复合材料试题B卷及答案

1、2014学年度第 一学期课程考试复合材料 本科试卷（B卷）注意事项：1.本试卷共 六 大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷;2 .考前请将密封线内各项信息填写清楚；3 .所有答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效；4 .考试结束，试卷、草稿纸一并交回。一、选（30 分, 分 ）题号一二二四五六七总分评分人得分择题每题2【得题号12345678910答案题号11121314151617181920答案1.复合材料中的“碳钢”是（）A、玻璃纤维增强Al基复合材料。B 、玻璃纤维增强塑料。C、碳纤维增强塑料。D 、氧化铝纤维增强塑料。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

2、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，纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（）、前者的拉伸强度好、前者加工更容易、轴向强度较径向强度低。D 、由化学沉积方法制成。、轴向强度较径向强度低。D 、由先纺丝后碳化工艺制成（ ）A、前者成本低BG前者原料来源广泛D4、Kevlar 纤维（）A、由干喷湿纺法制成。BC、强度性能可保持到1000c以上。5、碳纤维（）A、由化学沉积方法制成。BC、强度性能可保持到3000c以上。6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在：A、120 c以下 B、180 c以下

3、C、250 c以下 D、250 c以上7、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 、水起增塑剂作用，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SiO2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。C、尼龙。B 、聚丙烯腈。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5。C 、直径为数十微米。 D 、含有很少缺陷的长纤维。11、 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

4、（）。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12、目前，复合材料使用量最大的增强纤维是（A 碳纤维B 氧化铝纤维C 玻璃纤维D 碳化硅纤维13、目前，复合材料使用量最大的民用热固性树脂是（）。A 环氧树脂B 不饱和聚酯C 酚醛树脂D 尼龙14 聚合物基复合材料制备的大体过程不包括（ ）A 预浸料制造B 制件的铺层C 固化及后处理加工D 干燥15、有关环氧树脂，说法正确的是（A、含有大量的双键B、使用引发剂固化C、使用胺类固化剂固化（20 分，每题2分 ）D、属于热塑性塑料【得分:1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。2

5、、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。5、复合材料具有可设计性。6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。9、，般酚醛树脂和沥青的焦化率基本相同，在高压下，它们的焦化率可以提高到90%。10、硼纤维是由三澳化硼沉积到加热的鸨丝芯上形成的。（）三、问答题（50分，每题5分）【得分：】1 .选择复合材料用树脂基体时，主要应考虑哪几方面问题？2 .环氧树脂和酚醛树脂固化各有什么特点？对制备工艺有什么影响？3 .简述玻璃纤维主要优缺点？4

6、.简述芳香族聚酰胺纤维主要优缺点？5 .说明UHMWPE维的结构、性能和应用范围。6 .简述玻璃纤维直接熔融法制备工艺？7 .在PANt制备碳纤维的工艺过程中，为什么要进行预氧化、碳化和石墨化三个过程？8 .复合材料成型时施加压力的主要作用是什么？复合材料为什么要采用低压成型？9 .如何选择复合材料制件的成型方法？10.手糊成型所用胶液里通常含有哪些辅助材料 ？它们的作用及用量范围？ 参考答案及评分标准 、选择题（30分，每题2分）【得分：】题号12345678910答案CABADABACA题号11121314151617181920答案CCBDD、判断题（20分，每题2分）【得分：】二、判断

7、题（20分，每题2分）【得分：】1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。（？）2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。（？）3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。（？）4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。（？）5、复合材料具有可设计性。（?）6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。（？7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。（7）8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。（？）9、一般酚醛树脂和沥青的焦化率基本相同，在高压下，它们的焦化率可以提高到90%（.）【得分:10、硼纤维是由三澳化硼沉积到加热的鸨丝芯上形成的 三、问答题（50分，每题5分）1.选择复合材料用树脂基体时，

8、主要应考虑哪几方面问题？答： 1） 能够满足产品的使用需要，如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。高拉伸模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高复合材料的力学性能；2） 对纤维具有良好的润湿性和粘结性； 3） 容易操作，如要求胶液具有足够的适用期、预浸料具有足够长的储存期、固化收缩小等； 4） 低毒性、低刺激性； 5） 价格合理2. 不饱和聚酯树脂的固化过程答：不饱和聚酯树脂的的固化是一个放热反应，其过程可分为以下三个阶段：1 ）胶凝阶段从加入促进剂后到树脂变成凝胶状态的一段时间。这段时间对于玻璃钢制品的成型工艺起决定性作用，是固化过程最重要的阶段。2 ）硬化阶段硬化阶段是从树脂开

