(整理)复合材料学题目
1、复合材料的定义
复合材料——由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组合而成的多相固体材料，并具有复合效应。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
2、复合材料的组成
复合材料的组成相：
增强相---- 纤维、晶须、颗粒。（不连续相）
基体相---- 金属、陶瓷、聚合物。（连续相）
增强相：一般具有很高的力学性能（强度、弹性模量），及特殊的功能性。其主要作用是承受载荷或显示功能。
基体相：保持材料的基本特性，如硬度、耐磨、耐热性等。主要作用是将增强相固结成一个整体，起传递和均衡应力的作用。
3、比较结构复合材料和功能复合材料
树脂基< 250℃
金属基< 600℃
陶瓷基< 1500℃
碳/碳～3000℃
水泥基
换能热电、光电、声电等
阻尼吸声
导电导磁
屏蔽
摩擦磨耗
烧蚀
4、复合材料的性能特点
性能：取决于基体相、增强相种类及数量，其次是它们的结合界面、成型工艺等。
1、主要取决于增强相的性能
⑴.比强度比刚度高
⑵.冲击韧性和断裂韧性高
⑶.耐疲劳性好
⑷.减震性
⑸.热膨胀系数小
2、取决于基体相的性能
⑴、硬度
陶瓷基> 金属基> 树脂基
⑵、耐热性
树脂基: 60 ～250℃
金属基: 400 ～600℃
陶瓷基: 1000 ～1500℃
⑶、耐自然老化
陶瓷基> 金属基> 树脂基
⑷、导热导电性
金属基> 陶瓷基> 树脂基
⑸、耐蚀性
陶瓷基和树脂基> 金属基
⑹、工艺性及生产成本
陶瓷基> 金属基> 树脂基
5、不同基体复合材料的适用温度范围
树脂基: 60 ～250℃
金属基: 400 ～600℃
陶瓷基: 1000 ～1500℃
6、复合材料设计特点
性能可设计性强（可调因素多）
材料设计与结构设计相关联
性能预测性差
没有考虑界面结合的影响，预测性很差。
7、复合材料设计有哪三个层次？
单层设计--- 微观力学方法
层合体设计--- 宏观力学方法
产品结构设计--- 结构力学方法
8、复合材料的设计包括哪些内容？
单层材料的性能
取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等。
设计内容包括正确选择原料的种类和配比。
层合体的性能
取决于单层材料的力学性能和铺层方法（厚度、纤维交叉方式、顺序等）。
设计内容包括：对铺层方案作出合理的安排。
产品结构性能
取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式。
设计内容：最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。
1、影响复合材料性能的因素？
工艺因素
基体和增强材料的性能
增强材料的形状、含量、分布
增强材料与基体的界面结合、结构
2、复合材料的增强机制有哪些？
复合材料的增强体主要有三种形式：颗粒、纤维和晶须
增强机理可分为颗粒增强原理、纤维增强原理和混杂增强原理
3、什么叫弥散强化？
将粒子高度弥散地分布在基体中，使其阻碍导致塑性变形的位错运动(金属基体)和分子链运动(聚合物基体)。
这种复合材料是各向同性的。
其强化效果与粒子直径、体积分数有关，质点尺寸越小体积分数越高，强化效果越好。
4、纤维增强复合材料的复合原则？
1 增强纤维的强度和弹性模量应比基体材料的高。
2 基体与纤维之间要有一定的粘结力，并具有一定的强度。
3 纤维所占体积分数、长度、长度和直径比(L/d)等必须满足
一定要求，通常纤维体积分数越高、越长、越细，增强效果越好。
4 纤维与基体之间的线膨胀系数相匹配。
5 纤维与基体之间有良好的相容性。
5、什么叫做界面？
相与相之间的交界面。即两相间的接触表面
复合材料中基体与增强材料之间的结合面。此结合面是基体和增强材之间发生相互作用和相互扩散而形成的。
6、界面结合方式有哪些类型？
I、机械结合：借助增强纤维表面凹凸不平的形态而产生的
机械铰合和基体与纤维之间的摩擦阻力形成。
II、溶解与浸润结合：液态金属对增强纤维的侵润，而产生的作用力，作用范围只有若干原子间距大小。
III、反应结合：基体与纤维之间形成界面反应层。
IV、混合结合：上述三种形式的混合结合方式。
7、界面特征是指什么
界面厚度、残余应力、界面能、结合强度
8、怎样控制界面特征影响复合材料性能？
1）改变增强材料表面性质。
2）向基体内添加特定的元素。
3）在增强材料的表面施加涂层。
9、不同基体的复合材料怎样选择界面处理方式？
1）．玻璃纤维
GF成分为SiO2，表面吸水后成-OH，可与含-OH、－COOH、-Cl的偶联剂反应成醚键结合。偶联剂通式：R - M –X
M --- 中心离子Cr+3、Si+4、Ti+3等高价金属离子。
R --- 可与聚合物交联的基团。如不饱和双键、氨基、环氧、巯基等。
X ---- 可与玻纤表面醚化的活性基团。如：-Cl、-OH、-COOH、-OCH3、-OC2H5。
2）. 碳纤维
氧化法---- 提高表面粗糙度和极性。
沉积法---- CVD沉积碳晶须。
电聚合法---- 接枝高分子支链
3）．芳纶等有机纤维
等离子处理，使苯环氧化成-COOH、-OH ；或接枝聚合生成高分子支链。
