復(fù)合材料試題B卷及答案

。2014學(xué)年度第 一學(xué)期課程考試《復(fù)合材料》本科 試卷（ B卷）注意事項：1. 本試卷共 六大題，滿分 100分，考試時間 90分鐘，閉卷；考前請將密封線內(nèi)各項信息填寫清楚；所有答案必須寫在試卷上，做在草稿紙上無效；4．考試結(jié)束，試卷、草稿紙一并交回。題號 一 二 三 四 五 六 七 總分 評分人得分一、選擇題(30分，每題2分)【得分：】題號12345678910答案題號11121314151617181920答案1.復(fù)合材料中的“碳鋼”是（ ）A、玻璃纖維增強 Al基復(fù)合材料。 B 、玻璃纖維增強塑料。C、碳纖維增強塑料。 D 、氧化鋁纖維增強塑料。2.材料的比模量和比強度越高（ ）A、制作同一零件時自重越小、剛度越大。B、制作同一零件時自重越大、剛度越大。C、制作同一零件時自重越小、剛度越小。D、制作同一零件時自重越大、剛度越小。3.在體積含量相同情況下，納米顆粒與普通顆粒增強塑料復(fù)合材料（ ）A、前者成本低 B 、前者的拉伸強度好C、前者原料來源廣泛 D 、前者加工更容易4、Kevlar纖維（ ）A、由干噴濕紡法制成。 B 、軸向強度較徑向強度低。C、強度性能可保持到 1000℃以上。 D 、由化學(xué)沉積方法制成。5、碳纖維（ ）A、由化學(xué)沉積方法制成。 B 、軸向強度較徑向強度低。C、強度性能可保持到 3000℃以上。 D 、由先紡絲后碳化工藝制成。6、聚丙烯增強塑料的使用溫度一般在：（ ）A、120℃以下 B 、180℃以下 C 、250℃以下 D 、250℃以上7、碳纖維增強環(huán)氧復(fù)合材料力學(xué)性能受吸濕影響，原因之一是（ ）A、環(huán)氧樹脂吸濕變脆。 B 、水起增塑劑作用，降低樹脂玻璃化溫度。精選資料，歡迎下載。C、環(huán)氧樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。 D、環(huán)氧樹脂發(fā)生水解反應(yīng)。8、玻璃纖維（ ）A、由SiO2玻璃制成。 B 、在所有纖維中具有最高的比彈性模量。C、其強度比整塊玻璃差。 D 、價格貴、應(yīng)用少。9、生產(chǎn)錦綸纖維的主要原料有（ ）A、聚碳酸酯。 B 、聚丙烯腈。C、尼龍。 D 、聚丙烯。10、晶須（ ）A、其強度高于相應(yīng)的本體材料。 B 、長徑比一般小于 5。C、直徑為數(shù)十微米。 D 、含有很少缺陷的長纖維。11、對玻璃纖維和聚酰胺樹脂構(gòu)成的復(fù)合材料命名不正確的是（ ）。A．玻璃纖維聚酰胺樹脂復(fù)合材料 B ．玻璃纖維/聚酰胺樹脂復(fù)合材料C．聚酰胺材料 D ．聚酰胺基玻璃纖維復(fù)合材料12、目前，復(fù)合材料使用量最大的增強纖維是（ ）。A．碳纖維 B ．氧化鋁纖維 C ．玻璃纖維 D ．碳化硅纖維13、目前，復(fù)合材料使用量最大的民用熱固性樹脂是（ ）。A．環(huán)氧樹脂 B ．不飽和聚酯 C ．酚醛樹脂 D ．尼龍14．聚合物基復(fù)合材料制備的大體過程不包括（ ）A．預(yù)浸料制造B．制件的鋪層C．固化及后處理加工D．干燥15、有關(guān)環(huán)氧樹脂，說法正確的是（）A、含有大量的雙鍵B、使用引發(fā)劑固化C、使用胺類固化劑固化D、屬于熱塑性塑料二、判斷題(20分，每題2分)【得分：】1、復(fù)合材料是由兩個組元以上的材料化合而成的。（）2、混雜復(fù)合總是指兩種以上的纖維增強基體。（）3、層板復(fù)合材料主要是指由顆料增強的復(fù)合材料。（）4、最廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料。（）5、復(fù)合材料具有可設(shè)計性。（）6、竹、麻、木、骨、皮膚是天然復(fù)合材料。（）7、分散相總是較基體強度和硬度高、剛度大。