复合材料试题B卷和答案解析

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1、2014 学第 一 学期课程考试复合材 本科 试卷（ B 卷）注意事项：1. 本试卷共 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J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.复合材中的“碳钢是（）A、玻璃纤维增强Al基复合材。B、玻璃纤维增强塑。C、碳纤维增强塑。D、氧化铝纤维增强塑。2. 材的比模和比强越高（）A、制作同-件时自重越小、刚越大。B、制作同一件

2、时自重越大、刚越大。C、制作同-件时自重越小、刚越小。D、制作同-件时自重越大、刚越小。3. 在体积含相同情况下，纳米颗与普通颗增强塑复合材（）A、前者成本低B、前者的伸强好C、前者原夹源广泛D、前者加工容4、 Kevlar 纤维（A、由干喷湿纺法制成。C、强性能可保持到 1000C以上。5、碳纤维（ ）A、由化学沉积方法制成。C、强性能可保持到 3000C以上06、聚丙烯增强塑的使用温一般在：A、120C以下B、180C以下B、轴向强较径向强低。D 、由化学沉积方法制成0B、轴向强较径向强低。D 、由先纺丝后碳化工艺制成0（）C、250C 以下D、250C 以上7、 碳纤维增强环氧复合材学性

3、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，低树脂玻璃化温。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SiO?玻璃制成。B、在所有纤维中具有最高的比弹性模。C、其强比整块玻璃差。D、价格贵、应用少。9、 生产锦纶纤维的主要原有（）A、聚碳酸酯。B、聚丙烯腈。C、尼龙。D、聚丙烯。10 、晶须（ ）A、其强高于相应的本体材。B、长径比一般小于5 oC、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命名正确的是（）0A 玻璃纤维聚酰胺树脂复合材B 玻璃纤维/聚酰胺树脂复合材C聚酰胺材D聚酰胺基玻璃纤维

4、复合材12、 目前，复合材使用最大的增强纤维是（）0D 碳化硅纤维）。D 尼龙A 碳纤维B 氧化铝纤维C 玻璃纤维13、目前，复合材使用最大的民用热固性树脂是（A 环氧树脂B 饱和聚酯C 酚醛树脂B 制件的铺层14聚合物基复合材制备的大体过程包括（）二、判断题（20分，每题2分）得分： 】C固化及后处加工D 干燥15、有关环氧树脂，说法正确的是（）A、含有大的双键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A 预浸制造1、复合材是由两个组元以上的材化合而成的。（）2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。（）3、层板复合材主要是指由颗增强的复合材。（）4、最广泛应用的复合材是属基复

5、合材。（）5、复合材具有可设计性。6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复7、分散相总是较基体强和硬高、刚8、玻璃钢问世于二十世纪四十代。（）合材。（）大。（）9、一般酚醛树脂和沥青的焦化基本相同，在高压下，它们的焦化可以提高到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. 选择复合材用树脂基体时，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么特点？对制备工艺有么影响？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.

6、在 PAN 法制备碳纤维的工艺过程中，为么要进预氧化、碳化和石墨化三个 过程？8. 复合材成型时施加压的主要作用是么？复合材为么要采用低压成 型？9. 如何选择复合材制件的成型方法？10.手糊成型所用胶液通常含有哪些辅助材?它们的作用及用范围？参考答案及评分标准一、选择题(30分，每题2分)得分： 】题号12345678910答案CABADABACA题号11121314151617181920答案CCBDD二、判断题(20分，每题2分)【得分：】1、复合材是由两个组元以上的材化合而成的。(X )2、混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。(X)3、 层板复合材主要是指由颗增强的复合材。(X)4、

7、最广泛应用的复合材是属基复合材。(X)5、复合材具有可设计性。(P)6、竹、麻、木、骨、皮肤是天然复合材。(P)7、分散相总是较基体强和硬高、刚大。( X)8、 玻璃钢问世于二十世纪四十代。(7)9、一般酚醛树脂和沥青的焦化基本相同，在高压下，它们的焦化可以提高到90%。(7)10、硼纤维是由三溴化硼沉积到加热的钨丝芯上形成的。 (7)三、问答题(50分，每题5分)【得分：】1. 选择复合材用树脂基体时，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、强、刚、耐药品性、耐腐蚀 性等。高伸模、高伸强、高断韧性的基体有于提高复合材的学性能；2) 对纤维具有好的润湿性和粘结性；

