2026年大学大二（高分子材料加工工程）碳纤维加工工艺基础测试题及答案

2025年大学大二（高分子材料加工工程）碳纤维加工工艺基础测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。(总共10题，每题3分，在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项)1.碳纤维原丝生产中，对于聚丙烯腈基原丝，其聚合反应的关键影响因素不包括以下哪项？A.聚合温度B.引发剂用量C.单体浓度D.纤维长度2.在碳纤维碳化过程中，升温速率对碳纤维性能影响较大。以下关于升温速率的说法正确的是？A.升温速率越快，碳纤维强度越高B.升温速率适中，有利于形成良好的石墨微晶结构C.升温速率慢，会导致碳化不完全D.升温速率与碳纤维性能无关3.碳纤维表面处理的目的不包括以下哪一项？A.提高碳纤维与基体的界面结合力B.改善碳纤维的拉伸性能C.去除表面杂质D.降低碳纤维的成本4.制备碳纤维预浸料时，树脂体系的选择需要考虑多个因素。以下不属于这些因素的是？A.树脂的固化温度B.树脂的流动性C.树脂的颜色D.树脂的耐化学腐蚀性5.碳纤维缠绕成型工艺中，缠绕张力的控制非常重要。以下关于缠绕张力的说法错误的是？A.缠绕张力过大，会导致纤维损伤B.缠绕张力过小，会使制品层间结合力不足C.缠绕张力均匀，制品质量更稳定D.缠绕张力只影响制品外观，对性能无影响6.碳纤维复合材料成型过程中，模具的设计与制造对产品质量有重要影响。模具材料的选择不考虑以下哪个因素？A.模具的尺寸大小B.模具的热膨胀系数C.模具的机械加工性能D.模具的耐腐蚀性7.在碳纤维加工过程中，对于纤维的干燥处理，以下哪种干燥方式效果较好且应用广泛？A.高温烘干B.真空干燥C.热风干燥D.自然晾晒8.碳纤维增强塑料（CFRP）的疲劳性能与以下哪个因素关系不大？A.纤维含量B.纤维排列方向C.基体材料的硬度D.制品的使用环境湿度9.碳纤维加工工艺中，对于纤维的上浆处理，上浆剂的主要作用不包括以下哪点？A.保护纤维表面B.提高纤维的导电性C.改善纤维与基体的粘结性能D.赋予纤维一定的柔韧性10.以下哪种检测方法不能用于碳纤维微观结构的分析？A.扫描电子显微镜B.红外光谱仪C.X射线衍射仪D.硬度测试仪第II卷（非选择题共70分）填空题（共20分）(总共10空，每空2分)1.碳纤维的主要原料是______，通过一系列化学和物理过程制成。2.碳纤维碳化过程中，在______温度阶段会发生显著的结构变化。3.碳纤维表面处理常用的方法有______、______等（写出两种）。4.制备碳纤维预浸料时，树脂的固化反应类型主要有______和______（写出两种）。5.碳纤维缠绕成型工艺中，根据缠绕方式可分为______缠绕、______缠绕等（写出两种）。6.碳纤维复合材料的性能检测中，拉伸强度测试是通过______试验机进行的。7.碳纤维加工过程中，纤维的直径控制对于其性能有重要影响，通常采用______等方法来控制纤维直径。8.碳纤维增强复合材料的热膨胀系数主要取决于______和______的热膨胀系数。9.碳纤维生产中，原丝的质量指标包括______、______等（写出两种）。10.在碳纤维加工工艺中，对于纤维的储存环境要求保持______和______。简答题（共20分）(总共4题，每题5分)1.简述碳纤维碳化过程中三个主要阶段及其特点。2.说明碳纤维表面处理对其复合材料性能的影响。3.阐述制备碳纤维预浸料的工艺流程及关键步骤。4.分析碳纤维缠绕成型工艺中，如何确保缠绕角度的准确性。论述题（共15分）(总共1题，每题15分)结合碳纤维加工工艺的实际应用，论述提高碳纤维复合材料性能的途径及意义。材料分析题（共15分）(总共1题，每题15分)阅读以下材料：在某碳纤维生产企业的生产过程中，发现部分批次的碳纤维强度不稳定。经过分析，发现原丝生产阶段的聚合反应温度波动较大。在碳纤维碳化过程中，升温速率也存在一定的随意性。同时，在表面处理环节，处理工艺参数不够精准。请根据上述材料，分析导致碳纤维强度不稳定的原因，并提出改进措施。答案1.D2.B3.D4.C5.D6.A7.B8.D9.B10.D填空题：1.聚丙烯腈2.较高3.氧化处理、等离子体处理4.热固化、光固化5.环向、纵向6.万能材料7.纺丝工艺控制8.纤维、基体9.强度、模量10.干燥、防潮简答题：1.第一阶段低温阶段，主要是去除纤维中的非碳元素；第二阶段中温阶段，纤维结构开始有序化；第三阶段高温阶段，形成石墨微晶结构。2.提高界面结合力，从而提升复合材料的整体性能，如强度、模量等。3.工艺流程包括树脂准备、纤维浸渍、烘干等。关键步骤是确保树脂与纤维充分均匀浸渍。4.通过精确设计缠绕设备的控制系统，采用角度传感器等确保缠绕角度准确。论述题：提高途径：优化原丝生产工艺，精确控制碳化过程参数，精准进行表面处理等。意义在于提升碳纤维复合材料在航空航天、汽车