《材料学概论》题库资料复合材料部分(20200627203411)

复合材料题库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。

随着科技的不断发展，复合材料在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域得到了广泛的应用。

为了帮助大家更好地了解和掌握复合材料的相关知识，以下是一个复合材料题库。

一、选择题1、以下哪种材料不属于复合材料？（）A 钢筋混凝土B 铝合金C 碳纤维增强复合材料D 玻璃纤维增强塑料2、复合材料的优点不包括（）A 高强度B 高模量C 良好的耐腐蚀性D 成本低3、常见的增强纤维有（）A 玻璃纤维B 碳纤维C 芳纶纤维D 以上都是4、以下哪种树脂常用于复合材料的基体？（）A 环氧树脂B 酚醛树脂C 不饱和聚酯树脂D 以上都是5、复合材料的界面性能对其力学性能有着重要的影响，界面的作用不包括（）A 传递载荷B 阻止裂纹扩展C 降低材料强度D 协调变形二、填空题1、复合材料按基体材料分类，可分为______、＿_____和______。

2、碳纤维增强复合材料的性能特点包括______、＿_____和______。

3、复合材料的成型方法有______、＿_____、＿_____等。

4、玻璃纤维增强复合材料的主要缺点是______。

5、影响复合材料性能的因素有______、＿_____、＿_____等。

三、简答题1、简述复合材料的定义和特点。

答：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。

其特点包括：比强度和比模量高；可设计性强，能够根据不同的使用要求进行优化设计；抗疲劳性能好；良好的耐腐蚀性和高温性能等。

2、分析复合材料中增强体和基体的作用。

答：增强体的作用主要是承担载荷，提高复合材料的强度和刚度。

基体的作用包括将增强体粘结在一起，传递和分配载荷，保护增强体免受环境的影响，并赋予复合材料一定的形状和尺寸稳定性。

3、简述复合材料的界面结合类型及其特点。

答：复合材料的界面结合类型主要有机械结合、物理结合和化学结合。

材料概论考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪种材料属于金属材料？A. 塑料B. 陶瓷C. 玻璃D. 钢答案：D2. 陶瓷材料的主要特点是？A. 导电性良好B. 导热性良好C. 绝缘性良好D. 延展性良好答案：C3. 以下哪种合金属于高强度低密度合金？A. 铝合金B. 铜合金C. 铁合金D. 镁合金答案：A4. 材料的硬度通常用哪种测试方法来衡量？A. 拉伸测试B. 冲击测试C. 硬度测试D. 压缩测试5. 以下哪种材料具有自修复功能？A. 金属B. 陶瓷C. 聚合物D. 纳米材料答案：C6. 材料的断裂韧性通常用哪种单位表示？A. 帕斯卡（Pa）B. 牛顿（N）C. 焦耳（J）D. 兆帕平方根（MPa√m）答案：D7. 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. 钛合金答案：C8. 材料的疲劳寿命通常与哪种因素有关？A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的强度D. 材料的表面处理答案：B9. 以下哪种材料具有最高的热导率？B. 银C. 金D. 铝答案：B10. 材料的塑性变形通常发生在哪种应力状态下？A. 拉伸应力B. 压缩应力C. 剪切应力D. 所有应力状态答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素会影响材料的强度？A. 材料的微观结构B. 材料的加工工艺C. 材料的表面处理D. 材料的化学成分答案：A、B、C、D2. 以下哪些材料属于高分子材料？A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚丙烯D. 聚苯乙烯答案：A、B、C、D3. 以下哪些因素会影响材料的疲劳寿命？A. 材料的表面粗糙度B. 材料的应力集中C. 材料的使用环境D. 材料的加工缺陷答案：A、B、C、D4. 以下哪些材料属于半导体材料？A. 硅B. 锗C. 砷化镓D. 碳化硅答案：A、B、C、D5. 以下哪些因素会影响材料的导热性？A. 材料的晶体结构B. 材料的电子结构C. 材料的密度D. 材料的温度答案：A、B、C、D三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的疲劳破坏机理。

第一章总论一．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。

★二．复合材料的命名和分类★1．按增强材料形态分类(1)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;(2)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;(3)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;(4)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。

2. 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(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;(4)金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料;(5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等)复合材料。

如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料3．按基体材料分类(1)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;(2)金属基复合材料:以金属为基体制成的复合材料，如铝基复合材料、钛基复合材料等;(3)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。

