复合材料试题B卷及答案

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1、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。 题 号一二三四五六七总分评分人得 分一、选择题(30分,每题2分) 【得分: 】题号12345678910答案题号11121314151617181920答案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

2、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

3、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

4、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

5、: 】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。 ( )9、一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%。 ( )10、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的钨丝芯上形成的。( )三、问答题(50分,每题5分) 【得分: 】1.选择复合材料用树脂

6、基体时,主要应考虑哪几方面问题?2. 环氧树脂和酚醛树脂固化各有什么特点?对制备工艺有什么影响?3. 简述玻璃纤维主要优缺点?4. 简述芳香族聚酰胺纤维主要优缺点?5. 说明UHMWPE纤维的结构、性能和应用范围。6. 简述玻璃纤维直接熔融法制备工艺? 7. 在PAN法制备碳纤维的工艺过程中,为什么要进行预氧化、碳化和石墨化三个过程?8. 复合材料成型时施加压力的主要作用是什么?复合材料为什么要采用低压成型?9. 如何选择复合材料制件的成型方法?10.手糊成型所用胶液里通常含有哪些辅助材料?它们的作用及用量范围? 参考答案及评分标准 一、选择题(30分,每题2分) 【得分: 】题号123456

7、78910答案CABADABACA题号11121314151617181920答案CCBDD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。 (?)8、玻璃钢问世于二十世纪四十年代。 (?)9、一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%。

8、(?)10、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的钨丝芯上形成的。 (?)三、问答题(50分,每题5分) 【得分: 】1.选择复合材料用树脂基体时,主要应考虑哪几方面问题?答:1)能够满足产品的使用需要,如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。高拉伸模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高复合材料的力学性能; 2)对纤维具有良好的润湿性和粘结性;3)容易操作,如要求胶液具有足够的适用期、预浸料具有足够长的储存期、固化收缩小等;4)低毒性、低刺激性;5)价格合理2.不饱和聚酯树脂的固化过程答: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

9、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。3.简述玻璃纤维主要优缺点?答:玻璃纤维的特点:拉伸强度和冲击强度高,延伸率小;弹性模量较大;耐热,属于无机材料,不可燃;化学耐久性好;绝缘性和绝热性好;吸水率较低;与基体材料粘结性好;价格较其他增强材料低;可作为有机聚合物基或无机非金属材料基复合材料的增强体。缺点:容易被水腐蚀。4.简述芳香族聚酰胺

10、纤维主要优缺点?芳香族聚酰胺纤维:外观呈黄色;强度高、弹性模量高,密度小(1.441.45),比强度极高(与S-GF、CF-相当)、比模量高(约为GF的2倍),韧性好,耐冲击,抗疲劳抗蠕变;除少数强酸强碱外,对其他介质(普通有机溶剂、盐类溶液等)有很好的耐化学药品性;具有自熄性和良好的热稳定性;高温下不溶,300 以上短时间强度不变, 温度上升纤维逐渐热分解或碳化;热膨胀系数为各向异性,纵向热膨胀系数为负值;但对紫外线较敏感,不宜曝光使用;抗压抗扭性差;耐水性差。5.说明UHMWPE纤维的结构、性能和应用范围。性能:聚乙烯纤维超轻,密度0.97g/cm3;具有高比强度、高比模量以及耐冲击、耐磨

11、、自润滑、耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘、不吸水、电磁波透过好等多种优越性。其不足是熔点较低135和高温容易蠕变,因此仅能在100 以下使用。6.简述玻璃纤维直接熔融法? 答:池窑拉丝法(直接熔融法)玻璃纤维是由含有各种金属氧化物的硅酸盐类(硅砂、石英石、硼酸、粘土、氟石等),经熔融( 1300 )后,借自重由坩埚底部的漏丝板流出,孔径为1.52mm,流出的玻璃液温度约为1190,在迅速冷却的过程中,借助高速(10003000mmin)转动,拉制成直径很细(320 m)的玻璃纤维。从坩埚中拉出的每根纤维叫单丝,一个坩埚拉出的所有单丝经过浸润剂槽后,集束成一根原纱。7.在PAN法制备碳纤维的工

12、艺过程中,为什么要进行预氧化、碳化和石墨化三个过程? 答:PAN原丝的预氧化处理 预氧化的目的就是为了防止原丝在碳化时熔融,通过氧化反应使得纤维分子中含有羟基、羰基,这样可在分子间和分子内形成氢键,从而提高纤维的热稳定性。预氧丝的碳化 预氧丝的碳化一般是在惰性气氛中,将预氧丝加热至1000一1800 ,从而除去纤维中的非碳原子(如H、O、N等)。生成的碳纤维的碳含量约为95。碳化过程中,未反应的聚丙烯腈进一步环化,分子链间脱水、脱氢交联,末端芳构化生成氨。随着温度的进一步升高,分子链间的交联和石墨晶体进一步增大。PAN的石墨化 石墨化过程是在高纯度惰性气体保护下于20003000温度下对碳纤维进行热处理。碳纤维经石墨化温度处理后,纤维中残留的氮、氢等元素进一步脱除,碳一碳重

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