聚合物要考虑如下因素:1.产品性能2.对纤维应有良好的浸润性和粘附力3.具有良好的工艺性,包括粘度、温度、使用寿命、毒性要低和刺激性要小、来源方便和价格低廉。
31.玻璃纤维的分类:1.以玻璃原料成分分类,这种分类方法主要用于连续玻璃纤维的分类。
一般以不同的含碱量来区分:(1)无碱玻璃纤维(2)中碱玻璃纤维(3)有碱玻璃纤维(4)特种玻璃纤维2.以单丝直径分类,玻璃纤维单丝呈圆柱形,以其直径的不同可以分为以下几种:粗纤维:30 um;初级纤维:20 um;中级纤维:10 ~ 20 um ;高级纤维:3 ~ 10um (亦称纺织纤维)。
3.以纤维外观分类:有连续纤维,其中有无捻粗纱及有捻粗纱(用于纺织)、短切纤维、空心玻璃纤维、玻璃粉及磨细纤维等。
4.以纤维特性分类,根据纤维本身具有的性能可分为:高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、普通玻璃纤维(指无碱及中碱玻璃纤维)。
32.玻璃纤维的结构假说:微晶结构假说的要点:玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子”组成,在“微晶子”之间由硅酸块过冷溶液所填充。
网络结构假说的要点:玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规则三维网络;网络间的空隙由Na、K、Ca、Mg等阳离子所填充。
二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃性能的基础,填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。
33.玻璃纤维的化学组成:玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅、三氧化二硼、氧化钙、三氧化二铝等。
玻璃纤维的化学组成对玻璃纤维的性质和生产工艺起决定性作用。
氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物,它可以降低玻璃的熔化温度和粘度,使玻璃熔液中的气泡容易排除。
氧化钠和氢化钾的含量越高,玻璃纤维的强度、电绝缘性能和化学稳定性都会相应的降低。
加入氧化钙、三氧化二铝等,能在一定条件下构成玻璃网络的一部分,改善玻璃的某些性质和工艺性能。
总之,玻璃纤维化学成分的制定,一方面要满足玻璃纤维物理和化学性能的要求,具有良好的化学稳定性;另一方面要满足制造工艺的要求,如合适的成型温度、硬化速度及粘度范围。
34.玻璃纤维的力学性能及假说:玻璃纤维的最大特点是拉伸强度高。
微裂纹假说认为,玻璃的理论强度取决于分子或原子间的引力,其理论强度很高,但在它们当中,存在着数量不等,尺小不同的微裂纹,从而大大降低了其强度。
35.影响玻璃纤维强度的因素:A、一般情况,玻璃纤维的拉伸强度随直径变细而拉伸强度增加。
B、拉伸强度也与纤维的长度有关,随着长度增加拉伸强度显著下降。
C、纤维的强度与玻璃化学成分关系密切。
对于同一系统(即基本组分)来说,部分改变氧化物的种类和数量,纤维强度改变不大(20%—30%)。
而改变系统(即改变它的基本组分),强度会产生大幅度地变化。
D、纤维老化的影响,当纤维存放一段时间后,会出现强度下降的现象,称为纤维的老化。
E、纤维的疲劳影响,玻璃纤维的疲劳一般是指纤维强度随施加负荷时间的增加而降低的情况。
F、成型方法和成型条件强度的影响,玻璃纤维成型方法和成型条件对强度也有很大影响。
如玻璃硬化速度越快,拉制的纤维强度也越高。
36.凯夫拉纤维:凯夫拉纤维的制造过程分为两个阶段:第一阶段由对苯二胺与苯二甲酸酰氯缩聚成对苯撑对二甲酰胺的聚合体(PPTA);第二阶段是将聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝,制成所需纤维材料。
干喷湿纺工艺是采用高浓度、高温度的PPTA液晶溶液在较高的喷丝速度下喷丝,喷丝进入温度低的凝固溶液浴,在凝固液浴中,经过一个纺丝管,在凝固液的作用下形成丝束,绕到绕丝辊上,再经洗涤,在张力下于热辊上干燥。
最后在惰性气体中于较高的温度下进行热处理,即得到凯夫拉纤维。