高分子复合材料复习题

《高分子复合材料》复习题基本概念1强度材料在外力作用下抵抗永久形变或断裂的能力。

2 比强度材料极限强度与密度的比值。

3模量材料在弹性变形阶段，应力与应变成正比例关系，比例系数为模量。

4 比模量模量与密度的比值。

5复合后的产物为固体时才称为复合材料，若复合产物为液体或气体时就不称为复合材料。

6用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。

7 按基体材料分类聚合物基复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料8 按材料作用分类结构复合材料功能复合材料9 连续纤维增强金属基复合材料，在复合材料中纤维起着主要承载作用。

10 在连续纤维增强金属基复合材料中基体的主要作用应是以充分发挥增强纤维的性能为主。

11非连续增强金属基复合材料，基体是主要承载物，基体的强度对非连续增强金属基复合材料具有决定性的影响。

12 铁、镍元素在高温时能有效地促使碳纤维石墨化，破坏了碳纤维的结构，使其丧失了原有的强度，做成的复合材料不可能具备高的性能。

13 结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。

14 连续纤维增强金属基复合材料一般选用纯铝或含合金元素少得单相铝合金，而颗粒、晶须增强金属基复合材料则选择具有高强度的铝合金。

15用于1000℃以上的高温金属基复合材料的基体材料主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物，较成熟的是镍基、铁基高温合金。

16 复合材料的界面效应包括传递效应、阻断效应、不连续效应、散射和吸收效应及诱导效应。

17常用的陶瓷基体主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。

18 复合材料中的基体有三种主要的作用：把纤维粘在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。

19 降解指聚合物主链的断裂，它导致相对分子质量下降，使材料的物理力学性能变坏。

交联是指某些聚合物交联过度而使聚合物变硬、发脆，使物理力学性能变坏。

20 热固性树脂分类不饱和聚酯树脂环氧树脂酚醛树脂21 不饱和聚酯树脂是指有线性结构的，主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。

22 应用最广泛的交联剂是苯乙烯。

23 引发剂一般为有机过氧化物，它的特性通常用临界温度和半衰期来表示。

临界温度是指有机过氧化合物具有引发活性的最低温度；半衰期是指是给定的温度条件下，有机过氧化物分解一般所需要的时间。

24 凡是含有二个以上环氧基的高聚物统称为环氧树脂。

25热塑性聚合物是指具有线型或支链型结构的那一类有机高分子化合物，这类聚合物可以反复受热软化（或熔化），而冷却后变硬。

26 无碱玻璃纤维（E玻纤）最大的特点是电性能好，因此也把它称作电器玻璃。

27 当纤维存放一段时间后，会出现强度下降的现象，称为纤维的老化。

28 玻璃纤维的疲劳一般是指纤维强度随施加负荷时间的增加而降低的情况。

29玻璃纤维织物的品种很多，主要有玻璃纤维布、玻璃纤维毡、玻璃纤维带等。

30 碳纤维的制造方法可分为两种类型，即气相法和有机纤维碳化法。

31 制作碳纤维的主要原料有三种：人造丝、聚丙烯腈纤维、沥青。

32 碳化硅纤维的制造方法主要有两种：化学气相沉积法和烧结法。

33 硼纤维是一种将硼元素通过高温化学气相法沉积在钨丝表面制成的高性能增强纤维。

34 晶须分为陶瓷晶须和金属晶须两类，用作增强材料的主要是陶瓷晶须。

35 对于聚合物基复合材料，其界面的形式可以分成两个阶段：第一阶段是基体与增强纤维的接触与浸润过程；第二阶段是聚合物的固化阶段。

36 界面结合力又可分为宏观结合力和微观结合力，前者主要指材料的几何因素，如表面的凹凸不平、裂纹、空隙等所产生的机械铰合力；后者包括化学键和次价键，这两种键的相对比例取决于组成成分及其表面性质。

37金属基纤维复合材料的界面结合可以分成物理结合溶解和浸润结合反应结合。

38 物理结合是指借助材料表面的粗糙形态而产生的机械铰合，以及借助基体收缩应力包紧纤维时产生的摩擦结合。

39 表面处理就是在增强材料表面涂覆上一种称为表面处理剂的物质，这种表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂等物质，以利于增强材料与基体间形成一个良好的粘结界面，从而达到提高复合材料各种性能的目的。

40 玻璃纤维与树脂的界面粘结性不好，故常采用偶联剂涂层的方法对纤维表面进行处理。

41材料的烧蚀是指材料在高温时，表面发生分解，引起气化，于此同时吸收热量，达到冷却的目的。

42 疲劳破坏是指材料在交变负荷作用下，逐渐形成裂缝，并不断扩大而引起的低应力破坏。

43 金属基复合材料的种类，按基体分类：铝基复合材料、镍基复合材料、钛基复合材料。

44对于像燃气轮机零件这类用途，必须采用更加耐热的镍、钴、铁基材料。

45 陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀及重量轻等许多优良的性能，但它同时也具有致命的弱点，即脆性。

46 韧化陶瓷的途径：往陶瓷材料中加入起增韧作用的第二相而制成陶瓷基复合材料即是一种重要方法。

47 陶瓷材料除了形成各种晶体结构以外，有些还可形成原子或离子排列没有周期性规律的非晶态物质。

48 陶瓷基复合材料中德增强体通常也成为增韧体，可分为纤维、晶须和颗粒三类。

49 单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料的显著特点是它具有各向异性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大高于其横向性能。

