2026年航空航天材料科学与应用专业题库

2026年航空航天材料科学与应用专业题库一、单选题（每题2分，共20题）1.我国自主研发的C919大型客机机身主要采用哪种铝合金材料？A.7A05B.2A12C.5A06D.2A702.航空发动机涡轮叶片常用的单晶高温合金是？A.GH4169B.K4178C.IN718D.CMSX-43.超声波无损检测技术中，哪种方法对复合材料层间缺陷检测效果最佳？A.脉冲回波法B.脉冲透射法C.脉冲相位法D.模态转换法4.空间站结构件常用的钛合金牌号是？A.TC4B.Ti-6242C.Ti-5553D.Ti-10235.航空航天领域常用的陶瓷基复合材料（CMC）主要成分是？A.SiCB.Al2O3C.ZrO2D.Si3N46.飞机蒙皮材料在疲劳寿命计算中，通常采用哪种疲劳模型？A.Coffin-MansonB.BasquinC.MorrowD.Goodman7.碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的密度通常是多少？A.1.6g/cm³B.1.8g/cm³C.2.0g/cm³D.2.2g/cm³8.航空发动机热端部件常用的热障涂层（TBC）主要功能是？A.提高热导率B.降低热膨胀系数C.提高抗氧化性D.增强抗腐蚀性9.我国新一代战机歼-20机身采用的材料是？A.镁合金B.铝合金C.钛合金D.复合材料10.航空航天领域常用的真空热处理工艺温度通常在？A.500℃以下B.500℃-800℃C.800℃-1200℃D.1200℃以上二、多选题（每题3分，共10题）1.影响高温合金蠕变性能的主要因素包括？A.温度B.应力C.时间D.晶粒尺寸2.航空航天复合材料常用的基体材料有？A.聚合物B.陶瓷C.金属D.金属间化合物3.航空发动机叶片常用的热处理工艺包括？A.固溶处理B.时效处理C.淬火处理D.真空热处理4.碳纤维的优异性能体现在？A.高强度B.高模量C.耐腐蚀D.低密度5.航空航天材料疲劳失效的典型模式包括？A.疲劳裂纹扩展B.热疲劳C.蠕变断裂D.应力腐蚀6.复合材料常用的增强体材料有？A.碳纤维B.玻璃纤维C.芯片D.石墨烯7.航空发动机热端部件的失效形式包括？A.氧化磨损B.熔融失效C.蠕变断裂D.裂纹扩展8.钛合金在航空航天领域的应用场景包括？A.飞机起落架B.发动机机匣C.空间站结构件D.航天器热防护系统9.航空航天材料性能测试常用的方法有？A.硬度测试B.拉伸试验C.疲劳试验D.热分析10.碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的优缺点包括？A.高比强度B.高比模量C.耐腐蚀性差D.成本高三、判断题（每题1分，共10题）1.铝合金的密度比钛合金低，但比强度更高。（√）2.航空发动机涡轮叶片通常采用定向凝固技术制造。（√）3.复合材料的层间剪切强度通常低于纤维轴向强度。（√）4.碳纤维的密度与钢相当，但强度更高。（×）5.航空航天材料的热膨胀系数越小越好。（√）6.钛合金在高温下具有良好的抗氧化性能。（√）7.热障涂层（TBC）的主要作用是隔热而非防腐蚀。（√）8.疲劳寿命计算中，应力比R越大，疲劳寿命越长。（×）9.航空发动机叶片的冷却通道设计主要为了提高热效率。（×）10.碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的缺口敏感性低于金属。（√）四、简答题（每题5分，共6题）1.简述铝合金在飞机结构件中的应用及其优势。2.解释陶瓷基复合材料（CMC）在航天发动机中的应用优势。3.说明钛合金在航空航天领域的局限性。4.描述碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的制造工艺流程。5.分析热障涂层（TBC）失效的主要原因及改进措施。6.比较高温合金与先进陶瓷材料的性能差异及其应用场景。五、论述题（每题10分，共2题）1.结合我国航空航天产业发展现状，论述先进复合材料在下一代战机中的应用前景。2.分析高温合金在航空发动机热端部件中的失效机理及解决方案，并对比美、欧、中三国技术差距。答案与解析一、单选题1.B（2A12铝合金是我国C919客机机身的主要材料，具有高强度、耐腐蚀性及良好的加工性能。）2.A（GH4169是航空发动机涡轮叶片常用的单晶高温合金，具有良好的高温性能和抗氧化性。）3.B（脉冲透射法适用于复合材料层间缺陷检测，能更准确地反映内部缺陷。）