《材料学概论》题库资料复合材料部分

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《复合材料结构设计基础》部分题库

一、填空题

1.复合材料按复合效果可分为_______、__________复合材料。

2.复合材料使用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分(或组元),通过

______而成的,具有___________材料。

3.复合材料按基体材料性质分可分为_______、__________及陶瓷基复合材料

4.纤维复合材料中常用作防弹背心的材料主要有芳纶纤维和____________。

5.玻璃纤维常用作增强体,缺点主要有_______、__________及易受机械损伤。

6.碳纤维常用作增强体,缺点主要有_______、__________及价格较高。

7.芳纶纤维常用作增强体,缺点主要有_______、__________。

8.复合材料的加工主要有_______、__________、_______、__________及颗粒复合材料加

工。

9.晶须是含缺陷很少的_______材料。

10.结构用金属基复合材料基体要求有_______、__________。

11.复合材料界面相的作用有_______、__________及传递作用等。

12.复合材料增强体的作用有_______、__________。

二、判断题

1.混合材料就是复合材料()

2.草梗合泥筑墙是古代利用复合材料的见证()

3.复合材料的组成是性能的唯一决定因素()

4.复合材料组成中增强体起增加强度、改善性能的作用()

5.聚合物基复合材料中聚合物所起的作用包括保护纤维、分配载荷()

6.碳纤维比强度高,肯定可以作为防弹材料()

7.晶须是含缺陷很少的单晶纤维材料()

8.粉末压制成型属于复合材料加工范畴()

9.晶须是直径 0.1~10μm,长径比 5~1000单晶纤维材料()

10.颗粒增强体也称为刚性颗粒增强体()

11.延性颗粒增强体主要为金属颗粒()

12.芳纶纤维具有吸湿性()

13.碳纤维具有抗氧化性,生产过程中无需防护()

14.玻璃纤维耐磨性差,在混合过程中应注意防护()

15.芳纶纤维大量次价键的存在赋予其高比强度和比模量()

16.超高分子量聚乙烯具有高抗冲击性能,可以作为防弹背心材料()

17.碳纤维抗氧化处理中最好采用添加陶瓷材料()

18.爆炸连接工艺属于层状复合材料制备范畴()

19.手糊工艺是复合材料加工制备中较为简单的工艺()

20.纳米复合材料是复合材料发展的新方向()

三、选择题

1.复合材料的发展历程上,下列哪一项是与古代复合材料发展相对应的

_________。

(a)漆器(B)碳纤维增强环氧树脂

(C)玻璃纤维增强塑料(D)碳纤维增强金属基复合材料

2.下列哪一项是基体的作用 _________。

(A)增加强度、改善性能(B)诱导效应

(C)阻断作用(D)粘接作用

3.如下哪一项描述是错误的__________。

(A)陶瓷晶须(B)金属晶须(C)聚合物晶须(D)晶须是单晶

4.如下有关玻璃纤维的描述,哪一项是错误的_________。

(A)较高强度(B)较高模量

(C)易磨损(D)韧性好,可以作为高抗冲复合材料

5.如下哪一项不属于层状复合材料成型________。

(A)轧制复合(B)爆炸连接

(C)共挤(D)粉末压制成型

6.波音787大飞机过半材料采用复合材料的首要原因是________。

(A)较高强度(B)较高模量

(C)经摔(D)质轻但强度等力学性能好,节省燃油

7.下列有关碳/碳复合材料描述中,哪一项是错误的________。

(A)高比强度(B)高比模量

(C)高性能复合材料(D)抗氧化能力好

8.芳纶纤维用作太空降落伞材料主要是考虑了_________性能。

(A)化学稳定性好(B)自熄

(C)低导电性(D)高比强度及韧

9.下列哪一项是增强体的作用 _________。

(A)增加强度、改善性能(B)诱导效应

(C)阻断作用(D)粘接作用

10.如下哪一项描述是正确的__________。

(A)橡胶晶须(B)塑料晶须(C)聚合物晶须(D)晶须是含缺陷很少的单晶11.如下有关碳纤维的描述,哪一项是错误的_________。

(A)较高强度(B)较高模量

(C)较易磨损(D)韧性好,可以作为高抗冲复合材料

12.如下哪几项属于层状复合材料成型________。

(A)轧制复合(B)爆炸连接

(C)共挤(D)粉末压制成型

13.我国大飞机研制中选用较多复合材料的首要原因是________。

(A)较高强度(B)较高模量

(C)经摔(D)质轻但强度等力学性能好,节省燃油

14.下列有关碳纤维增强碳基复合材料描述中,哪一项描述是错误的________。

(A)高比强度(B)高比模量

(C)高性能复合材料(D)抗氧化能力好

15.芳纶纤维可用作防弹背心材料主要是考虑了_________性能。

(A)化学稳定性好(B)自熄

(C)低导电性(D)高比强度及韧性

16.玻璃纤维在复合过程中应考虑_________等劣能。

(A)价格低(B)不耐磨

(C)易碎(D)弹性模量低

17.玻璃纤维在复合过程中应考虑_________等劣能。

(A)价格低(B)不耐磨

(C)易碎(D)弹性模量低

18、碳纤维作为钓鱼竿材料主要是考虑_________等性能

(A)价格高(B)高比强度

(c)高比模量(D)密度低

19、如下哪些材料可以作为_________颗粒增强体

(A)碳化硅(B)石墨

(c)铝(D)银

20、玻璃钢是常见的复合材料是基于_________因素

(A)耐腐蚀(B)绝缘

(c)导电(D)极高比强度

四、简答题

1、试描述复合材料组成,并指出各组分的作用。

2、结合三大传统材料,指出复合材料的特点。

3、碳纤维在复合过程中如何提高抗氧化能力?

4、芳纶纤维何以具有自熄性?

5、试列举四种复合材料加工工艺。

6、如何提高玻璃纤维与非极性基体之间的结合力?

7、复合材料增强体碳纤维具有何优缺点?