4.按材料作用分类(1)结构复合材料:用于制造受力构件的复合材料;(2)功能复合材料:具有各种特殊性能(如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等)的复合材料。

三．复合材料是由多相材料复合而成，其共同的特点是:★(1)可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。

(2)可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。

例如，针对方向性材料强度的设计，针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。

(3)可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工工序。

四．影响复合材料性能的因素很多，主要取决于①增强材料的性能、含量及分布状况，②基体材料的性能、含量，以及③增强材料和基体材料之间的界面结合情况，作为产品还与④成型工艺和结构设计有关。

复合材料概论习题集一、解释名词与术1.碳/碳复合材料: C/C复合材料是碳纤维增强炭基复合材料的简称,也是一种高级复合材料。

它不仅具有石墨材料的固有本性,而且还具有碳纤维复合材料的优异性能。

2.纤维增强水泥:以水泥为基体与纤维组合得到拥有抗裂性和抗冲击能力更好的新型复合材料。

3.先进复合材料:早期发展出现的复合材料,由于性能相对比较低,生产量大,适用面广,可称之为常用复合材料。

后来随着高技术发展的需要,在此基础上又发展出性能高的复合材料成为先进复合材料。

4.片状模塑料:是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合成树脂糊浸渍短切玻璃纤维粗纱或玻璃纤维毡,并在两面用聚乙烯或聚膜包覆起来形成的片状模压成型材料。

5.凯芙拉纤维:凯芙拉纤维属芳族聚酰胺类有机纤维,属于一种液态结晶性棒状分子,它具有非常好的热稳定性,抗火性,抗化学性,绝缘性,以及高强度及模数。

6.环氧树脂:凡是含有二个以上环氧基的高聚物统称为环氧树脂。

7.安全系数:水工建筑物、结构或构件的抗破坏强度与设计荷载效应组合的比值,它是建筑物、结构或构件的安全储备的指标。

8.氧指数:是指在规定的条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。

9.ABS树脂:ABS树脂是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。

10.团状模塑料:其主要原料由GF(短切玻璃纤维)、UP(不饱和树脂)、MD (填料)以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。

有优良的电气性能,机械性能,耐热性,耐化学腐蚀性,又适应各种成型工艺。

11.缠绕工艺:将浸过树脂胶液的连续纤维或布带,按照一定规律缠绕到芯模上,然后固话脱模成为增强塑料制品的工艺过程。

12.湿法缠绕:是将纤维集束(纱式带)浸胶后,在张力控制下直接缠绕到芯模上。

13.干法缠绕:是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带,在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕到芯模上。

复合材料复习资料复合材料定义：由两种或两种以上物理化学性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。

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、先进复合材料复合材料分类：1.按用途分类结构复合材料和功能复合材料2.按基体类型分类聚合物基、金属基、无机非金属基复合材料3.按增强体形式分类颗粒增强型、纤维增强型、片材增强型、层叠式增强纤维种类：按纤维组成分类:无机纤维：玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）、硼纤维（BF）、碳化硅纤维、氧化铝纤维等；有机纤维：芳纶纤维(KF)、聚酯纤维、聚乙烯纤维等复合材料性能：优点：1.比强度与比模量高（有利于材料减重） 2.良好的抗疲劳性能 3.减振性能好 4抗腐蚀性好 5高温性能好 6导电导热性能好 7耐磨性好 8容易实现制备与形成一体化比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。

比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。

缺点：稳定性稍差，耐温和老化性差，层间剪切强度低等比强度：材料的抗拉强度与材料比重之比叫做比强度。

比模量：材料的模量与密度之比。

比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。

比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。

影响复合材料性能的主要因素：增强材料的性能；基体材料的性能；含量及其分布状况；界面结合情况；作为产品还与成型工艺和结构设计有关选择基体金属的原则①根据金属基复合材料的使用要求②根据金属基复合材料组成特点③基体金属与增强物的相容性（尽可能在复合材料成型过程中抑制界面反应）金属基体的温度范围：1.用于450 ℃以下的轻金属基体，主要是铝基和镁基复合材料2.用于450-700 ℃的复合材料的金属基体，主要是钛合金基体复合材料3.用于600-900 ℃的复合材料的金属基体，主要是铁和铁合金4.用于1000 ℃以上的金属基体，主要是镍基耐热合金和金属间化合物常见陶瓷基体：玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等聚合物基体的种类：热固性树脂（不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂）及各种热塑性聚合物聚合物基体的作用：1把纤维黏在一起2分配纤维间的载荷3使纤维不受环境影响热固性树脂：低分子物在引发剂、促进剂作用下生成的三维体形网状结构聚合物。