（）8、玻璃鋼問世于二十世紀(jì)四十年代。（）精選資料，歡迎下載。9、一般酚醛樹脂和瀝青的焦化率基本相同，在高壓下，它們的焦化率可以提高到90%。 （ ）10、硼纖維是由三溴化硼沉積到加熱的鎢絲芯上形成的。 （ ）三、問答題(50分，每題5分) 【得分： 】選擇復(fù)合材料用樹脂基體時，主要應(yīng)考慮哪幾方面問題？環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂固化各有什么特點？對制備工藝有什么影響？精選資料，歡迎下載。簡述玻璃纖維主要優(yōu)缺點？簡述芳香族聚酰胺纖維主要優(yōu)缺點？說明UHMWPE纖維的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用范圍。精選資料，歡迎下載。簡述玻璃纖維直接熔融法制備工藝？在PAN法制備碳纖維的工藝過程中，為什么要進行預(yù)氧化、碳化和石墨化三個過程？復(fù)合材料成型時施加壓力的主要作用是什么？復(fù)合材料為什么要采用低壓成型？精選資料，歡迎下載。如何選擇復(fù)合材料制件的成型方法？10.手糊成型所用膠液里通常含有哪些輔助材料 ?它們的作用及用量范圍？精選資料，歡迎下載?！獏⒖即鸢讣霸u分標(biāo)準(zhǔn) ——一、選擇題(30分，每題2分)【得分：】題號12345678910答案CABADABACA題號11121314151617181920答案CCBDD二、判斷題(20分，每題2分) 【得分： 】1、復(fù)合材料是由兩個組元以上的材料化合而成的。 （）2、混雜復(fù)合總是指兩種以上的纖維增強基體。 （）3、層板復(fù)合材料主要是指由顆料增強的復(fù)合材料。 （）4、最廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料。 （）5、復(fù)合材料具有可設(shè)計性。 （）6、竹、麻、木、骨、皮膚是天然復(fù)合材料。 （）7、分散相總是較基體強度和硬度高、剛度大。 （）8、玻璃鋼問世于二十世紀(jì)四十年代。 （）9、一般酚醛樹脂和瀝青的焦化率基本相同，在高壓下，它們的焦化率可以提高到90%。 （）10、硼纖維是由三溴化硼沉積到加熱的鎢絲芯上形成的。 （）三、問答題(50分，每題5分) 【得分： 】精選資料，歡迎下載。選擇復(fù)合材料用樹脂基體時，主要應(yīng)考慮哪幾方面問題？答：1)能夠滿足產(chǎn)品的使用需要，如使用溫度、強度、剛度、耐藥品性、耐腐蝕性等。高拉伸模量、高拉伸強度、高斷裂韌性的基體有利于提高復(fù)合材料的力學(xué)性能；對纖維具有良好的潤濕性和粘結(jié)性；3)容易操作，如要求膠液具有足夠的適用期、預(yù)浸料具有足夠長的儲存期、固化收縮小等；4)低毒性、低刺激性；5)價格合理不飽和聚酯樹脂的固化過程答：不飽和聚酯樹脂的的固化是一個放熱反應(yīng)，其過程可分為以下三個階段：）膠凝階段從加入促進劑后到樹脂變成凝膠狀態(tài)的一段時間。這段時間對于玻璃鋼制品的成型工藝起決定性作用，是固化過程最重要的階段。）硬化階段硬化階段是從樹脂開始到膠凝到一定硬度，能把制品從模具上取下為止的一段時間。）完全固化階段通常在室溫下進行，在后處理之前，室溫至少要放置24小時，這段時間越長，制品吸水率越小，性能越好。簡述玻璃纖維主要優(yōu)缺點？答：玻璃纖維的特點：拉伸強度和沖擊強度高，延伸率??；彈性模量較大；耐熱，屬于無機材料，不可燃；化學(xué)耐久性好；絕緣性和絕熱性好；吸水率較低；與基體材料粘結(jié)性好；價格較其他增強材料低；可作為有機聚合物基或無機非金屬材料基復(fù)合材料的增強體。缺點：容易被水腐蝕。簡述芳香族聚酰胺纖維主要優(yōu)缺點？