50 由于晶须具有长径比，因此当其含量较高时，因其桥架效应而使致密化变得困难，从而引起了密度的下降并导致性能的下降。

51 晶须的增强增韧效果好，但含量高时会使致密度下降，颗粒可克服晶须的这一弱点但其增强增韧效果却不如晶须。

52 热压烧结法将长纤维切短，然后分散并与基体粉末混合，再用热价烧结的方法即可制得高性能的复合材料。

53碳/碳复合材料是由碳纤维或各种碳织物增强碳，或石墨化的树脂碳以及化学气相沉积碳所形成的复合材料，是具有特殊性能的新型工程材料，也被称为碳纤维增强碳复合材料。

54 模塑料- 模塑料即热固性塑料。

与常见的热塑性塑料相比，模塑料具有更高的几何尺寸稳定性、更耐极端高热高湿复杂环境、耐化学品腐蚀、高机械强度等特点。

SMC-- 片状模塑料BMC--BMC(DMC)材料是Bulk(Dough) molding compounds的缩写，即团状模塑料的含义。

简答1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，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。

分散相是以独立的形态分布在整个连续相中德，两相之间存在着相界面。

分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。

2 交联剂作用不饱和聚酯分子链中含有不饱和双键，因而在热得作用下通过这些双键，大分子链之间可以交联起来，变成体型结构。

但是，这种交联产物很脆，没有什么优点，无实用价值。

因此，在实际中经常把线型不饱和机制溶于烯类单体中，使聚酯中德双键间发生共聚合反应，得到体型产物，以改善固化后树脂的性能。

3 不饱和聚酯树脂的固化特点不饱和聚酯树脂的的固化是一个放热反应，其过程可分为以下三个阶段：1）胶凝阶段从加入促进剂后到树脂变成凝胶状态的一段时间。

这段时间对于玻璃钢制品的成型工艺起决定性作用，是固化过程最重要的阶段。

2）硬化阶段硬化阶段是从树脂开始到胶凝到一定硬度，能把制品从模具上取下为止的一段时间。

3）完全固化阶段通常在室温下进行，在后处理之前，室温至少要放置24小时，这段时间越长，制品吸水率越小，性能越好。

4 玻璃纤维的结构微晶结构假说认为，玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子”组成，在“微晶子”之间由硅酸块过冷溶液所填充。

网络结构假说认为，玻璃是由二氧化硅的四面体，铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规则三维网络，网络间的空隙有Na、K、Ca、Mg等阳离子所填充。

5 玻璃纤维高强的原因及影响因素玻璃纤维比玻璃的强度高很多，这是因为玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少。

此外，玻璃纤维的断面较小，随着断面的减小，使微裂纹存在的几率也减少，从而使纤维强度增高。

直径小得玻璃纤维强度比直径粗的纤维强度高的原因是由于表面微裂纹尺寸和数量较小，从而减少了应力集中，使纤维具有较高的强度。

影响因素：1）玻璃纤维的拉伸强度随直径变细而拉伸强度增加；2）拉伸强度也与纤维的长度有关，随着长度增加拉伸强度显著下降；3）纤维强度与玻璃的化学成分关系密切；4）存放时间对纤维强度的影响；5）施加负荷时间对纤维强度的影响6）玻璃纤维成型方法和成型条件对强度也有很大影响。

6碳纤维的结构及影响因素碳纤维的结构决定于原丝结构和碳化工艺。

真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构，而是属于乱层石墨结构。

在乱层石墨结构中，石墨层片时基本的结构单元，若干层片组成的微晶堆砌成直径数十纳米、长度数百纳米的原纤，原纤则构成了碳纤维单丝，其直径约数微米。

纤维中的缺陷如结构不匀、直径变异、微孔、裂缝或沟槽、气孔、杂质等是影响碳纤维强度的重要因素。

7 什么是界面，包含哪些组成部分，界面效应复合材料的界面是指机体与增强物之间化学成分有显著变化的，构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。

它包含了机体和增强物的部分原始接触面、基体与增强物相互作用生成的反应产物、此产物与基体及增强物上的氧化物及它们的反应产物等。

界面的几种效应1）传递效应界面能传递力，即将外力传递给增强物，祈祷基体和增强物之间桥梁的作用。

2）阻断效应结合适当的界面有住址裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。

3）不连续效应在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象。

4）散射和吸收效应光波、声波、热弹性波、冲击波等再界面产生散射和吸收。

5）诱导效应一种物质的表面结构使另一种与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象。

8什么是界面浸润理论，化学键理论，物理吸附理论界面浸润理论填充剂被液体树脂良好浸润是极其重要的，因浸润不良会在界面上产生空隙，易使应力集中而使复合材料发生开裂，如果完全浸润，则基体与填充剂间的粘结强度将大于基体的内聚强度。

化学键理论处理增强剂表面的偶联剂应既含有能与增强剂起化学作用的官能团，又含有能与树脂基体起化学作用的官能团，由此在界面上形成共价键结合。

物理吸附理论增强纤维与树脂基体之间的结合是属于机械铰合和基于次价键作用的物理吸附。

偶联剂的作用主要是促进基体与增强纤维表面完全浸润。

9 什么是聚合物基复合材料，基体和纤维的作用聚合物基复合材料是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。

纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。

基体材料由于粘结性能好，把纤维牢固地粘结起来。

同时，基体又能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。

纤维和基体之间的良好的复合显示了各自的优点，并能实现最佳结构的设计，具有许多优良特性。