2026年大学大三（材料科学）复合材料实验阶段测试题及答案

2025年大学大三（材料科学）复合材料实验阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）每题有一个或多个正确答案，请将正确答案填写在括号内。错选、多选、少选均不得分。（总共10题，每题3分）1.复合材料的性能特点不包括以下哪一项（）A.高比强度和比模量B.良好的化学稳定性C.各向同性D.可设计性强2.下列哪种纤维增强复合材料中纤维与基体界面结合强度最高（）A.碳纤维增强树脂基复合材料B.玻璃纤维增强树脂基复合材料C.硼纤维增强金属基复合材料D.芳纶纤维增强复合材料3.制备短纤维增强复合材料时，纤维长度对复合材料性能影响较大，当纤维长度达到以下哪种情况时，复合材料性能基本不再提高（）A.临界长度B.平均长度C.两倍临界长度D.无限长4.复合材料的成型方法中，不属于热压成型工艺特点的是（）A.能制造形状复杂的制品B.制品尺寸精度高C.生产效率高D.适合制造高性能复合材料5.对于颗粒增强复合材料，颗粒的体积分数增加时，复合材料的强度和模量一般会（）A.先增加后降低B.一直增加C.一直降低D.先降低后增加6.以下哪种测试方法可用于表征复合材料中纤维的取向分布（）A.拉伸试验B.动态热机械分析C.X射线衍射D.扫描电子显微镜7.复合材料的疲劳性能与以下哪些因素无关（）A.纤维种类B.基体性能C.界面结合强度D.材料的密度8.当复合材料承受载荷时，以下哪种情况会导致界面脱粘（）A.纤维与基体热膨胀系数差异小B.界面结合强度过高C.纤维强度过高D.基体韧性过好9.制备纤维增强复合材料时，纤维表面处理的主要目的不包括（）A.提高纤维与基体的界面结合强度B.改善纤维的力学性能C.去除纤维表面杂质D.降低纤维的吸水性10.对于层合板复合材料，层间剪切强度主要取决于（）A.纤维的拉伸强度B.基体的剪切强度C.层间界面结合强度D.层合板的厚度第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共10分）（总共5空，每空2分）1.复合材料是由______、______和______组成的多相材料。2.纤维增强复合材料的增强效果主要取决于纤维的______、______和______。3.复合材料的界面具有______、______和______等特点。三、简答题（共20分）（总共4题，每题5分）1.简述复合材料的定义及分类。2.说明纤维增强复合材料中纤维与基体的作用。3.简述热压成型工艺的基本流程。4.如何提高复合材料的界面结合强度？四、材料分析题（共20分）（总共2题，每题10分）阅读以下材料，回答问题。材料：某研究小组制备了一种玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料，通过拉伸试验测试其力学性能。在试验过程中，发现复合材料的拉伸强度和模量均高于基体树脂，且随着玻璃纤维含量的增加，复合材料的性能有一定程度的提高。但当玻璃纤维含量超过一定值后，复合材料的性能出现下降趋势。1.请分析复合材料性能随玻璃纤维含量变化的原因。2.若要进一步提高该复合材料的性能，可采取哪些措施？五、综合应用题（共20分）现有一种新型的碳纳米管增强金属基复合材料，请设计一个实验方案来研究其界面性能，并分析可能得到的实验结果及结论。要求：实验方案应包括实验方法、测试手段、预期结果及结论等内容，每个小题的题目字数150字到200字之间并留出3行空白作答区域。（总共2题，每题10分）答案：第I卷1.C2.C3.C4.C5.A6.C7.D8.B9.B10.C第II卷二、填空题1.基体、增强体、界面2.强度、模量、含量3.复杂性、多样性、动态性三、简答题1.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。分类：按基体材料可分为树脂基、金属基、陶瓷基复合材料等；按增强体形态可分为纤维增强、颗粒增强、晶须增强复合材料等。2.纤维作用：主要承受载荷，起增强作用，提高复合材料的强度和模量。基体作用：粘结纤维，保护纤维免受环境损伤，传递载荷，使复合材料具有一定的形状和整体性。3.流程：准备模具和原材料，将纤维和基体按比例混合铺层于模具中，在一定温度和压力下加热固化，保压一段时间后脱模，进行后处理。4.方法：纤维表面处理，如涂覆偶联剂等；优化成型工艺参数，控制界面反应；选择合适的基体和纤维组合，使两者匹配性好。四、材料分析题1.开始玻璃纤维含量增加，增强效果明显，因纤维承载能力强，提高了复合材料强度和模量。但超过一定值后性能下降，可能是纤维分布不均匀，出现团聚，导致应力集中，降低了复合材料性能。2.措施：优化纤维铺层工艺，使纤维分布更均匀；对纤维进行表面改性，改善与基体的界面结合；控制纤维含量在最佳范围内，避免团聚。五、综合应用题实验方案：采用单丝拔出试验。将碳纳米管从复合材料中拔出，测量拔出力。用扫描电子显微