4）. 与金属基复合的纤维
目的：提高浸润性，抑制化学反应。
?CF、BF与金属反应活性高，化学相容性差；
?氮化物、碳化物纤维反应活性较低；
?Al2O3反应活性最低。
措施：
?降低复合温度，减少高温停留时间。
?涂覆隔离层。如CF、BF表面涂SiC。
?镀覆金属层，改善浸润性。如Al2O3纤维镀Cu、Ni等。
10、玻璃纤维表面处理机制
GF成分为SiO2，表面吸水后成-OH，可与含-OH、
－COOH、-Cl的偶联剂反应成醚键结合。
偶联剂通式：R - M –X
M --- 中心离子Cr+3、Si+4、Ti+3等高价金属离子。
R --- 可与聚合物交联的基团。如不饱和双键、氨基、环氧、
巯基等。
X ---- 可与玻纤表面醚化的活性基团。如：-Cl、-OH、
-COOH、-OCH3、-OC2H5。
1、复合材料的基体材料选择时主要考虑哪些方面？
强度、刚度等力学性能，只作一般性考虑。
两者相容性，环境适应性，工艺性，重点考虑。
2、举几个热固性树脂和热塑性树脂的实例。
⑴.不饱和聚酯树脂
(2)、环氧树脂
(3)酚醛树脂
⑴．聚丙烯
⑵. 聚酰胺（尼龙）
(3)．聚碳酸酯
(4)．聚砜
3、不饱和聚酯固化需要哪些添加剂？
固化剂---乙烯、苯乙烯、丁二烯等单体
引发剂--- 过氧化物（加热固化）
促进剂--- 苯胺类和有机钴。室温固化。
4、环氧树脂常用的固化剂有哪些？
常用固化剂：
二元胺类、二元酸酐类。若选用芳香族胺或咪唑类固化剂，强度及耐热性可进一步提高，但冲击韧性会有一定的影响。
5、铝合金作为基体材料常用于哪些场合？
航天航空：选轻金属Al、Mg及其合金
汽车发动机活塞汽缸套：Al合金
6、陶瓷基体材料通常有哪些种类？
?微晶玻璃：
?氧化物：Al2O3、ZrO2、MgO、SiO2、莫来石
?碳化物：TiC、SiC
?氮化物：Si3N4、Sialon
?硼化物：TiB2、Be2B、Be4B
?硅化物：MoSi2等
1、常用的玻璃纤维种类牌号
有碱玻璃纤维A Na-Ca-Si系普通玻璃（Na2O>15%）
中碱玻璃纤维C Na2O (10.5～12.5%) 用量少
无碱玻璃纤维E Ca-Al-B-Si系用量大
高强玻璃纤维S Mg-Al-Si系或B2O3系
高弹玻璃纤维M S系中加入BeO
2、玻璃纤维侵润剂的作用和品种
浸润剂作用：使纤维柔顺，防止磨损
品种：
石蜡乳液（复合前须清除）
聚醋酸乙烯酯（不必清除）
改性有机硅类（不必清除）
3、碳纤维的性能特点
具有重量轻、强度高、模量高、导电、导热、膨胀系数小、自润滑、耐高温、化学稳定性好等特点。
4、硼纤维的应用场合
主要用于金属和陶瓷增强
1、列出常用的三种玻璃钢的名称和性能特点。
⑴、聚酯玻璃钢
加工性能最好。低粘度，可室温固化；价低，用量占80% 。
⑵、环氧玻璃钢
综合力学性能最好，耐蚀性好；粘度大，施工困难。
⑶．酚醛玻璃钢
耐热性最好, <350℃长期使用，短期可达1000℃；电学性能好，耐电弧。
2、材料设计的内容及流程
材料设计：根据使用要求，选取原材料；安排合适的工艺路线，将其制成满足性能要求的材料。
结构设计：确定构件的最终构型、几何尺寸、组合关系等，使之
满足力学性能，安全寿命，可加工性和经济性要求。
设计过程：
3、手糊成型工艺及其产品特点？
手糊：最常用、最基本方法
适用于：形状复杂、批量小的制品如浴缸、船艇、舱体、房屋等。
工艺过程：
模具→涂脱模剂→刷胶衣→刷树脂→
贴增强剂→固化→脱模→后处理→成品
⑴、原料选择
基体：液态热固性预聚体如不饱和聚酯。
纤维：纤维布、毡、无捻粗纱。
脱模剂：脱模蜡，塑料薄膜，有机硅类，改性甘油三，乙酸酯类。
4、缠绕成型工艺特点？
将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按一定规律缠绕在芯模上，然后固化脱模得成品。成型工艺分湿法和干法缠绕。
缠绕设备可自动控制、纤维含量可高达80%
固化可室温或加热固化
模芯材料：石膏、石蜡、金属及合金、塑料等，要便于脱模。
适用于：中空高压容器。
如：火箭发动机壳体、导弹发射筒、大型储罐、管材等
5、什么是RTM工艺？
先将纤维布、毡裁剪铺设在密封模具内，再高压注入液态树脂固化。可大批生产结构复杂、高精度的零件，表面质量好。
1、金属基复合材料纤维选择要点？
高强度、高模量。（明显高于金属基体）
耐热性高（如：KF不宜选用）
价格低（比较突出的制约因素）
相容性好（膨胀系数相近，高温惰性）
2、金属基复合材料制造的关键技术难点？
?防止高温氧化。
?高压纤维易损伤，断裂。
?纤维的均匀分布。
?控制界面反应。
3、金属基复合材料的制造方法分类？
固态法、液态法、喷射沉积法、原位复合法
常用方法有：
?单层复合+ 层叠热压
金属薄与纤维粘接或等离子喷涂焊合成单层，裁剪、叠片、热压。
?粉末冶金法如：硬质合金
?铸造法（比重偏析）汽缸套、活塞
?电镀（铸）法金刚石金属磨头
4、铝基复合材料的适用范围
大型运载工具的首选材料。如波音747、757、767
常用：B/Al、C/Al、SiC/Al
SiC纤维密度较B高30％，强度较低，但相容性好。
C纤维纱细，难渗透浸润，抗折性差，反应活性较高。
基体材料可选塑性好的变形铝、铸造铝、焊接铝及烧结铝。
5、镍基复合材料的特点
熔点高，耐氧化性好，使用温度可达1000℃。