8、芳纶纤维优缺点和结构之间的关系。

五、论述题+计算题

1.复合材料发展史也是增强体发展史,试结合复合材料增强体发展历程,阐述复合材料在

国民经济建设中的作用。

2.21世纪材料的发展是经济发展的先决条件,试结合复合材料发展历程,阐述复合材料在

环保节能中的作用。

3.以芳香尼龙为增强纤维,重新设计例4-2中的棒材。已知芳香尼龙的模量为124GPa,

密度为1.44Mg/m3,价格为$44/kg。

4.纤维增韧的机理很多,列举其二。

5.为什么很少用金属作为聚合物的增强材料?

复合材料复习

复合材料:由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料,它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能。复合材料=增强剂+基体 复合材料分类:按性能高低:常用复合材料,先进复合材料。按基体材料:1.聚合物基复合材料:热固性树脂基复合材料,热塑性树脂基复合材料,橡胶基复合材料2.金属基复合材料:轻金属基复合材料,高熔点基复合材料,金属间化合物基复合材料3.无机非金属基复合材料:陶瓷基复合材料,碳基复合材料,水泥基复合材料。按不同增强体形式:纤维增强复合材料,颗粒增强复合材料,片材增强复合材料。 复合材料的特征:可设计性、由基体组元与增强体或功能组元组成、非均相材料、三种基本的物理相(基体相、增强相和界面相)、组分材料性能差异很大、组成复合材料后的性能不仅改进很大,而且还出现新性能。 影响复合材料性能的主要因素:增强材料的性能、基体的性能、复合材料的结构及成型技术、界面的性能。 增强体:结构复合材料中能提高材料力学性能的组分,在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。 增强体分类:1.纤维类增强体:碳纤维,氧化铝纤维,碳化硅纤维 2.颗粒类增强体:陶瓷,碳化硅,氧化铝3.晶须类增强体:碳化硅,氧化铝,氮化硅等陶瓷晶须4.金属丝:铍丝,钠丝,不锈钢丝,钨丝5.片状物增强体:陶瓷薄片 增强体的基本特征:1.具有能明显提高基体某种所需特性的性能 2.具有良好的化学稳定性3.与基体具有良好的润湿性。 常用纤维种类:无机非金属纤维(玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维)、金属丝纤维、有机纤维(Kevlar纤维、聚乙烯纤维)。 玻璃纤维分类:1.按原料成分:有机玻璃纤维,中碱玻璃纤维,低碱玻璃纤维,无碱玻璃纤维2.按用途:高强度纤维,低介电纤维,耐化学药品纤维,耐电腐蚀纤维,耐碱纤维3. 按单丝直径:粗纱,初级纱,中级纱,高级纱,超细纱4.按纤维外观:连续纤维,短切纤维,空心玻璃纤维,玻璃粉及磨细纤维5.按纤维特性:高强玻璃纤维;高模量玻璃纤维;耐高温玻璃纤维;耐碱玻璃纤维;耐酸玻璃纤维;普通玻璃纤维(指无碱及中碱玻璃纤维)。 影响玻璃纤维强度的因素:1.直径:拉伸强度随直径降低而增加。2.长度:拉伸强度随长度降低而增加。3.化学组成:含碱量越高,强度越低。4.存放时间:存放一段时间后强度会降低—纤维的老化,原因:空气中的水分和氧气对纤维的侵蚀。纤维的老化与含碱量有关。5.施加负荷时间:拉伸强度随施加负荷时间增长而降低,环境湿度较高时尤其明显。纤维的疲劳。原因:吸附在微裂纹中的水分,在外力作用下,使微裂纹扩展速度加速。6.玻璃纤维的成型工艺和条件。 碳纤维结构:乱层石墨结构。最基本的结构单元:石墨片层。二级结构单元:石墨微晶(由数张或数十张石墨片层组成)。三级结构单元:石墨微晶组成的原纤维。直径在50nm左右,弯曲,彼此交叉的许多条带状组成的结构。碳纤维的皮芯结构:碳纤维由表皮层和芯子两部分组成,中间是连续的过渡区。皮层的微晶较大,排列较整齐有序,占直径的14%,芯子占39%,由皮层到芯子,微晶减小,排列逐渐紊乱,结构不均匀性愈来愈显著。皮层:微晶较大,排列有序。芯层:微晶减小,排列紊乱,结构不均匀。 有机纤维结构与性能关系:含有大量苯环,内旋转困难,为处于拉伸状态的

复合材料题库

一.填空题: 1.玻璃钢材料由(基材)与(增强材料)组成,其中(各类树脂)和(凝胶材料)为玻璃钢的常用基材。 2.常见可以拉制成纤维的玻璃种类主要分为(无碱玻璃)、(中碱玻璃)、(高碱玻璃)、(高强玻璃),其中(无碱玻璃纤维)是应用最多的玻纤。 3.连续玻璃纤维纺织制品就起产品形态而言可分为(纱线)(织物)两大类别。 4. 预浸料的制备方式可分为(湿法)(干法)及(粉末法)。 5. 结构胶粘剂一般以(热固性树脂)为基体,以(热塑性树脂)或(弹性体)为增韧剂,配以固化剂等组成。 6. 按照材料成分分类主要分为(环氧树脂胶粘剂)(聚酰亚胺胶粘剂)(酚醛树脂胶粘剂)(硅酮树脂胶粘剂)。 7. 玻璃钢制品的生产过程可大致分为(定型)(浸渍)(固化)三个要素。 8. 环氧树脂是分子中含有两个或两个以上(环氧基团)的一类高分子化合物。 9. 按适用于玻璃钢手糊成型的模具结构形式分为:(单模)及(敞口式对模)。 10. 叶片制造常用的基体树脂有(不饱和聚酯树脂),(环氧乙烯基树脂)及(环氧树脂)三类。 二.名词解释: 1.热固性树脂:这种树脂在催化剂及一定的温度、压力作用下发生不可逆的化学反应,是线性有机聚合物链相互交联后形成的三维结构体。 2.预浸料:将定向排列的纤维束或织物浸涂树脂基体,并通过一定的处理后贮存备用的中间材料。 3.不饱和聚酯树脂:是由饱和的或不饱和的(二元醇)与饱和的及不饱和的(二元酸或酸酐)缩聚而成的线性高分子化合物。 4.单位面积质量:一定大小平板状材料的质量和它的面积之比。 5. 含水率:在规定条件下测得的原丝或制品的含水量。即试样的湿态质量和干态质量的差数与湿态质量的比值,用百分率表示。 6. 拉伸断裂强度:在拉伸试验中,试样单位面积或线密度所承受的拉伸断裂强力。单丝以Pa 为单位,纱线以N/tex为单位。 7. 弹性模量:物体在弹性限度内,应力与其应变的比例数。有拉伸和压缩弹性模量(又称杨氏弹性模量)、剪切和弯曲弹性模量等,以Pa(帕斯卡)为单位。

