复合材料试题B卷及答案

1、2014学年度第 一学期课程考试注意事项：1.2.3.题（30每题2题号一二三四五六七总分评分人得分复合材料本科试卷（B卷）本试卷共 六 大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷；考前请将密封线内各项信息填写清楚；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。【得分: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 G碳纤维增强塑料。2.材料的比模量和比强度越高（。 B 、玻璃纤维增强塑料。D 、氧化铝纤维增强塑料。A、RG制作同一零件时自重越小、 制作同一零件时自重越大、

2、制作同一零件时自重越小、 制作同一零件时自重越大、刚度越大刚度越大刚度越小刚度越小7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响，原因之纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（C、250 c以下D、250 c以上是（）3.在体积含量相同情况下,A、前者成本低G前者原料来源广泛4、Kevlar 纤维（）A、由干喷湿纺法制成。C、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。C、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、120c以下B、180c以下、前者的拉伸强度好、前者加工更容易B、轴向强度较径向强度低。D、由化学沉积方法制成。B、轴向强度较径向强度低

3、。D、由先纺丝后碳化工艺制成。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。B、聚丙烯月青。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（）。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

4、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D、属于热塑性塑料二、判断题（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

5、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 .简述芳香族聚酰胺纤维主要优缺点？

6、5 .说明UHMWPE纤维的结构、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PAN法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、判断题（20分，每题2分）【得分：

7、】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。（？）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%。（ ？）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

8、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始到胶凝到一定硬度，能把制品从模

9、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-GF、CF-II相当）、比模量高（

10、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 C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 纤维的结构、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和高温容易蠕变，因此仅能

11、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（10003000m/min） 转动，拉制成直径很细（320 m）的玻璃纤维。从地竭中拉出的每根纤维叫单丝， 一个坩埚拉出的所有单丝经过浸润剂槽后，集束成一根原纱。7 .在 PAN 法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是为了防止原丝

12、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 ，从而除去纤维中的非碳原子（如 H、 O、 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，碳一碳重新排列，层面内

13、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