4.A（TC4钛合金具有优异的高温性能和低密度，适用于空间站结构件。）5.A（SiC陶瓷基复合材料具有高硬度、耐高温及轻质化特点，是航空航天领域的常用材料。）6.B（Basquin方程是飞机蒙皮材料疲劳寿命计算的经典模型。）7.A（碳纤维增强树脂基复合材料的密度通常在1.6g/cm³左右，远低于金属。）8.C（热障涂层的主要功能是降低热传递效率，保护热端部件免受高温损伤。）9.D（歼-20战机机身主要采用复合材料，以提高隐身性能和轻量化。）10.C（航空航天材料的真空热处理温度通常在800℃-1200℃，以实现固溶和时效处理。）二、多选题1.ABCD（高温合金的蠕变性能受温度、应力、时间、晶粒尺寸等多因素影响。）2.ABD（航空航天复合材料常用的基体材料包括聚合物、陶瓷和金属间化合物。）3.ABD（高温合金的热处理工艺主要包括固溶处理和真空热处理。）4.ABCD（碳纤维具有高强度、高模量、耐腐蚀和低密度等优异性能。）5.ABCD（航空航天材料疲劳失效模式包括疲劳裂纹扩展、热疲劳、蠕变断裂和应力腐蚀。）6.ABD（复合材料常用的增强体材料包括碳纤维和玻璃纤维。）7.ABCD（航空发动机热端部件的失效形式包括氧化磨损、熔融失效、蠕变断裂和裂纹扩展。）8.ABC（钛合金适用于飞机起落架、发动机机匣和空间站结构件，但不适用于热防护系统。）9.ABCD（航空航天材料性能测试方法包括硬度测试、拉伸试验、疲劳试验和热分析。）10.ABCD（CFRP的优缺点包括高比强度、高比模量、耐腐蚀性差和成本高。）三、判断题1.√2.√3.√4.×（碳纤维的密度远低于钢。）5.√6.√7.√8.×（应力比R越小，疲劳寿命越长。）9.×（冷却通道设计主要为了冷却叶片，而非提高热效率。）10.√四、简答题1.铝合金在飞机结构件中的应用及其优势铝合金因其密度低、比强度高、耐腐蚀性好且成本较低，广泛应用于飞机机身、机翼、起落架等结构件。其轻量化特性有助于降低飞机燃油消耗，提高航程；良好的耐腐蚀性可延长飞机使用寿命；优异的加工性能便于制造复杂结构件。目前，7A05、2A12等铝合金是我国飞机结构件的主要材料。2.陶瓷基复合材料（CMC）在航天发动机中的应用优势CMC具有极高的高温强度、优异的抗热震性和低热膨胀系数，适用于航空发动机热端部件（如涡轮叶片、燃烧室）。其轻质化特性可降低发动机整体重量，提高推重比；抗热震性可减少热循环损伤；低热膨胀系数有助于维持结构稳定性。目前，SiC-CMC已成为美、欧、中航天发动机热端部件的重要材料。3.钛合金在航空航天领域的局限性钛合金虽然具有低密度、高比强度和优异的耐腐蚀性，但其成本较高、加工难度大、焊接性能差。此外，钛合金的熔点较高，热处理工艺复杂，且在高温下性能下降。因此，钛合金在航空航天领域的应用受限于成本和工艺技术。4.碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的制造工艺流程CFRP的制造工艺主要包括：①预浸料制备（将碳纤维与树脂预混并固化）；②层压成型（将预浸料叠放并固化形成复合材料板）；③切割与模压（将复合材料板切割成所需形状并进一步模压成型）；④表面处理与固化（去除缺陷并最终固化）。该工艺可生产轻质、高强度的结构件。5.热障涂层（TBC）失效的主要原因及改进措施TBC失效的主要原因包括：①氧化剥落（高温氧化导致涂层与基体分离）；②热震损伤（温度剧烈变化导致涂层开裂）；③冲蚀磨损（颗粒冲击导致涂层磨损）。改进措施包括：采用新型陶瓷基体（如ZrO₂增韧）、优化界面设计、添加增强相（如SiC颗粒）等。6.高温合金与先进陶瓷材料的性能差异及其应用场景高温合金具有良好的高温强度和抗氧化性，但密度较高；先进陶瓷材料密度低、热膨胀系数小，但脆性大、高温强度较低。高温合金适用于航空发动机热端部件（如涡轮叶片），而先进陶瓷材料适用于热障涂层、热防护系统等。两者结合可发挥协同效应，提高部件性能。五、论述题1.先进复合材料在下一代战机中的应用前景我国下一代战机（如歼-35）将大量采用先进复合材料，以提升隐身性能、减重增效和结构可靠性。复合材料可替代传统金属材料，降低雷达反射面积，提高隐身性能；轻量化特性可增加航程和载弹量；优异的疲劳性能可延长战机使用寿命。目前，我国已掌握碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）和金属基复合材料（MMC）技术，但与美、欧相比，在自主化率和成本控制方面仍需提升。2.高温合金在航空发动机热端部件中的失效机理及解决方