新材料科学导论期末复习题(有答案版)

一、填空题: 1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。 2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。 3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。 4.材料科学与工程有四个基本要素,它们分别是:使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。 5.按组成和结构分,材料分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料和复合材料。 6.高分子材料分子量很大,是由许多相同的结构单元组成,并以共价键的形式重复连接而成。 7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。 9.功能复合材料是指除力学性能以外,具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。如有 光,电,热,磁,阻尼,声,摩擦等功能。 10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。 11.由于高分子是链状结构,所以把简单重复(结构)单元称为链节,简单重复(结构)单元的个数称为聚 合度。 12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时,两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料,其性能显示 为增强体与基体的互补。(ppt-复合材料,15页) 13.影响储氢材料吸氢能力的因素有:(1)活化处理;(2)耐久性(抗中毒性能); (3)抗粉末化性能;(4)导热性能;(5)滞后现象。 14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。 15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。复合效应表现线性效应和非线性效 应,其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。 16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。功能高 分子材料的制备主要有以下三种基本类型: ①功能小分子固定在骨架材料上; ②大分子材料的功能化; ③已有功能高分子材料的功能扩展; 18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。 19.1977年,美国化学家MacDiarmid,物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性,并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低,这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释

复合材料工艺与设备复习资料

《复合材料工艺与设备》简答与论述(▲为重点内容)1、原材料 (1)生产工艺中,浸润剂分为哪几种类型?它们的作用是什么?(概念题里有详解) (2)▲根据原丝的选择原则,生产常用的原丝种类有哪些?(聚丙烯睛纤维,沥青纤维,粘胶纤维) 2、手糊成型工艺 (1)▲根据手糊成型的工艺特点,说明对增强纤维和基体树脂的选择原则及常用制品和树脂的种类? P12-14 (2)高级模具的基本要求?如何制备高级模具?P17-19 (3)▲手糊成型工艺对外脱模剂的基本要求?并举例说明外脱模剂的主要类型及应用特点? P20-21 (4)▲分析手糊成型工艺制品常见缺陷的原因如:表面发粘、气泡、流胶、胶衣层起皱、分层、固化不完全等。 P29-31 3、、喷射、热压釜工艺 (1)喷射成型有哪几种形式? P32 (2)喷射成型中垂流与浸渍不良原因是什么?如何防治? P35(3)热压釜主要结构及装置有哪些? P41 (4)▲与其他工艺相比,有哪些特点? P49 (5)何为、、工艺?(分别是反应注射模塑、增强型反应注射模

塑、结构反应注射模塑) P51-54 4、夹层结构工艺 (1)夹层结构的特点及应用。 P56-57 (2)聚氨酯泡沫塑料夹芯材料的生产原理。 P66-68 (3)金属蜂窝夹芯材料的生产流程。 P61 (4)蜂窝夹层结构生产中常见问题和解决方法。 P64 (5)泡沫夹层结构通常有哪几种制造方法。 P66 5、模压成型工艺 (1)▲树脂糊包括哪些基本组分? P83 (2)中内脱模剂种类有哪些?作用机理如何? P91 (3)▲常用增稠剂的化学增稠机理如何? P86 (4)▲中低收缩添加剂的作用机理如何? P87 6、层压成型工艺 (1)层压板的主要类型? P135 (2)▲胶布生产的工艺参数?质量指标?以及相互关系? P136-139 (3)▲在层压板热压曲线中,各个阶段的作用和目的? P148(4)如何解决层压板生产中出现的板材翘曲的问题? P151(5)卷管工艺原理及过程如何? P156 7、缠绕成型工艺 (1)缠绕成型工艺分为哪几类型? P159

复合材料试题B卷及答案

2014学年度第 一 学期课程考试 《复合材料》本科 试卷(B 卷) 注意事项:1. 本试卷共 六 大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3. 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效; 4.考试结束,试卷、草稿纸一并交回。 一、选择题(30分,每题2分) 【得分: 】 1.复合材料中的“碳钢”是( ) A 、玻璃纤维增强Al 基复合材料。 B 、玻璃纤维增强塑料。 C 、碳纤维增强塑料。 D 、氧化铝纤维增强塑料。 2.材料的比模量和比强度越高( ) A 、制作同一零件时自重越小、刚度越大。 B 、制作同一零件时自重越大、刚度越大。 C 、制作同一零件时自重越小、刚度越小。 D 、制作同一零件时自重越大、刚度越小。 3.在体积含量相同情况下,纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料( ) A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易 4、Kevlar 纤维( ) A 、由干喷湿纺法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到1000℃以上。 D 、由化学沉积方法制成。 5、碳纤维( ) A 、由化学沉积方法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到3000℃以上。 D 、由先纺丝后碳化工艺制成。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在:( ) A 、120℃以下 B 、180℃以下 C 、250℃以下 D 、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一是( )

A、环氧树脂吸湿变脆。 B、水起增塑剂作用,降低树脂玻璃化温度。 C、环氧树脂发生交联反应。 D、环氧树脂发生水解反应。 8、玻璃纤维() A、由SiO2玻璃制成。 B、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。 C、其强度比整块玻璃差。 D、价格贵、应用少。 9、生产锦纶纤维的主要原料有() A、聚碳酸酯。 B、聚丙烯腈。 C、尼龙。 D、聚丙烯。 10、晶须() A、其强度高于相应的本体材料。 B、长径比一般小于5。 C、直径为数十微米。 D、含有很少缺陷的长纤维。 11、对玻璃纤维和聚酰胺树脂构成的复合材料命名不正确的是()。 A.玻璃纤维聚酰胺树脂复合材料B.玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材料 C.聚酰胺材料D.聚酰胺基玻璃纤维复合材料 12、目前,复合材料使用量最大的增强纤维是()。 A.碳纤维B.氧化铝纤维C.玻璃纤维D.碳化硅纤维13、目前,复合材料使用量最大的民用热固性树脂是()。 A.环氧树脂 B.不饱和聚酯 C.酚醛树脂 D.尼龙14.聚合物基复合材料制备的大体过程不包括() A.预浸料制造B.制件的铺层 C.固化及后处理加工D.干燥 15、有关环氧树脂,说法正确的是() A、含有大量的双键 B、使用引发剂固化 C、使用胺类固化剂固化 D、属于热塑性塑料 二、判断题(20分,每题2分)【得分:】 1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。() 2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。() 3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。() 4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。() 5、复合材料具有可设计性。() 6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。() 7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。()