BF、CF耐氧化性差，多选用α-Al2O3晶须。
6、钛基复合材料的性能
钛及其合金是比强度、比刚度最好的基材，耐蚀性和耐高温性也很好，易做耐热件。（低于相变温度）
但钛薄难制，化学活性高，与C纤维和B纤维反应生成TiC和TiB2白亮层。
1、陶瓷基复合材料的性能特点
现代陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等许多优良的性能。但是，陶瓷材料同时也具有致命的缺点，即脆性，这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。
2、陶瓷基复合材料增韧补强机理
负载转移：高弹纤维承受比基体更大的应力，强度、韧性提高。
预应力效应：纤维热膨胀系数高于基体时，基体受预压应力而强化。
拔出效应：复合材料破断，纤维从基体中拔出要消耗部分能量。
裂纹扩展受阻：纤维阻止裂纹扩展，消耗部分能量。
裂纹转向：裂纹尖端受阻钝化而转向，要消耗更多的表面能。
纤维断裂：高强度纤维断裂，要消耗更大的能量。
3、画图说明单向、多层及三向编织纤维增强陶瓷基复合材料的机理
4、分析陶瓷基复合材料的界面性质及改善措施
由于陶瓷基复合材料往往是在高温条件下制备，而且往往在高温环境中工作，因此增强体与陶瓷之间容易发生化学反应形成化学粘结的界面层或反应层。增强体与基体之间的界面是具有一定厚度的界面反应区，它与基体和增强体都能较好的结合，但通常是脆性的。
为获得最佳的界面结合强度，我们常常希望完全避免界面间的化学反应或尽量降低界面间的化学反应程度和范围。
在实际应用中，除选择纤维和基体在加工和使用期间能形成稳定的热力学界面外，最常用的方法就是在与基体复合之前，往增强材料表面上沉积一层薄的涂层。
5、陶瓷基复合材料的制备工艺分类
1．瓷浆浇铸法
2．热压烧结法
3．浸渍法
6、什么是热压烧结？
短纤维与陶瓷粉末混合，模压成型，热压烧结。
结合力好，但纤维易受损。
7、陶瓷基复合材料的应用领域
陶瓷基复合材料已实用化或即将实用化的领域包括：刀具、滑动构件、航空航天构件、发动机制件、能源构件等。
另外，氧化物基复合材料还可用于制造耐磨件，如拔丝模具、密封阀、耐蚀轴承、化工泵的活塞等。在航空航天领域，用陶瓷基复合材料制作的导弹的头锥、火箭的喷管、航天飞机的结构件等也收到了良好的效果。
浙江理工大学复合材料学试卷
浙江理工大学2008/2009学年第1学期试卷 专业学号成绩 一、选择题 1、PAN基碳纤维一般为????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????( ) (a) 高强度(b) 高模量(c) 特种碳纤维 2、碳纤维增强陶瓷基复合材料中，碳纤维的作用是???????????????????????????????????????????( ) (a) 增加强度(b) 增加韧性(c) 增加界面结合性能 3、水泥基复合材料中，需要对水泥的水灰比进行计算，如果需要配制28天抗压强度为40Mpa的水泥，用标号为425的新鲜水泥，则其水灰比为??????????????????????( ) (a) 0.5 (b) 0.48 (c) 0.52 (d) 都不对 4、CFRP是指?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ( ) （a）水泥基体复合材料（b）碳纤维增强的树脂基复合材料（c）玻璃钢复合材料 5、残余应力主要有下面那个因素造成的?????????????????????????????????????????????????????????? ( ) （a）在制备金属基复合材料时，由于冷却速度过快，使应力来不及缓和造成的。 （b）基体材料与增强材料的化学相容性不好造成的
（c）基体材料与增强材料的热膨胀系数的差异性造成的。 二、填空题 1、复合材料是指 。 2、玻璃纤维按性能分可分为、。其中，S玻璃纤维是指。 3、Kevlar纤维的单丝强度为23.9~26.8CN/dtex,相当于~ GPa. (Kevlar纤维的密度为1.44g/cm3)。 4、复合材料的复合效果主要有、结构效果和。 5、玻璃纤维增强复合材料的英文缩写为俗称。 6、晶须是指，常见的晶须尺寸为。 7、在纤维增强聚合物复合材料中，纤维的作用是，基体的作用是、、等。8、用单纤维临界强度法模型测定玻璃纤维强化复合材料的界面强度，纤维的截面形状为圆形，直径为10微米，纤维的,强度为2400Mpa,刚度为70GPa，平均断裂长度为1.5毫米,修正系数为0.75。则其界面
复合材料力学计算题网上整理