9、始到胶凝到一定硬度，能把制品从模具上取下为止的一段时间。3 ）完全固化阶段通常在室温下进行，在后处理之前，室温至少要放置24 小时，这段时间越长，制品吸水率越小，性能越好。3. 简述玻璃纤维主要优缺点？答： 玻璃纤维的特点： 拉伸强度和冲击强度高，延伸率小；弹性模量较大；耐热，属于无机材料，不可燃；化学耐久性好；绝缘性和绝热性好；吸水率较低；与基体材料粘结性好；价格较其他增强材料低；可作为有机聚合物基或无机非金属材料基复合材料的增强体。缺点：容易被水腐蚀。4. 简述芳香族聚酰胺纤维主要优缺点？芳香族聚酰胺纤维： 外观呈黄色；强度高、弹性模量高，密度小 （1.441.45） ，比强度极高（与S-

10、GR CF-II相当）、比模量高（约为GF的2倍），韧性好，耐冲击，抗疲劳抗蠕变；除少数强酸强碱外，对其他介质（普通有机溶剂、盐类溶液等）有很好的耐化学药品性；具有自熄性和良好的热稳定性；高温下不溶， 300 以上短时间强度不变， 温度上升纤维逐渐热分解或碳化；热膨胀系数为各向异性，纵向热膨胀系数为负值；但对紫外线较敏感，不宜曝光使用；抗压抗扭性差；耐水性差。5. 说明UHMWPE维的结构、性能和应用范围。性能： 聚乙烯纤维超轻，密度0.97g/cm3 ；具有高比强度、高比模量以及耐冲击、耐磨、自润滑、耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘、不吸水、电磁波透过好等多种优越性。其不足是熔点较低135和

11、高温容易蠕变，因此仅能在100 以下使用。6. 简述玻璃纤维直接熔融法？答：池窑拉丝法（直接熔融法）玻璃纤维是由含有各种金属氧化物的硅酸盐类(硅砂、石英石、硼酸、粘土、氟石等) 经熔融(1300C )后，借自重由培竭底部的漏丝板流出，孔径为 1.52mm流出的玻璃 液温度约为1190C,在迅速冷却的过程中，借助高速(10003000Mmin)转动，拉制成 直径很细(320小项 的玻璃纤维。从培竭中拉出的每根纤维叫单丝，一个地竭拉出的 所有单丝经过浸润剂槽后，集束成一根原纱。7. 在PANt制备碳纤维的工艺过程中，为什么要进行预氧化、碳化和石墨化三个过程？答:PAN原丝的预氧化处理预氧化的目的就

12、是为了防止原丝在碳化时熔融，通过氧化反应使得纤维分子中含有羟基、羰基，这样可在分子间和分子内形成氢键，从而提高纤维的热稳定性。 预氧丝的碳化 预氧丝的碳化一般是在惰性气氛中，将预氧丝加热至 1000 一 1800 C ,从而除去纤维中的非碳原子(如H、。N等)。生成的碳纤维的碳含量约为95%。 碳化过程中，未反应的聚丙烯腈进一步环化，分子链间脱水、脱氢交联，末端芳构化生成氨。随着温度的进一步升高，分子链间的交联和石墨晶体进一步增大。PAN的石墨化石墨化过程是在高纯度惰性气体保护下于2000 3000温度下对碳纤维进行热处理。碳纤维经石墨化温度处理后，纤维中残留的氮、氢等元素进一步脱除，碳一碳重

13、新排列，层面内的芳环数增加，层片尺寸增大，结晶态碳的比例增加。8. 复合材料成型时施加压力的主要作用是什么？复合材料为什么要采用低压成型？答:(1) 使熔融的树脂具有一定的流动性，进一步浸渍玻璃纤维布。使层压板结构密实，提高层间粘结强度。(2) 冷压的目的是防止层压板在冷却过程中的变形。(3) 用来克服胶布中挥发物产生的蒸气压力，防止形成大量的气泡和微孔。通常制品的机械强度( 拉伸、弯曲、压缩等) 随压力的增加而增加。但压力不能过大，否则玻璃纤维被压碎，反而致使强度降低。层压板的比重随压力的增加而增加。压力增加到一定值时，比重变化不明显。层压板的吸水性随压力增大而降低9. 如何选择复合材料制件的成型方法？答 (1) 产量大且尺寸不太大时，采用压制成型等机械化成型方法；(2) 产量少且尺寸较大时，则采用手糊或喷射成型方法；(3) 两者之间则可采用树脂传递成型法。(4) 回转体宜采用纤维缠绕成型法和离心浇铸成型法10. 手糊成型所用胶液里通常含有哪些辅助材料?它们的作用及用量范围？答:(1) 无捻粗纱：无捻粗纱容易浸透树脂，在手糊成型中配合其他纤维制品使用，可用于填充制品死角、单向强度要求高的制品和局部制品增强。(2) 短切纤维毡：短切纤维毯比织物成本低、变形性好，增厚效