复合材料复习总结

120114班聚合物基复合材料复习总结(初) 出品人:黄程程你们复习的时候可以把重点记在空白处n(*≧▽≦*)n,欢迎补充 UD:unidirectional 单向性的 Quasi-isotropic 准各向同性的 Cure 固化 precure 预固化 stiffness 刚度 strength 强度 toughness 韧性ILSS层间剪切强度 CTE 热膨胀系数(coefficient of thermal expansion) carbon fiber 碳纤维VGCF 气相生长碳纤维(vapor-phase growth) SNCB 气相生长纳米碳纤维CNT 碳纳米管(carbon nanotube)sizing 上浆 Torayca 日本东丽台塑Tairyfil 三菱树脂Dialead PCF:沥青基碳纤维(pitched-based carbon fiber) C-GF:耐化学腐蚀玻璃纤维A-GF:普通玻纤D-GF:低介玻纤,雷达罩材料 E-GF:电工用玻纤(碱金属含量<1%) AF:芳纶纤维(Aramid fiber) PPTA:聚对苯二甲酰对苯二胺poly-p-phenylene terephthamide(对位芳酰胺纤维Kevlar) PMIA:间位芳酰胺纤维(代表Nomex) Boron Fiber 硼纤维 Alumina Fiber 氧化铝纤维 Basalt Fiber 玄武岩纤维 BMI:双马来酰亚胺树脂curing agent固化剂 PEEK:聚醚醚酮树脂 PEK:聚醚酮树脂 PES:聚醚砜树脂 PEI:聚醚酰亚胺树脂 PPS:聚苯硫醚树脂 Epoxy resin 环氧树脂Unsaturated polyester resin TETA:三乙烯四胺(triethylene tetramine) DDS:二氨基二苯基砜(diaminodiphenyl sulfone);DDM二氨基二苯基甲烷 Vinyl ester resin:乙烯基环氧树脂 Phenolic resin 酚醛树脂 RTM:(resin transfer molding)树脂传递模塑

复合材料复习题

土木工程复合材料及应用技术复习思考题 一、名词解释: 1、复合材料 2、土工合成材料 3、比强度 4、混杂复合材料 5、纤维临界体积率 6、混合律 7、功能复合材料 8、结构复合材料 9、Ο95 10、纤维临界长度11、界面粘结系数12、韧性13、压缩韧度指数14、弯曲韧度指数15、韧度16、冲击韧性17、疲劳试验荷载循环特征值18、单体19、高聚物20、疲劳试验应力比21、链节22、土工材料抗拉强度23、加聚反应24、聚灰比25、缩聚反应26、沥青玛蹄脂碎石混合料27、透水率28、导水率29湿热效应30相容性31物理相容性32化学相容性32润湿性32界面工程33复合材料界面34复合效应35诱导效应36蠕变37降解反应38交联反应39钢纤维的回弹率40改性沥青41沥青外掺剂(改性剂)42调和沥青43沥青稳定碎石44集料毛体积相对密度45集料视相对密度46集料有效相对密度47沥青吸收量48混合料的有效沥青含量49组合集料毛体积相对密度 二、是非题: 1、纤维复合材料其纤维含量越高,力学性能越好。() 2、纤维与基体之间的界面强度越高越好。() 3、因钢纤维不耐腐蚀,钢纤维水泥混凝土其抗氯离子侵蚀的能力差。( ) 4、镦头形钢纤维混凝土较长直形钢纤维混凝土力学性能好。() 5、钢纤维水泥混凝土集料最大粒径不宜超40mm。() 6、钢纤维水泥混凝土其砂率较普通水泥混凝土低。() 7、钢纤维水泥混凝土其水泥用量较普通混凝土低。() 8、钢纤维水泥混凝土其分散系数越小,表示钢纤维分布越均匀。() 9、钢纤维水泥混凝土从均匀性方面看其钢纤维长径比不宜超过60。( ) 10、钢纤维水泥混凝土采用坍落度评定其工作性。() 11、钢纤维与水泥基间界面孔隙率低于基体。()

纤维与复合材料题库

纖維與複合材料題庫 1.請說明在纖維製品行銷管道中目前最為通行之方式,並說明為何會採 用此種模式? 2.請說明在天然纖維(Nature Fibers)中之植物纖維以何種纖維材料之成 本最低,並且請列舉此種纖維之終端用途? 3.請說明何謂人造纖維(Artificial Fibers)?並請列舉五種生產量最多之 人造纖維及其常採用之紡絲方式?另請列舉此五種纖維之終端用途? 4.請說明何謂無機纖維(Inorganic Fibers)?並請列舉三種生產量最多之 無機纖維及其常採用之紡絲方式與終端用途? 5.請說明在天然纖維中之羊毛纖維(Wool Fiber),若要製作高級不會有皺 摺之西裝(Suit)應該採用以何種纖維來做混紡最為便宜,且配合何種織物結構?並除製作西裝以外另請列舉三種終端用途? 6.請說明內政部頒布之服飾標示基準中,針對西裝應該有何種內容之標 示項目(Care Label)? 並說明其洗標之涵義? 7.請說明在高科技紡織品之工業用紡織品(Industrial Textiles)之定義及 其三種終端用途及其所強調之性質? 8.請說明在CFRP之拉伸實驗中,狗骨頭形狀與長方形之樣本在拉伸前 需加以何種處理?若未經此前處理過程會有何種負面效益? 9.請說明塑膠、橡膠、複合材料與纖維之主要不同點,並且列舉每種產