例3?1：己知HT3/5244碳纤维增强复介材料单层的T 程弹性常数为 E )= 140GPa; E 2 =8.6GPa; G }2 =5.0GPa; v 12=0.35 试求单层受到面内应力分量为硏=500MPa , 例3?2：单层板受面内应力rr =15OMPa, q=50MPa, r =75MPa 作用， ^=45° ,试求材料主方向坐标系下的应力分量。 ■ 1 -1 解: 0.5 0.5 -0.5 0.5 0.5 0.5 6 J J 140.9 3.0 ■ 0 e= 3.0 10」 0 GPa 0 ■ 0 5.0 ■ 0.5 0.5 -1 0.5 0.5 1 0.5 -0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 -1 -0.5 0.5 0 例3?4：已知碳纤维/环氟HT3/5224单层板材料主方向应变 c, =0.005; ? =-0.01; y n =0.02 — 45。，试求(1)材料主方向应力；(2)参考坐标系下的应 _ 0.5 0.5 1 _0.5 0.5 -1' T = 0.5 0.5 -1 r1 =0.5 0.5 1 -0.5 0.5 0 ■ ■0.5 -0.5 0 ■ ■ ■ ■■■「0.5 0.5 -0.5' "0.005--0.0125 =r T& ：2=0.5 0.5 0.5 -0.01 =0.0075 2V712. 1 ■-1 0 0.02 0.0150 ■B 力和应变。141.9 3.06 ■ 已知：Q =3.06 8.66 0 GPa 0 0 5.0 解：■ ■Qu a o ■ ■ 所 ^2=2|> 02 0 % _ 0 0纸 ■ 712. 141.9 3.06 ■ "0.005" 「678. 9' 3.06 8.66 0 -0.01 xl03 =-71.3 MPa 0 0 50 0.02 100 ■ -1 '67X.< ■204 1 -71.3 二404 0 100 375 MPa 《复合材料学》考试大纲 一、考试要求： 试卷主要考察学生对复合材料学基础知识的掌握程度以及运用能力，包括复合材料基本理论，设计思想（原则），各种基体、增强体、复合材料的基本性能、合成原理、组织结构，以及复合材料的界面理论与界面控制等。 二、考试内容： 1. 复合材料的基本概念 复合材料的定义，复合材料的命名与分类，复合材料的结构，复合材料的基本特点，复合材料的发展与应用，复合材料的可设计性。 2. 高性能复合材料的增强体 增强体在复合材料中的作用，增强体的分类，纤维具有高强度的原因。玻璃纤维，B纤维，C纤维，SiC纤维，各种晶须，各种颗粒增强体，有机纤维。3. 复合材料的结构设计 复合材料结构设计过程、设计条件，材料设计，复合材料制品设计与研制步骤，设计目标与设计类型，复合材料设计的内容，复合材料性能设计。 4. 复合材料的界面 复合材料界面的基本概念，对界面的要求，界面效应，界面作用机理，各种复合材料的界面，增强材料的表面处理。 5. 聚合物基复合材料 聚合物基体的种类、组分和作用，聚合物的结构与性能，常用的聚合物基体。聚合物基复合材料成型工艺、界面、结构、性能、应用。 6. 金属基复合材料 金属基复合材料的基体，选择金属基体的原则，常用金属基体材料，金属的晶体结构与晶体缺陷，金属的强化方法。金属基复合材料的制造方法、界面、结构、性能、应用。 7. 陶瓷基复合材料 陶瓷的键合，陶瓷的性能，陶瓷的晶体结构，常用陶瓷基体材料。陶瓷基复合材料的制造方法、结构、界面、性能与应用。 三、试卷结构 满分：150分 题型结构 （一）考试题型 1.概念题（40分），共40分； 2.问答题（80分），共80分； 3.论述题（30分），共30分。 （二）内容结构 1.复合材料的基本概念（15-25分） 2.复合材料的增强体（15-25分） 3.复合材料的设计原理和复合理论（15-25分） 4.复合材料的界面（15-25分） 5.聚合物基复合材料（15-30分） 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 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？ 复合材料学思考题 第一章绪论 1. 复合材料的定义。 2. 复合材料相的划分。 3. 复合材料的命名和分类。 4. 与传统材料相比，复合材料有哪些特点？ 第二章复合材料的基体材料 1. 金属基体选择原则包括哪些方面？并举例说明。 2. 结构复合材料的金属基体的分类及常用的基体材料有哪些？ 3. 功能金属基复合材料的主要金属基体种类有哪些? 4. 常用的陶瓷基体的分类，且每一类中常用的基体材料有哪些？ 5. 无机胶凝材料的分类。 6. 水泥的的分类。了解硅酸盐水泥生产、组成及硬化机理。 7. 镁质胶凝材料的种类及原料。 8.不饱和聚酯树脂的合成原理及性能特点。 9. 环氧树脂胺固化和酸酐固化原理，固化剂用量的计算？ 10. 酚醛树脂的合成及固化原理？ 11. 常见热塑性塑料的结构及性能特点？ 12. 常见橡胶的结构式、性能特点？ 13. 橡胶配方中各配合剂的作用？ 第三章复合材料的增强材料 1. 增强材料的定义。目前常用的增强材料有哪三大类？ 2. 玻璃纤维的分类，玻璃纤维的主要性能特性。 3. 分析玻璃纤维比大块玻璃高强的原因。影响玻璃纤强度的因素有哪些？。 4. 玻璃纤维织物的品种主要有哪些？ 5. 连续玻璃纤维及其制品的制造方法分为哪两类，它们拉丝的工艺过程是如何进行的？哪种制造方法更优越，相比其优点主要是什么？ 6. 玻纤制造过程中加浸润剂的作用，浸润剂分类，去除纺织型浸润剂有哪些方法？ 7. 碳纤维的概念。碳纤维的分类。 8. 碳纤维的制造方法有哪两种？其中哪种方法最常用？ 9. 有机纤维碳化法制造碳纤维要经历哪些阶段？并解释每一阶段的作用。 10. 碳纤维的主要性能特征。 11. 了解芳纶纤维的制造过程和其主要特性。 12. 