2025年大学大四（金属材料工程）金属基复合材料基础试题及答案

2025年大学大四（金属材料工程）金属基复合材料基础试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列关于金属基复合材料增强体的说法，错误的是（）A.增强体可显著提高基体的强度和模量B.纤维增强体具有较高的强度和模量C.颗粒增强体不能有效阻碍基体的位错运动D.晶须增强体具有良好的力学性能2.金属基复合材料的界面结合类型中，能获得较好综合性能的是（）A.化学结合B.物理结合C.机械结合D.混合结合3.制备金属基复合材料时，搅拌铸造法的优点不包括（）A.设备简单B.工艺灵活C.可制备高体积分数复合材料D.增强体分布均匀4.对于金属基复合材料的性能特点，以下描述正确的是（）A.比强度和比模量低B.高温性能差C.疲劳性能优于基体D.耐腐蚀性不如基体5.下列哪种金属不宜作为金属基复合材料的基体（）A.铝B.镁C.铁D.铅6.金属基复合材料中，增强体与基体之间的热膨胀系数差异过大会导致（）A.复合材料强度提高B.界面结合力增强C.产生较大热应力D.复合材料韧性增加7.热压罐成型法制备金属基复合材料的优点不包括（）A.可精确控制工艺参数B.能制备形状复杂的构件C.成本较低D.复合材料质量高E.8.金属基复合材料在航空航天领域应用广泛，主要是因为其（）A.密度大B.高温性能好C.加工性能差D.成本高9.对于颗粒增强金属基复合材料，颗粒尺寸增大，复合材料的强度（）A.提高B.不变C.降低D.先提高后降低10.金属基复合材料的制备过程中，预处理增强体的目的不包括（）A.改善增强体与基体的界面结合B.提高增强体的强度C.去除增强体表面杂质D.降低增强体表面能第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述金属基复合材料界面的作用及影响。12.（15分）比较纤维增强、颗粒增强和晶须增强金属基复合材料的性能特点及应用。13.（15分）阐述制备金属基复合材料的主要工艺方法及其优缺点。14.（15分）材料：某金属基复合材料在航空发动机叶片上有应用前景。该叶片工作环境恶劣，要求材料具有高的高温强度、良好的抗氧化性和耐腐蚀性。问题：分析该金属基复合材料应如何设计基体和增强体，以满足叶片的性能要求。15.（15分）材料：在研究金属基复合材料的磨损性能时，发现不同增强体含量和分布对磨损率有影响。问题：请分析增强体含量和分布如何影响金属基复合材料的磨损性能，并提出提高其耐磨性能的措施。答案：1.C2.D3.C4.C5.D6.C7.C8.B9.C10.B11.金属基复合材料界面的作用包括传递载荷，使增强体与基体协同承载；阻止裂纹扩展，提高复合材料的韧性；影响复合材料的物理和化学性能。其影响主要体现在对复合材料强度、模量、韧性、热膨胀系数等性能的改变上。合适的界面结合可提高复合材料性能，不当的界面结合则可能导致性能下降。12.纤维增强金属基复合材料具有高的比强度和比模量，适用于航空航天等对结构重量要求高的领域；颗粒增强金属基复合材料可提高基体的强度、硬度和耐磨性，应用于机械零件等；晶须增强金属基复合材料兼具纤维和颗粒增强的部分优点，性能较为综合，在一些高性能要求的场合有应用。13.搅拌铸造法设备简单、工艺灵活，但增强体分布均匀性有限；粉末冶金法可精确控制成分和组织，但成本较高；热压罐成型法能制备高质量、形状复杂构件，但设备昂贵。14.基体可选用高温性能好、抗氧化和耐腐蚀的金属，如镍基合金等。增强体可选用高强度、耐高温的纤维，如碳化硅纤维等。通过合理设计基体和增强体的组合，发挥各自优势，满足叶片在高温、氧化和腐蚀环境下的性能要求。15.增强体含量增加，磨损率可能先降低后升高。合适的含