品之三種終端用途? 10.請依照纖維、紗、織物、染色整理加工與成衣製作之觀點,說明一般 之防彈衣與羊毛背心有何差異處? 11.請依照纖維、紗、織物、染色整理加工與成衣製作之觀點,說明一般 之雨傘布與運動杉有何差異處? 12.請列舉五種家用紡織品(Home Textiles)所使用之纖維、紗、織物及依 序排列其附加價值? 13.請以纖維型態之觀點,舉例說明五種不同之五種纖維型態(需備註英 文)種類,並說明其所使用之附加價值與終端用途? 14.請說明在染色整理加工中,所針對纖維、紗、織物之加工成本何者最 低?為什麼?且說明不同之應用時機? 15.請以紗型態之觀點,舉例說明五種不同之紗(Yarn)型態(需備註英文) 種類,並說明其所使用之附加價值與終端用途? 16.在高科技紡織品中,請列舉其所適用之五種奈米原料種類及其功能? 並說明其製作方法? 17.請定義何謂奈米複合材料?並說明奈米複合材料(Nano Polymer Composites)之結構、組成與功能如何? 18.請定義何謂材料的一次與二次功能?並請舉例說明材料的二次功 能?

复合材料期末考试复习题(汇编)

1.复合材料的分类方法? 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。 金属复合材料以金属为基体制成的复合材料,如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。 按增强材料种类分类 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 此外,如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合,即复合材料的“复合材料”。 按增强材料形态分类 连续纤维复合材料作为分散相的纤维,每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。 短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。 粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。 编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。 按用途分类 复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。 2.举例说明复合材料在现代工业中的应用? <1>建筑工业中,复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋,建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。 <2>化学工业中,复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。 <3>交通运输方面,如汽车制造业中,复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等;在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。

复合材料题库完整版

复合材料题库 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

一. 填空题: 1.玻璃钢材料由(基材)与(增强材料)组成,其中(各类树脂)和(凝胶材料)为玻璃钢的常用基材。 2.常见可以拉制成纤维的玻璃种类主要分为(无碱玻璃)、(中碱玻璃)、(高碱玻璃)、(高强玻璃),其中(无碱玻璃纤维)是应用最多的玻纤。 3.连续玻璃纤维纺织制品就起产品形态而言可分为(纱线)(织物)两大类别。 4. 预浸料的制备方式可分为(湿法)(干法)及(粉末法)。 5. 结构胶粘剂一般以(热固性树脂)为基体,以(热塑性树脂)或(弹性体)为增韧剂,配以固化剂等组成。 6. 按照材料成分分类主要分为(环氧树脂胶粘剂)(聚酰亚胺胶粘剂)(酚醛树脂胶粘剂)(硅酮树脂胶粘剂)。 7. 玻璃钢制品的生产过程可大致分为(定型)(浸渍)(固化)三个要素。 8. 环氧树脂是分子中含有两个或两个以上(环氧基团)的一类高分子化合物。 9. 按适用于玻璃钢手糊成型的模具结构形式分为:(单模)及(敞口式对模)。 10. 叶片制造常用的基体树脂有(不饱和聚酯树脂),(环氧乙烯基树脂)及(环氧树脂)三类。 二.名词解释:

1.热固性树脂:这种树脂在催化剂及一定的温度、压力作用下发生不可逆的化学反应,是线性有机聚合物链相互交联后形成的三维结构体。 2.预浸料:将定向排列的纤维束或织物浸涂树脂基体,并通过一定的处理后贮存备用的中间材料。 3.不饱和聚酯树脂:是由饱和的或不饱和的(二元醇)与饱和的及不饱和的(二元酸或酸酐)缩聚而成的线性高分子化合物。 4.单位面积质量:一定大小平板状材料的质量和它的面积之比。 5. 含水率:在规定条件下测得的原丝或制品的含水量。即试样的湿态质量和干态质量的差数与湿态质量的比值,用百分率表示。 6. 拉伸断裂强度:在拉伸试验中,试样单位面积或线密度所承受的拉伸断裂强力。单丝以Pa为单位,纱线以N/tex为单位。 7. 弹性模量:物体在弹性限度内,应力与其应变的比例数。有拉伸和压缩弹性模量(又称杨氏弹性模量)、剪切和弯曲弹性模量等,以Pa(帕斯卡)为单位。 8. 偶联剂:能在树脂基体与增强材料的界面间促进或建立更强结合的一种物质。 9. 片状模塑料:由树脂、短切或未经短切的增强纤维以及细粒状填料(有时不加填料),经充分混合而制成一种厚度一般为1mm ~25 mm的薄片状中间制品,能在热压条件下,进行模塑或层压。 10. 纤维体积含量:纤维体积与复合材料的总体积之比。