理解沃兰或硅烷与玻璃纤维表面作用机理 复合材料教学大纲 《复合材料》教学大纲 一、课程名称：复合材料 二、学分、学时： 2 学分、 32 学时 三、教学对象： 06 级应用化学本科 四、课程性质、教学目标 《复合材料》是应用化学专业的一门学科基 础课程，选修。复合材料是包括多学科、多领域 的一门综合性学科。 本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。 五、课堂要求 要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。 六、教学内容与基本要求 （一）绪论（ 2 学时） 复合材料的国内外发展状况及今后的发展 方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。 基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。 （二）材料的基体材料（6学时） 金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料； 陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷； 聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。 基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。 （三）材料的增强材料（6学时） 玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用； 碳纤维的分类、制备、性能与应用； 陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用； 填料（高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等）的性能与应用。 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; 分： 】 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 C 、前者原料来源广泛 D 4、 K evlar 纤维（ ） A 、由干喷湿纺法制成。 B 4.考试结束，试卷、草稿纸一并交回 一、选 （30 分， 分 ） 择 每 【 、前者的拉伸强度好 、前者加工更容易 、轴向强度较径向强度低 D 、由化学沉积方法制成。 、轴向强度较径向强度低。 D 、由先纺丝后碳化工艺制成 （ ） C、强度性能可保持到1000C以上。 5、碳纤维（） A、由化学沉积方法制成。B C、强度性能可保持到3000C以上。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在： A 120C以下B、180C以下C、250E以下 D、250 E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 8、玻璃纤维（ ） A 、由SiO 2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 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 15、有关环氧树脂，说法正确的是（ 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。 10、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的钨丝芯上形成的 9、 般酚醛树脂和沥青的焦化率基本相同，在高压下，它们的焦化率可以提高到 90%。 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 C ．固化及后处理加工 D ．干燥 B .制件的铺层 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 、判断题 （20分，每题 2 D 、 属于热塑性塑料 得分： 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。 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。 复合材料力学讲义-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 复合材料力学讲义 第一部分简单层板宏观力学性能 1.1各向异性材料的应力—应变关系 应力—应变的广义虎克定律可以用简写符号写成为： （1—1） 其中σi为应力分量，C ij为刚度矩阵εj为应变分量．对于应力和应变张量对称的情形(即不存在体积力的情况)，上述简写符号和常用的三维应力—应变张量符号的对照列于表1—1。 按表1—l，用简写符号表示的应变定义为： 表1—1 应力——应变的张量符号与简写符号的对照 注：γij（i≠j）代表工程剪应变，而εij（i≠j）代表张量剪应变 （1—2） 其中u，v，w是在x，y，z方向的位移。 