2025年大学第四学年（复合材料与工程）复合材料制备综合测试试题及答案

2025年大学第四学年（复合材料与工程）复合材料制备综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试卷上。)1.以下哪种纤维增强复合材料中，纤维与基体界面结合强度适中对性能最为有利？（）A.过高结合强度B.过低结合强度C.适中结合强度D.结合强度与性能无关2.在复合材料制备过程中，对于热塑性基体，以下哪种成型方法不适用？（）A.模压成型B.注射成型C.拉挤成型D.反应注射成型3.制备颗粒增强复合材料时，颗粒的粒径对复合材料性能有重要影响，一般来说，粒径增大，复合材料的（）。A.强度提高B.韧性提高C.硬度降低D.耐磨性降低4.对于纤维增强复合材料，纤维的排列方式对其性能影响很大，以下哪种排列方式能使复合材料在各个方向上性能较为均匀？（）A.单向排列B.正交排列C.随机排列D.层状排列5.在复合材料界面设计中，引入界面相容剂的主要目的是（）。A.提高界面结合强度B.降低界面结合强度C.改变基体性能D.改变纤维性能6.以下哪种材料不属于复合材料制备中常用的基体材料？（）A.金属B.陶瓷C.玻璃D.石墨烯7.制备复合材料时，混合工艺的选择对复合材料性能有显著影响，以下哪种混合工艺能使物料混合最均匀？（）A.机械搅拌B.超声分散C.高速剪切D.球磨8.在纤维增强复合材料中，纤维的表面处理可以改善其与基体的结合，以下哪种表面处理方法是通过化学反应改变纤维表面性质？（）A.涂层处理B.氧化处理C.等离子体处理D.热处理9.对于复合材料的性能测试，拉伸试验主要用于测定复合材料的（）。A.硬度B.韧性C.强度和模量D.疲劳性能10.在制备复合材料的过程中，工艺参数的控制至关重要，以下哪个参数对热压成型复合材料的性能影响最小？（）A.温度B.压力C.保压时间D.模具颜色第II卷（非选择题共70分）11.简答题：简述复合材料的定义及主要优点。(10分)12.论述题：阐述纤维增强复合材料中纤维长度对复合材料性能的影响机制。(15分)13.材料分析题：给出一种复合材料的制备工艺及性能数据，分析工艺参数对性能的影响，并提出改进建议。(20分)材料：某复合材料采用热压成型工艺制备，工艺参数为温度150℃，压力10MPa，保压时间2h。复合材料性能测试结果为拉伸强度300MPa，断裂伸长率2%。现改变工艺参数为温度180℃，压力12MPa，保压时间3h，测试后拉伸强度为350MPa，断裂伸长率3%。14.实验设计题：设计一个实验方案来研究颗粒含量对颗粒增强复合材料性能的影响。(15分)15.案例分析题：分析某航空航天领域应用的复合材料部件失效案例，提出预防措施。(20分)案例：某飞机机翼采用复合材料制造，在一次飞行过程中，机翼出现局部开裂现象，经检测发现是复合材料内部存在缺陷导致。答案：1.C2.D3.C4.C5.A6.D7.B8.B9.C10.D11.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。优点包括比强度和比模量高、可设计性强、良好的化学稳定性、减震性好等。12.纤维长度较小时，纤维与基体的界面结合面积小，承载能力有限，复合材料强度较低。随着纤维长度增加，纤维承载能力提高，复合材料强度增大。当纤维长度达到临界长度后，继续增加纤维长度对强度影响不大，但可提高复合材料的韧性等性能，因为更长的纤维能更好地阻碍裂纹扩展。13.原工艺参数下复合材料有一定强度和伸长率。提高温度、压力和保压时间后，拉伸强度和断裂伸长率均提高。说明适当提高工艺参数能促进材料致密化，增强界面结合，从而提高性能。改进建议可进一步优化工艺参数范围，研究不同参数组合对性能的影响，找到最佳工艺条件。14.准备不同颗粒含量（如5%、10%、15%、20%等）的原料，采用相同的基体材料和制备工艺（如搅拌混合、模压成型），控制其他条件相同。制备出不同颗粒含量的复合材料试样，进行性能测试（如拉伸、硬度等）记录数据，分析颗粒含量与复合材料性能之间的关系。15.失效原因可能是原材