复合材料复习题

复合材料复习题 1、简述增强材料(增强体、功能体)在复合材料中所起的作用,并举例说明。 填充:廉价、颗粒状填料,降低成本。例:PVC中添加碳酸钙粉末。 增强:纤维状或片状增强体,提高复合材料的力学性能和热性能。效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。例:TiC颗粒增强Si3N4复合材料、碳化钨/钴复合材料,切割工具;碳/碳复合材料,导弹、宇航工业的防热材料(抗烧蚀),端头帽、鼻锥、喷管的喉衬。 赋予功能:赋予复合材料特殊的物理、化学功能。作用取决于功能体的化学组成和结构。例:1-3型PZT棒/环氧树脂压电复合材料,换能器,用于人体组织探测。 2、复合材料为何具有可设计性?简述复合材料设计的意义。如何设计防腐蚀(碱性)玻璃纤维增强塑料? 组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能,赋予了复合材料性能的可设计性。 意义:①每种组分只贡献自己的优点,避开自己的缺点。②由一组分的优点补偿另一组分的缺点,做到性能互补。③使复合材料获得一种新的、优于各组分的性能(叠加效应)。优胜劣汰、性能互补、推陈出新。 耐碱玻璃纤维增强塑料的设计:使用无碱玻璃纤维和耐碱性树脂(胺固化环氧树脂)。在保证必要的力学性能的前提下,尽量减少玻璃纤维的体积比例,并使树脂基体尽量保护纤维不受介质的侵蚀。 3、简述复合材料制造过程中增强材料的损伤类型及产生原因。 力学损伤:属于机械损伤,与纤维的脆性有关。脆性纤维(如陶瓷纤维)对表面划伤十分敏感,手工操作、工具操作,纤维间相互接触、摆放、缠绕过程都可能发生。 化学损伤:主要为热损伤,表现为高温制造过程中,增强体与基体之间化学反应过量,增强体中某些元素参与反应,增强体氧化。化学损伤与复合工艺条件及复合方法有关。热损伤伴随着增强体与基体之间界面结构的改变,产生界面反应层,使界面脆性增大、界面传递载荷的能力下降。 4、简述复合材料增强体与基体之间形成良好界面的条件。 在复合过程中,基体对增强体润湿;增强体与基体之间不产生过量的化学反应;生成的界面相能承担传递载荷的功能。 复合材料的界面效应,取决于纤维或颗粒表面的物理和化学状态、基体本身的结构和性能、复合方式、复合工艺条件和环境条件。 5、什么是相乘效应?举例说明。 两种具有转换效应的材料复合在一起,产生了连锁反应,从而引出新的机能。可以用通式表示:X/Y·Y/Z=X/Z (式中X、Y、Z分别表示各种物理性能)。 压磁效应?磁阻效应=压敏电阻效应;闪烁效应?光导效应=辐射诱导导电。 例:磁电效应(对材料施加磁场产生电流)——传感器,电子回路元件中应用。 压电体BaTiO3与磁滞伸缩铁氧体NiFe2O4烧结而成的复合材料。对该材料施加磁场时会在铁氧体中产生压力,此压力传递到BaTiO3,就会在复合材料中产生电场。最大输出已达103 V·A。 单一成分的Cr2O3也有磁电效应,但最大输出只有约170 V·A。 6、推导单向板复合材料中纤维体积分数与纤维半径的关系(以正方形阵列为例)。 纤维体积:(4?1/4)πr2l=πr2l 复合材料体积:(2R)2l=4R2l 纤维体积分数:V f=πr2l/(4R2l)= πr2/(4R2) 纤维间距与纤维体积分数的关系: s=2R-2r=2[πr2/(4V f)]1/2-2r=2[(π/4V f)1/2-1]r 7、什么是材料复合的结构效果?试述其内涵。 结构效果是指在描述复合材料的性能时,必须考虑组分的几何形态、分布形态和尺度等可变因素。这类效果往往可以用数学关系描述。 结构效果包括:1、几何形态效果(形状效果):决定因素是组成中的连续相。对于1维分散质,当分散质的性质与基体有较大差异时,分散质的性能可能会对复合材料的性能起支配作用。2、分布形态效果(取向效果):又可分为几何形态分布(几何体的取向)和物理性能取向:导致复合材料性能的各向异性,对复合材料的性能有很大影响。3、尺度效果:影响材料表面物理化学性能(比表面积、表面自由能)、表面应力分布和界面状态,导致复合材料性能的变化。 8、简述单向复合材料的细观力学分析模型的基本假设的要点。 单元体:宏观均匀、无缺陷、增强体与基体性能恒定、线弹性。 增强体:匀质、各向同性、线弹性、定向排列、连续。

复合材料概论

复合材料概论 王荣国武卫莉谷万里主编 复习 第一章总论 复合材料定义:复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料;在复合材料中通常有一个相为连续相,称为基体,另一相为分散相,陈伟增强材料。 生产量较大,适用面广,性能相对较低的为常用复合材料,高精尖的为先进复合材料。 复合材料的命名:玻璃纤维环氧树脂复合材料、玻璃/环氧复合材料,玻璃纤维复合材料,环氧树脂复合材料,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。 常用的分类方法: 1.按增强材料形态分类(连续纤维复合、短纤维复合、颗粒复合、编织复合) 2.按增强材料纤维种类分类(玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、混合)3.按基体材料分类(聚合物基、金属基、无机非金属基) 4.按材料作用分类(结构复合材料、功能复合材料) 复合材料的共同特点: 1.可综合发挥各组成材料的优点 2.可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造(最大特点!!) 3.可制成所需的任意形状的产品 聚合物基复合材料的主要性能: 1.比强度、比模量大 2.耐疲劳性能好

3.减震性能好 4.过载时安全性能好 5.具有多种功能性 6.良好的加工工艺性 金属基复合材料的主要性能 1.高比强度、比模量 2.导热导电性能优良 3.热膨胀系数小、尺寸稳定 4.良好的高温性能 5.耐磨性好 6.良好的疲劳性能 7.不吸潮、不老化、气密性好 陶瓷基复合材料的主要性能:强度高、硬度大、耐高温、抗氧化、高温下抗磨损性能好、耐化学腐蚀性优良、热膨胀系数和相对密度较小;断裂韧性低,限制其为结构材料使用。 复合材料力学性能取决于增强材料的性能、含量和分布,取决于基体材料的性能和含量 第二章复合材料的基体材料 1 基体材料是金属基复合材料的主要组成,起着固结增强物、传递和承受各种载荷(力热电)的作用。 2 金属基:铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等 3 在连续纤维增强金属基复合材料中基体的主要作用是以充分发挥增强纤维的性能为主,基体本身应与纤维有良好的相容性和塑性,而并不要求基体本身有很高的强度。