芳香族聚酰胺纖維：外觀呈黃色；強度高、彈性模量高，密度小(1.44~1.45)，比強度極高（與S-GF、CF-Ⅱ相當(dāng)）、比模量高（約為GF的2倍），韌性好，耐沖擊，抗疲勞抗蠕變；除少數(shù)強酸強堿外，對其他介質(zhì)（普通有機溶劑、鹽類溶液等）有很好的耐化學(xué)藥品性；具有自熄性和良好的熱穩(wěn)定性；高溫下不溶，300℃以上短時間強度不變，溫度上升纖維逐漸熱分解或碳化；熱膨脹系數(shù)為各向異性，縱向熱膨脹系數(shù)為負(fù)值；但對紫外線較敏感，不宜曝光使用；抗壓抗扭性差；耐水性差。說明UHMWPE纖維的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用范圍。性能：聚乙烯纖維超輕，密度 0.97g/cm3；具有高比強度、高比模量以及耐沖擊、精選資料，歡迎下載。耐磨、自潤滑、耐腐蝕、耐紫外線、耐低溫、電絕緣、不吸水、電磁波透過好等多種優(yōu)越性。其不足是熔點較低 135℃和高溫容易蠕變，因此僅能在 100℃以下使用。簡述玻璃纖維直接熔融法？答：池窯拉絲法（直接熔融法）玻璃纖維是由含有各種金屬氧化物的硅酸鹽類（硅砂、石英石、硼酸、粘土、氟石等），經(jīng)熔融（1300℃）后，借自重由坩堝底部的漏絲板流出，孔徑為1.5～2mm，流出的玻璃液溫度約為 1190℃，在迅速冷卻的過程中，借助高速（1000～3000mmin）轉(zhuǎn)動，拉制成直徑很細(xì)（3～20μm）的玻璃纖維。從坩堝中拉出的每根纖維叫單絲，一個坩堝拉出的所有單絲經(jīng)過浸潤劑槽后，集束成一根原紗。在PAN法制備碳纖維的工藝過程中，為什么要進行預(yù)氧化、碳化和石墨化三個過程？答:PAN原絲的預(yù)氧化處理預(yù)氧化的目的就是為了防止原絲在碳化時熔融，通過氧化反應(yīng)使得纖維分子中含有羥基、羰基，這樣可在分子間和分子內(nèi)形成氫鍵，從而提高纖維的熱穩(wěn)定性。預(yù)氧絲的碳化預(yù)氧絲的碳化一般是在惰性氣氛中，將預(yù)氧絲加熱至1000一1800℃，從而除去纖維中的非碳原子(如H、O、N等)。生成的碳纖維的碳含量約為95％。碳化過程中，未反應(yīng)的聚丙烯腈進一步環(huán)化，分子鏈間脫水、脫氫交聯(lián)，末端芳構(gòu)化生成氨。隨著溫度的進一步升高，分子鏈間的交聯(lián)和石墨晶體進一步增大。PAN的石墨化石墨化過程是在高純度惰性氣體保護下于2000—3000℃溫度下對碳纖維進行熱處理。碳纖維經(jīng)石墨化溫度處理后，纖維中殘留的氮、氫等元素進一步脫除，碳一碳重新排列，層面內(nèi)的芳環(huán)數(shù)增加，層片尺寸增大，結(jié)晶態(tài)碳的比例增加。復(fù)合材料成型時施加壓力的主要作用是什么？復(fù)合材料為什么要采用低壓成型？答:(1)使熔融的樹脂具有一定的流動性，進一步浸漬玻璃纖維布。使層壓板結(jié)構(gòu)密實，提高層間粘結(jié)強度。冷壓的目的是防止層壓板在冷卻過程中的變形。用來克服膠布中揮發(fā)物產(chǎn)生的蒸氣壓力，防止形成大量的氣泡和微孔。通常制品的機械強度(拉伸、彎曲、壓縮等)隨壓力的增加而增加。但壓力不能過大，否則玻璃纖維被壓碎，反而致使強度降低。層壓板的比重隨壓力的增加而增精選資料，歡迎下載。加。壓力增加到一定值時，比重變化不明顯。層壓板的吸水性隨壓力增大而降低如何選擇復(fù)合材料制件的成型方法？答(1)產(chǎn)量大且尺寸不太大時，采用壓制成型等機械化成型方法；產(chǎn)量少且尺寸較大時，則采用手糊或噴射成型方法；兩者之間則可采用樹脂傳遞成型法。回轉(zhuǎn)體宜采用纖維纏繞成型法和離心澆鑄成型法手糊成型所用膠液里通常含有哪些輔助材料?它們的作用及用量范圍？答:(1)無捻粗紗：無捻粗紗容易浸透樹脂，在手糊成型中配合其他纖維制品使用，可用于填充制品死角、單向強度要求高的制品和局部制品增強。短切纖維氈：短切纖維毯比織物成本低、變形性好，增厚效果顯著，使用方便等。用它制造的產(chǎn)品具有平面各向同性，制品