8、3) 容操作，如要求胶液具有足够的 适用期、预浸具有足够长的储存期、固化收缩小等； 4)低毒性、低激性； 5) 价格合2. 饱和聚酯树脂的固化过程 答：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，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，在后处之前，室温至少要放置24小时，这段时间越长，制品吸水越小，性能越好。3. 简述玻璃纤维主要优缺点？ 答：玻璃纤维的特点：伸

9、强和冲击强高，延伸小；弹性模较大；耐热， 属于无机材，可燃；化学耐久性好；绝缘性和绝热性好；吸水较低；与基 体材粘结性好；价格较其他增强材低；可作为有机聚合物基或无机非属材 基复合材的增强体。缺点：容被水腐蚀。4. 简述芳香族聚酰胺纤维主要优缺点？ 芳香族聚酰胺纤维：外观呈黄色；强高、弹性模高，密小（1.441.45），比强极高（与 S-GF、CF- H相当）、比模高（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；具有自熄性和好的热稳定性；高温下溶，300 C以上短时间强变，温上升纤维逐渐热分解或碳化；热膨胀

10、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，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 0.97g/cm3 ；具有高比强、高比模以及耐冲击、 耐磨、自润、耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘、吸水、电磁波透过好等 多种优越性。其足是熔点较低 135C和高温容蠕变，因此仅能在 100 C以下使用。6. 简述玻璃纤维直接熔融法？答：池窑丝法（直接熔融法） 玻璃纤维是由含有各种属氧化物的硅酸盐类（硅砂、石英石、硼酸、粘土、氟 石等），经熔融（1300C ） 后，借自重由坩埚底部的丝板出，孔径为1.52mm，出的玻璃液温约为

11、1190C，在迅速却的过程中，借助高速（ 10003000m/min）转动，制成直径很细（320 ”m）的玻璃纤维。从坩埚中出的每根 纤维叫单丝，一个坩埚出的所有单丝经过浸润剂槽后，集束成一根原纱。7. 在 PAN 法制备碳纤维的工艺过程中，为么要进预氧化、碳化和石墨化三个 过程？答 :PAN原丝的预氧化处 预氧化的目的就是为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 C ，从而除去纤维中的非碳原子(如H、O、N等)。生 成的碳纤

12、维的碳含约为 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惰性气体保 护下于20003000C温下对碳纤维进热处。碳纤维经石墨化温处后， 纤维中残的氮、氢等元素进一步脱除，碳一碳重新排，层面内的芳环数增加， 层片尺寸增大，结晶态碳的比增加。8. 复合材成型时施加压的主要作用是么？复合材为么要采用低压成 型？答 :(1) 使熔融的树脂具有一定的动性，进一步浸渍玻璃纤维布。使层压板结构 密实，提高层间粘结强。(2) 压的目的是防止层压板在却过程中的变形。(3

13、) 用来克服胶布中挥发物产生的蒸气压，防止形成大的气泡和微孔。 通常制品的机械强 ( 伸、弯曲、压缩等 ) 随压的增加而增加。但压能过 大，否则玻璃纤维被压碎，反而致使强低。层压板的比重随压的增加而增 加。压增加到一定值时，比重变化明显。层压板的吸水性随压增大而低9. 如何选择复合材制件的成型方法？答 (1)产大且尺寸太大时，采用压制成型等机械化成型方法；(2) 产少且尺寸较大时，则采用手糊或喷射成型方法；(3) 两者之间则可采用树脂传递成型法。(4) 回转体宜采用纤维缠绕成型法和离心浇铸成型法10. 手糊成型所用胶液通常含有哪些辅助材 ?它们的作用及用范围？答 :(1) 无粗纱：无粗纱容浸透树脂，在手糊成型中配合其他纤维制品使用， 可用于填充制品死角、单向强要求高的制品和局部制品增强。(2) 短纤维毡：短纤维毯比织物成本低、变形性好，增厚效果显著，使用方 等。用它制造的产品具有平面各向同性，制品中树脂含可达 6080。常用于糊 制强要求高，荷载随机性大和防腐蚀制品等。(3)表面毡：是专门用于制品表面，构成富树脂层，以改善玻璃钢制品的表面性能；(4) 无粗纱布：无布的特点是变形性好，增厚效果显著，被树脂浸透，价格 较其它布宜等。但是无粗纱布在 45 方向强较低，仅为 0方向的 30， 为加布的 50。无粗纱布是手糊成型用的主要增强材。