在方程(1—2)中，刚度矩阵C ij有30个常数．但是当考虑应变能时可以证明弹性材料的实际独立常数是少于36个的．存在有弹性位能或应变能密度函数的弹性材料当应力σi作用于应变dεj时，单位体积的功的增量为： （1—3） 由应力—应变关系式(1—1)，功的增量为： （1—4） 沿整个应变积分，单位体积的功为： （1—5） 虎克定律关系式(1—1)可由方程(1—5)导出： （1—6） 于是 （1—7） 同样 （1—8） 因W的微分与次序无，所以： （1—9） 这样刚度矩阵是对称的且只有21个常数是独立的。 用同样的方法我们可以证明： （1—10） 其中S ij是柔度矩阵，可由反演应力—变关系式来确定应变应力关系式为 （1—11） 同理 （1—12） 即柔度矩阵是对称的，也只有21个独立常数．刚度和柔度分量可认为是弹性常数。 在线性弹性范围内，应力—应变关系的一般表达式为： （1—13） . 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。（ ） XXX应用化学系 2019-2020学年第一学期期末考试 《复合材料》试题 适用范围：应用化学1706、1707班命题人：材料科学教研室 审核人： 一、填空题（每空1分，共20分） 1、复合材料是由两种或两种以上（）或（）不同的材料组合而成。复合材料是多相材料，主要包括（）和（）。 2、复合材料按基体材料分类，可分为（）基、（）基和（）复合材料。按增强相形状分类，可分为（）增强复合材料、（）增强复合材料和纤维复合材料。按复合材料的性能分类，可分为（）复合材料和功能复合材料。 3、刚度指材料或结构在受力时抵抗（）的能力，用弹性模量E来衡量。比刚度是指材料的弹性模量与其（）的比值，亦称为"比模数" 或"比弹性模量"，是结构设计，特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求之一。比刚度较高说明相同刚度下材料重量更轻，或相同质量下刚度更大。 4、强度指材料在外力作用下抵抗（）(变形和断裂)的能力称为强度。比强度则指材料的抗拉强度与材料表观（）之比叫做比强度。 5、复合材料的综合性质不仅与基体相、增强相有关，更与两相间的（）有着重要的关系。 6、复合材料界面作用（）、（）、（）。 7、陶瓷基复合材料若界面结合较弱，当基体中的裂纹扩展至（）时，将导致界面脱粘，其后裂纹发生偏转、（）、纤维断裂以致最后纤维拔出。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、热固性树脂复合材料的制造方法主要有：（） A. 手糊成型法 B. 喷射成型法 C. 模压成型法 D. 注射成型法 2、热塑性复合材料的制造方法：（） A. 真空热压成型法 B. 缠绕成型法 C. 模压成型法 D. 注射成型法 3、影响纤维增强塑料（FRP)性能的因素：（） A. 原材料 B. 结构设计方法 《复合材料力学》沈观林编著清华大学出版社 第一章复合材料概论 1.1复合材料及其种类 1、复合材料是由两种或多种不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料。 2、复合材料从应用的性质分为功能复合材料和结构复合材料两大类。功能复合材料主要具有特殊的功能。 3、结构复合材料由基体材料和增强材料两种组分组成。其中增强材料在复合材料中起主要作用，提供刚度和强度，基本控制其性能。基体材料起配合作用，支持和固定纤维材料，传递纤维间的载荷，保护纤维。 根据复合材料中增强材料的几何形状，复合材料可分为三大类：颗粒复合材料、纤维增强复合材料(fiber-reinforced composite)、层和复合材料。 (1)颗粒：非金属颗粒在非金属基体中的复合材料如混凝土；金属颗粒在非金属基体如固体火箭推进剂；非金属在金属集体中如金属陶瓷。 (2)层合（至少两层材料复合而成）：双金属片；涂覆金属；夹层玻璃。 (3)纤维增强：按纤维种类分为玻璃纤维（玻璃钢）、硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和芳纶纤维等。 按基体材料分为各种树脂基体、金属基体、陶瓷基体、和碳基体。 按纤维形状、尺寸可分为连续纤维、短纤维、纤维布增强复合材料。 还有两种或更多纤维增强一种基体的复合材料。如玻璃纤维和碳纤维增强树脂称为混杂纤维复合材料。 5、常用纤维（性能表见P7表1-1） 玻璃纤维（高强度、高延伸率、低弹性模量、耐高温） 硼纤维（早期用于飞行器，价高） 碳纤维（主要以聚丙烯腈PAN纤维或沥青为原料，经加热氧化，碳化、石墨化处理而成；可分为高强度、高模量、极高模量，后两种成为石墨纤维（经石墨化2500~3000°C）；密度比玻璃纤维小、弹性模 中国矿业大学2014～2015学年第 一 学期 《 复合材料力学 》试卷（B ）卷 考试时间：100分钟 考试方式：开卷 学院 力建学院 班级 姓名 学号 一、计算题（20分） 某复合材料的工程弹性常数为：1210GPa =E ，225GPa =E ，210.25ν=，1220GPa =G ，求刚度系数ij Q 。若材料主方向的应变状态为：10.2%ε=，20.1%ε=-，120.1%γ=，求应力1σ，2σ，12τ。 