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。

材料学概论试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是材料的基本特性？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学活性答案：D2. 金属的塑性变形主要通过哪种机制？A. 位错运动B. 相变C. 扩散D. 断裂答案：A3. 陶瓷材料的脆性主要与下列哪种因素有关？A. 晶体结构B. 表面缺陷C. 温度D. 化学成分答案：B4. 下列哪种材料不是复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢5. 玻璃的主要成分是？A. 二氧化硅B. 氧化铝C. 氧化钙D. 氧化镁答案：A6. 金属材料的硬度通常与下列哪种因素有关？A. 晶体结构B. 晶粒大小C. 合金元素D. 所有以上因素答案：D7. 哪种金属具有最高的熔点？A. 钨B. 铁C. 铜D. 铝答案：A8. 材料的疲劳是指？A. 材料在循环应力作用下的断裂B. 材料在恒定应力作用下的断裂C. 材料在高温下的氧化D. 材料在腐蚀环境下的腐蚀答案：A9. 哪种材料的导热性能最好？B. 陶瓷C. 塑料D. 木材答案：A10. 下列哪种材料的耐腐蚀性最好？A. 不锈钢B. 碳钢C. 铝合金D. 铜合金答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪些因素会影响材料的力学性能？A. 微观结构B. 加工工艺C. 温度D. 化学成分答案：ABCD2. 材料的热处理可以改变哪些特性？A. 硬度B. 韧性C. 导电性D. 耐腐蚀性答案：ABD3. 下列哪些是金属材料的常见合金元素？A. 碳B. 硅D. 氧答案：AB4. 材料的断裂韧性与哪些因素有关？A. 材料的微观结构B. 材料的硬度C. 材料的厚度D. 断裂前的应力答案：ABD5. 下列哪些是常见的高分子材料？A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚丙烯D. 聚酯答案：ABCD三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述材料的疲劳破坏过程。

答案：材料的疲劳破坏过程是指在循环应力作用下，材料内部的缺陷逐渐扩展，最终导致材料断裂的过程。

材料概论考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 经济性能答案：D2. 金属材料的塑性变形主要是通过哪种机制实现的？A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案：B3. 陶瓷材料的主要特点是？A. 高韧性B. 高导电性C. 高熔点D. 高塑性答案：C4. 以下哪种材料属于高分子材料？A. 钢B. 橡胶C. 玻璃D. 铜答案：B5. 材料的疲劳破坏通常发生在哪个阶段？A. 弹性变形阶段B. 塑性变形阶段C. 断裂阶段D. 蠕变阶段答案：A6. 金属材料的硬度通常与下列哪种性能有关？A. 强度B. 韧性C. 弹性D. 塑性答案：A7. 以下哪种合金属于有色金属？A. 钢B. 铜合金C. 铁合金D. 铝合金答案：B8. 材料的断裂韧性是衡量材料抵抗哪种破坏的能力？A. 疲劳破坏B. 冲击破坏C. 应力腐蚀破坏D. 所有上述破坏答案：B9. 材料的导热系数与下列哪种因素无关？A. 材料的晶体结构B. 材料的密度C. 材料的组成D. 材料的表面粗糙度答案：D10. 材料的耐腐蚀性主要取决于？A. 材料的硬度B. 材料的强度C. 材料的化学稳定性D. 材料的塑性答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素会影响材料的力学性能？A. 材料的成分B. 加工工艺C. 环境温度D. 材料的密度答案：A、B、C2. 金属材料的强化方法包括哪些？A. 固溶强化B. 冷加工强化C. 热处理强化D. 表面处理答案：A、B、C、D3. 以下哪些是复合材料的优点？A. 高比强度B. 高比模量C. 良好的耐腐蚀性D. 低导热性答案：A、B、C4. 以下哪些是影响材料疲劳寿命的因素？A. 材料的表面状态B. 材料的内部缺陷C. 应力集中D. 环境介质答案：A、B、C、D5. 以下哪些是材料的热处理工艺？A. 退火B. 正火C. 淬火D. 回火答案：A、B、C、D三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的疲劳破坏机理。