复合材料复习题 西安理工大学

. 精选文本 一、判断题: 1、复合材料是由两个以上组元材料化合而成。( ) 2、层板复合是一种由颗粒增强的复合材料。( ) 3、应用最广泛的复合材料是金属基复合材料。( ) 4、复合材料具有可设计性。( ) 5、竹子、贝壳是天然的复合材料。( ) 6、玻璃钢是玻璃纤维增强的树脂基复合材料,问世于1940s 。( ) 7、比强度和比模量分别是材料的强度、弹性模量与其密度的比值。( ) 8、基体与增强体界面在高温使用过程中不会发生变化。( ) 9、浸润性是基体与增强体间粘结的充分条件。( ) 10、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件,但不是充分条件。( ) 11、界面结合强度过高,复合材料易发生脆性断裂。( ) 12、脱粘是指纤维与基体发生完全分离的现象。( ) 13、混合法则:P c = P m V m + P r V r 可用于各种复合材料的性能估计。( ) 14、纤维长度 l < l c 时,纤维上作用的应力永远达不到其抗拉强度。( ) 15、天然纤维都是有机的,而无机纤维均需人工合成。( ) 16、UHMWPE 纤维是所有增强体纤维中密度最小的。( ) 17、玻纤是晶态玻璃制成的细丝,其晶粒尺寸约30 m 。( ) 18、单晶Al 2O 3f 仅有一种晶态结构,即:a -Al 2O 3。( ) 19、多晶Al 2O 3f 仅有一种晶体结构,即: -Al 2O 3。( ) 20、B f 既可用CVD 法制备,也可用溶液化学方法结合烧结制备。( ) 21、制备SiC f 采用 PAN 作为先驱体。( ) 22、纤维表面处理的目的是使其表面光洁度提高。( ) 23、Kevlar 纤维平行于其轴向上其热膨胀系数小于零。( ) 24、乘积效应属于传递效应的一种。( ) 25、Ni 3Al 属于Berthollide 型金属间化合物。( ) 26、Cu 3Au 、Fe 3Al 、Ti 3Al 、Ni 3Al 都是Kurnakov 型金属间化合物。( ) 27、体积分数相同时,SiC w 的增强效果优于SiC p 。( ) 28、体积分数相同时,SiC w 的增强效果不如SiC p 。( ) 29、体积分数相同时,SiC w 的增强效果与SiC p 相当。( ) 30、颗粒/晶须增强MMC 是目前应用最广、开发前景最大的MMC 。( ) 31、B f /Al 可利用半固态复合铸造法制备。( ) 32、利用扩散结合法制备MMC 时,最关键的步骤是排布铺层工序。( ) 33、制备纤维有排布要求的FRMMC 唯一可行方法是粉末冶金法。( ) 34、粉末冶金法制备MMC 的优点之一就在于其对增强体材料的添加比例几乎无限制。( ) 35、Ospray 法制备的PRMMC 相对密度可达95%以上,且几乎无界面反应。( ) 36、原位复合法得到的复相组织处于热力学平衡状态,因而其高温稳定性较好。( ) 37、压铸法制备的MMC 中基体-增强体界面是自然形成的,因而无湿润性、界面反应困扰,且具有很高的界面结合强度( )。 38、MMC 种类繁多,其制备多为复合+成形一体化过程。( ) 39、半固态复合铸造法制备MMC 时,在固液两相区的搅拌使基体组织细化、增强体分散均匀,但同时也导致熔体粘稠化、流动性变差。( ) 40、双马树脂是一种PMC 常用的热塑性树脂基体材料。( ) 41、热固性聚酰亚胺树脂的综合力学性能优于环氧树脂,但不如双马树脂。( ) 42、层压成形属于干法压力成形的一种。( ) 43、模压成形只适于大批量生产PMC 板材。( ) 44、注射成形对热固性/热塑性基体均适用,但更多用于热塑性树脂基PMC 的制备。( ) 45、CMC 的气孔率越高,其韧性越好。( ) 46、FRCMC 的性能主要取决于增强体纤维的强度,而与其弹性模量关系不大。( ) 47、基体-增强体热膨胀系数差越小,CMC 的综合力学性能越好。( ) 48、粉末冶金法与浆料法相比,所制备的CMC 增强体分布更为均匀。( ) 49、反应烧结法的主要优点是所制备的CMC 具有很低的气孔率。( ) 50、C/C 复合材料的成分特点是:99%以上为C 元素,只包含少量其它杂质元素。( ) 51、沥青作为浸渍碳化法的基体先驱体材料,在常压下碳化时其产碳率为50%左右,与酚醛等树脂类先驱体基本相当。( )

复合材料有关习题

复合材料习题 第一章 一、判断题:判断以下各论点的正误。 1、复合材料是由两个组元以上的材料化合而成的。(?) 2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。(?) 3、层板复合材料主要是指由颗料增强的复合材料。(?) 4、最广泛应用的复合材料是金属基复合材料。(?) 5、复合材料具有可设计性。(?) 6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材料。(?) 7、分散相总是较基体强度和硬度高、刚度大。(?) 8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。(?) 二、选择题:从A、B、C、D中选择出正确的答案。 1、金属基复合材料通常(B、D) A、以重金属作基体。 B、延性比金属差。 C、弹性模量比基体低。 D、较基体具有更高的高温强度。 2、目前,大多数聚合物基复合材料的使用温度为(B) A、低于100℃。 B、低于200℃。 C、低于300℃。 D、低于400℃。 3、金属基复合材料的使用温度范围为(B) A、低于300℃。 B、在350-1100℃之间。 C、低于800℃。 D、高于1000℃。 4、混杂复合材料(B、D) A、仅指两种以上增强材料组成的复合材料。 B、是具有混杂纤维或颗粒增强的复合材料。 C、总被认为是两向编织的复合材料。 D、通常为多层复合材料。 5、玻璃钢是(B) A、玻璃纤维增强Al基复合材料。 B、玻璃纤维增强塑料。 C、碳纤维增强塑料。 D、氧化铝纤维增强塑料。 6、功能复合材料(A、C、D) A、是指由功能体和基体组成的复合材料。 B、包括各种力学性能的复合材料。 C、包括各种电学性能的复合材料。 D、包括各种声学性能的复合材料。 7、材料的比模量和比强度越高(A) A、制作同一零件时自重越小、刚度越大。 、制作同一零件时自重越大、刚度越大。B. C、制作同一零件时自重越小、刚度越小。 D、制作同一零件时自重越大、刚度越小。 三、简述增强材料(增强体、功能体)在复合材料中所起的作用,并举例说明。 填充:廉价、颗粒状填料,降低成本。例:PVC中添加碳酸钙粉末。 增强:纤维状或片状增强体,提高复合材料的力学性能和热性能。效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。例:TiC颗粒增强SiN复合材料、碳化钨/钴复合材料,切割工具;碳/碳复合材