已知玻璃/环氧单层板受力后发生面内变形，0.3%ε=x ，0.1%ε=y ，0.2%γ=xy ，纤维与x 轴的夹角45θ=?。其工程弹性常数为：150GPa =E ，210GPa E =，210.30ν=， 128GPa G =，求该材料在主方向的应力1σ，2σ，12τ。 如图所示，复合材料单层板承受偏轴向压缩，纤维与x 轴的夹角60θ=?，80MPa y σ=-。强度参数为：t 1000MPa =X ，c 1000MPa =X ，t 50MPa Y =，c 200MPa Y =，70MPa S =。试用Hoffman 强度理论校核其是否安全。 已知玻璃/环氧单向复合材料，玻璃纤维的f 80GPa E =，f 0.25ν=，环氧树脂的 m 0.35ν=，纤维体积含量f 60%c =。该复合材料的纵向弹性模量150GPa E =，试用植村益 次公式计算2E 、21ν和12ν。 五、计算题（25分） 如图，正交铺设对称层合板()s 0/90 鞍，单层厚度1mm k t =，已知：单层的正轴刚度矩阵 []160505300GPa 0010骣÷?÷?÷?÷=?÷?÷?÷÷ ?桫Q 。求：(1)层合板的拉伸和耦合刚度矩阵；(2) 层合板受xy 面内剪切，100N/mm =xy N ，求0?铺层主方向的应力1σ，2σ，12τ 复合材料学复习纲要 ————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: ? 复合材料学复习纲要 本复习纲要结合课本和老师所给复合材料学思考题内容编写，如有遗漏，敬请学霸指正补充。 第一章绪论 复合材料学的定义:复合材料是由两种和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。(ISO）多种定义的一种。 复合材料相的划分: 命名: “增强材料的名称+基体材料”复合材料如玻璃/环氧复合材料 分类： 复合材料的特点: 1.可设计性 2.材料与结构的同一性 3.发挥复合效应的优越性 4.材料性能对复合工艺的依赖性 复合材料的基体材料 金属基体的选择原则： 1.金属基复合材料的使用要求 工业集成电路需要高导热率、低膨胀系数和高比强度、比模量等金属基复合材料作为散热元件和基板。 2.金属基复合材料组成特点 颗粒增强铝基复合材料一般选用高强度的铝合金为基体，如A３65 3.基体金属与增强物的相容性 铁、镍元素在高温时能促使碳纤维石墨化,破坏了碳纤维的结构，使其丧失了原有的强度(相容性不好) 结构复合材料金属基体的分类:轻金属基体、耐热合金基体 常用金属基体材料：（＜450℃铝基和镁基)、(450℃～70０℃钛及钛合金）、(>1000℃镍基、铁基耐热材料和金属间) 功能金属基复合材料主要金属基体种类:纯铝及铝合金、纯铜及铜合金、银、铅、锌等金属。 常用陶瓷基体分类及常用基体材料: 1．氧化物陶瓷氧化铝和氧化锆 2.非氧化物陶瓷不含氧的氮化物、碳化物、硼化物和硅化物 3.玻璃硼硅玻璃、铝硅玻璃、高硅氧玻璃 4.玻璃铝锂硅、镁铝硅 无机凝胶材料的分类 水泥的分类: 按化学成分分：硅酸盐系、铝酸盐系、硫铝酸盐系、磷酸盐系 按混合分类法分：一般水泥、快硬高强水泥、水工水泥及耐侵蚀水泥、膨胀水泥、油井水泥及耐高温水泥、装饰水泥、地方性水泥 硅酸盐水泥生产、组成及硬化机理 “两磨一烧” 主要由以下四种矿物组成： 硅酸三钙( 3CaO·SｉO2,C3Ｓ) 硅酸二钙(2ＣaO·SiＯ2，Ｃ２S） 铝酸三钙（３CaＯ·AI2O３,Ｃ3A) 铁铝酸四钙（4CaO·A12０3·Ｆe2O3,Ｃ4ＡＦ） 硬化机理 水化和硬化过程，放热反应 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。（） 复合材料力学 复合材料力学 论文题目：用氧化铝填充导热和电绝缘环氧 复合材料的无缺陷石墨烯纳米片 院系班级：工程力学1302 姓名：黄义良 学号： 201314060215 用氧化铝填充导热和电绝缘环氧复合材料的无缺 陷石墨烯纳米片 孙仁辉1，姚华1，张浩斌1，李越1，米耀荣2，于中振3 （1.北京化工大学材料科学与工程学院，有机无机复合材料国家重点实验室北京100029;2.高级材料技术中心（CAMT），航空航天，机械和机电工程学院J07，悉尼大学;3.北京化工大学软件物理科学与工程北京先进创新中心，北京100029） 摘要：虽然石墨烯由于其高纵横比和优异的导热性可以显着地改善聚合物的导热性，但是其导致电绝缘的严重降低，并且因此限制了其聚合物复合材料在电子和系统的热管理中的广泛应用。为了解决这个问题，电绝缘Al2O3用于装饰高质量（无缺陷）石墨烯纳米片（GNP）。借助超临界二氧化碳（scCO2），通过Al(NO3)3前体的快速成核和水解，然后在600℃下煅烧，在惰性GNP表面上形成许多Al2O3纳米颗粒。或者，通过用缓冲溶液控制Al2(SO4)3前体的成核和水解， Al2(SO4)3缓慢成核并在GNP上水解以形成氢氧化铝，然后将其转化为Al2O3纳米层，而不通过煅烧进行相分离。与在scCO2的帮助下的Al2O3@GNP混合物相比，在缓冲溶液的帮助下制备的混合物高度有效地赋予具有优良导热性的环氧树脂，同时保持其电绝缘。具有12％质量百分比的Al2O3@GNP混合物的环氧复合材料表现出1.49W /（m·K）的高热导率，其比纯环氧树脂高677％，表明其作为导热和电绝缘填料用于基于聚合物的功能复合材料。 关键词：聚合物复合基材料（PMCs）功能复合材料电气特性热性能 Decoration of defect-free graphene nanoplatelets with alumina for thermally conductive and electrically insulating epoxy composites Renhui Sun1，Hua Yao1， Hao-Bin Zhang1，Yue Li1，Yiu-Wing Mai2，Zhong-Zhen Yu3 (1.State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; 2.Centre for Advanced Materials Technology (CAMT), School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering J07, The University of Sydney, Sydney, NSW 2006, Australia; 3.Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China) Abstract:Although graphene can significantly improve the thermal conductivity of polymers due to its high aspect ratio and excellent thermal conductance, it causes serious reduction in electrical insulation and thus limits the wide applications of its polymer composites in the thermal management of electronics and systems. To solve this problem, electrically insulating Al2O3is used to decorate high quality (defect-free) graphene nanoplatelets (GNPs). Aided by supercritical carbon dioxide (scCO2), numerous Al2O3 nanoparticles are formed on the inert GNP surfaces by fast nucleation and hydrolysis of Al(NO3)3 precursor followed by calcination at 600 °C. Alternatively, by controlling nucleation and hydrolysis of Al2(SO4)3precursor with a buffer solution, Al2(SO4)3 slowly nucleates and hydrolyzes on GNPs to form aluminum hydroxide, which is then converted to Al2O3 nanolayers without phase separation by calcination. Compared to the Al2O3@GNP hybrid with the assistance of scCO2, the hybrid prepared with the help of a buffer solution is highly efficient in conferring epoxy with excellent thermal conductivity while retaining its electrical insulation. Epoxy composite with 12 wt% of Al2O3@GNP hybrid exhibits a high thermal conductivity of 1.49 W/(mK), which is 677% higher than that of neat epoxy, indicating its high potential as thermally conductive and electrically insulating fillers for polymer-based functional composites. Keywords:Polymer-matrix composites (PMCs); Functional composites; Electrical properties;Thermal properties 1.介绍 随着电子器件的高集成化和小型化，积累的热量的快速和高效的耗散对于各种高性能器件的正常功能变得越来越重要。导热聚合物复合材料《复合材料学》考试大纲
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