无机材料物理性能期末复习题

期末复习题参考答案 一、填空 1.一长30cm的圆杆,直径4mm,承受5000N的轴向拉力。如直径拉成3.8 mm,且体积保持不变,在此拉力下名义应力值为,名义应变值为。 2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。 3.固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。 4.格波间相互作用力愈强,也就是声子间碰撞几率愈大,相应的平均自由程愈小,热导率也就愈低。 5.电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是由于相应压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。 6.复介电常数由实部和虚部这两部分组成,实部与通常应用的介电常数一致,虚部表示了电介质中能量损耗的大小。 7.无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。 8.广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。 ?(1-m)2x。9.设某一玻璃的光反射损失为m,如果连续透过x块平板玻璃,则透过部分应为 I 10.对于中心穿透裂纹的大而薄的板,其几何形状因子Y= 。 11.设电介质中带电质点的电荷量q,在电场作用下极化后,正电荷与负电荷的位移矢量为l,则此偶极矩为 ql 。 12.裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。 13.Griffith微裂纹理论认为,断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断,而是裂纹扩展的结果。14.考虑散热的影响,材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。 15.当温度不太高时,固体材料中的热导形式主要是声子热导。 16.在应力分量的表示方法中,应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向,第二个字母表示应力作用的方向。 17.电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。 18.原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。 19. 按照格里菲斯微裂纹理论,材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量,而是决定于裂纹的大小,即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 20.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大,产生很大的内应力,使坯体产生微裂纹。 21.晶体发生塑性变形的方式主要有滑移和孪生。 22.铁电体是具有自发极化且在外电场作用下具有电滞回线的晶体。 23.自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。 二、名词解释 自发极化:极化并非由外电场所引起,而是由极性晶体内部结构特点所引起,使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩,这种极化机制为自发极化。 断裂能:是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用,不仅取决于组分、结构,在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性 能等。 滞弹性:当应力作用于实际固体时,固体形变的产生与消除需要一定的时间,这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 格波:处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果,这种波称为格波,格波的一个

西工大-复合材料原理复习题及答案(仅供参考)

精品文档 1.为什么Nicalon sic 纤维使用温度低于1100℃?怎样提高使用温度? 从热力学上讲,C-SIO 2界面在1000℃时界面气相CO 压力可能很高,相应的O 2浓度也较高。只有O 2扩散使界面上O 2浓度达到较高水平时,才能反应生成CO 。但是温度较低时扩散较慢,因此C-SiO 2仍然在1000℃左右共存。 当温度升到1100℃,1200℃时,CO 的压力将会更高,此时O 2的浓度也较高,而扩散速度却加快。因而,SiC 的氧化速度加快,导致Nicalon 纤维在1100℃,1200℃时性能下降很快。 要提高Nicalon 纤维的使用温度,需降低Nicalon 纤维的游离C 和O 的含量,以防止游离C 继续与界面O 反应。 2.复合材料的界面应力是怎样产生的?对复合材料的性能有何影响? 复合材料的界面应力主要是由于从制备温度冷却到室温的温度变化△T 或是使用过程中的温度变化△T 使得复合材料中纤维和基体CTE (coefficient of thermal expansion 热膨胀系数?)不同而导致系统在界面强结合的情况下界面应力与△T 有着对应关系;在界面弱结合的情况下,由于滑移摩擦引起界面应力。 除了热物理不相容外,还有制备过程也能产生很大甚至更大的界面应力。如:PMC 的固化收缩,MMC 的金属凝固收缩,CMC 的凝固收缩等。 △CTE 限制界面应力将导致基体开裂,留下很多裂纹,裂纹严重时将使复合材料解体,使复合材料制备失败,或是使其性能严重下降,△CTE 不大时,弹塑性作用,不会出现裂纹。而对于CMC ,即使不会出现明显的裂纹,基体也已经出现了微裂纹。这些微裂纹对复合材料的性能不会有很的影响,相反,这些微裂纹对CMC 复合材料的增韧有帮助,因为微裂纹在裂纹扩展过程中将会再主裂纹上形成很多与裂纹而消耗能量,从而达到增韧的目的。 3.金属基复合材料界面控制的一般原则是什么? 金属基复合材料要求强结合,此时能提高强度但不会发生脆性破坏。均存在界 面化学反应趋势,温度足够高时将发生界面化学反应,一定的界面化学反应能增加界面的结合强度,对增强有利。过量的界面化学反应能增加界面的脆性倾向对增韧不利。因此,MMC 的界面化学反应是所希望的,但是应该控制适度。 具体原则有: 纤维表面涂层处理:改善润湿性,提高界面的结合强度,并防止不利的界面反应。 基体改性:改变合金的成分,使活性元素的偏聚在f/m 界面上降低界面能,提高润湿性。 控制界面层:必须考虑界面层的厚薄,以及在室温下熔体对纤维及纤维表面层的溶解侵蚀。纤维及其表面层金属熔体中均具有一定的溶解度。因而,溶解和侵蚀是不可避免的。 4.为什么玻璃陶瓷/Nicalon 复合材料不需要制备界面层? 氧化物玻璃基体很容易与Nicalon SiC 纤维反应:SiC+O 2=SiO 2+C 这一反应可以被利用来制备界面层。 氧化物玻璃基体与Nicalon SiC 纤维还可能发生其它氧化反应,但由于需要气相产物扩散离开界面,因为其他热力学趋向很大,但反应驱动力相对较小。因上述反应生成的SiO 2 在SiO 2基玻璃中很容易溶入玻璃基体。如果使用的玻璃基体不发生饱和分相的话,反应的结果将在界面上生成C 界面层或纤维的表面层,因而不需要预先制备界面层,这就是玻璃陶瓷的最大优点。 5.复合材料有哪三个组元组成,作用分别是什么? 复合材料是由:基体,增强体,界面。 基体:是复合材料中的连续相,可以将增强体粘结成整体,并赋予复合材料一 定形状。有传递外界作用力,保护增强体免受外界环境侵蚀的作用。 增强体:主要是承载,一般承受90%以上的载荷,起着增大强度,改善复合材 料性能的作用。 界面:1.传递作用:载荷施加在基体上,只有通过界面才能传递到增强体上, 发挥纤维的承载能力,所以界面是传递载荷的桥梁。 2.阻断作用:结合适当的界面有阻止裂纹扩展,中断材料破坏,减缓应力集中的作用。 3.保护作用:界面相可以保护增强体免受环境的腐蚀,防止基体与增强体 之间的化学反应,起到保护增强体的作用。 6. 请说明临界纤维长度的物理意义? 能够达到最大纤维应力,即极限强度σfu 的最小纤维长度,称为临界长度Lc ,临界纤维长度是载荷传递长度的最大值。 L

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