2025年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組(新材料智能生產(chǎn)與檢測(cè)賽項(xiàng))參考試題(附答案)一、理論考核（總分60分）（一）單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種材料屬于智能響應(yīng)型高分子材料？A.高密度聚乙烯（HDPE）B.形狀記憶聚氨酯（SMPU）C.玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂（GFRP）D.氧化鋁陶瓷（Al?O?）2.在新材料智能生產(chǎn)線中，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)擠出機(jī)料筒溫度的傳感器類型是？A.壓力傳感器B.熱電偶傳感器C.電感式接近開關(guān)D.光電編碼器3.某改性聚丙烯（PP）材料的配方中，相容劑（POE-g-MAH）的添加量為3wt%，若主料PP用量為50kg，相容劑需稱取多少？A.1.5kgB.3kgC.0.5kgD.2kg4.采用差示掃描量熱法（DSC）檢測(cè)材料的結(jié)晶溫度時(shí)，升溫速率設(shè)置為10℃/min，若實(shí)際升溫速率因設(shè)備誤差降至8℃/min，檢測(cè)結(jié)果會(huì)？A.結(jié)晶溫度偏高B.結(jié)晶溫度偏低C.無影響D.結(jié)晶焓值增大5.工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行復(fù)合材料鋪放任務(wù)時(shí)，若示教點(diǎn)坐標(biāo)誤差超過0.2mm，最可能導(dǎo)致的問題是？A.機(jī)器人過載報(bào)警B.鋪層間隙或重疊C.伺服電機(jī)過熱D.控制系統(tǒng)通訊中斷6.以下哪種檢測(cè)方法可用于評(píng)估碳纖維復(fù)合材料（CFRP）的層間剪切強(qiáng)度？A.洛氏硬度測(cè)試B.三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)C.紅外光譜分析D.X射線衍射（XRD）7.智能生產(chǎn)線中，PLC控制模塊接收來自傳感器的4-20mA模擬信號(hào)，若信號(hào)值為12mA，對(duì)應(yīng)的物理量（量程0-100℃）實(shí)際溫度是？A.30℃B.50℃C.70℃D.90℃8.某尼龍6（PA6）材料的熔體流動(dòng)速率（MFR）檢測(cè)條件為230℃/2.16kg，若檢測(cè)時(shí)溫度升至250℃，MFR值會(huì)？A.增大B.減小C.不變D.先增后減9.以下哪項(xiàng)不屬于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）在新材料生產(chǎn)中的典型應(yīng)用？A.設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)云端存儲(chǔ)B.基于AI的質(zhì)量缺陷預(yù)測(cè)C.手動(dòng)調(diào)節(jié)擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速D.多生產(chǎn)線協(xié)同排產(chǎn)10.檢測(cè)高分子材料的拉伸強(qiáng)度時(shí)，若試樣標(biāo)距內(nèi)存在微小氣泡，測(cè)試結(jié)果會(huì)？A.偏高B.偏低C.無影響D.波動(dòng)增大（二）多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯(cuò)選不得分）1.以下屬于熱固性樹脂的有：A.環(huán)氧樹脂（EP）B.聚丙烯（PP）C.酚醛樹脂（PF）D.聚碳酸酯（PC）2.智能生產(chǎn)線中，可能導(dǎo)致擠出機(jī)螺桿扭矩過高的原因有：A.料筒溫度過低B.原料含水率過高C.螺桿轉(zhuǎn)速過快D.口模阻力過小3.采用萬能試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)材料斷裂伸長率時(shí)，需記錄的參數(shù)包括：A.最大載荷B.試樣斷裂時(shí)的標(biāo)距長度C.初始標(biāo)距長度D.試樣厚度4.碳纖維表面處理的目的包括：A.增加表面粗糙度B.提高與樹脂的界面結(jié)合力C.降低纖維強(qiáng)度D.去除表面油污5.工業(yè)機(jī)器人在新材料生產(chǎn)中的安全防護(hù)措施包括：A.設(shè)置安全圍欄與急停按鈕B.編寫程序時(shí)避免關(guān)節(jié)極限位置C.定期校準(zhǔn)機(jī)器人零點(diǎn)D.允許人員在運(yùn)行中調(diào)整末端執(zhí)行器（三）判斷題（每題1分，共5分）1.石墨烯屬于二維納米材料，具有高導(dǎo)電性和高強(qiáng)度特性。（）2.材料的維卡軟化溫度測(cè)試中，升溫速率越快，測(cè)試值越高。（）3.智能生產(chǎn)線的MES系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)設(shè)備底層控制，如電機(jī)啟停。（）4.復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度可通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察斷口形貌評(píng)估。（）5.檢測(cè)材料密度時(shí)，若試樣表面有氣泡，會(huì)導(dǎo)致密度測(cè)量值偏大。（）（四）簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述改性塑料生產(chǎn)中“雙螺桿擠出機(jī)”與“單螺桿擠出機(jī)”的主要區(qū)別（至少列出3點(diǎn)）。2.說明紅外光譜（FTIR）在新材料檢測(cè)中的應(yīng)用場(chǎng)景（至少列舉3類材料/問題）。3.智能生產(chǎn)線中，如何通過“工藝參數(shù)追溯系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題的溯源？請(qǐng)簡(jiǎn)述關(guān)鍵步驟。4.某批ABS材料的沖擊強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果顯著低于標(biāo)準(zhǔn)值，可能的原因有哪些？（至少列出4項(xiàng)）二、實(shí)操考核（總分40分）任務(wù)1：聚丙烯（PP）改性材料智能生產(chǎn)（20分）背景：某企業(yè)需生產(chǎn)一批高抗沖PP材料（目標(biāo)性能：缺口沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m2，拉伸強(qiáng)度≥25MPa），使用設(shè)備為PLC控制的雙螺桿擠出機(jī)（型號(hào)：SHJ-35，長徑比40:1），配套自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)（精度±0.5%）、在線熔體壓力傳感器（量程0-50MPa）、工業(yè)機(jī)器人（負(fù)責(zé)粒料碼垛）。操作要求：1.配方計(jì)算（主料PP80wt%，增韌劑POE15wt%，相容劑PP-g-MAH5wt%，總投料量20kg）；2.設(shè)置擠出機(jī)工藝參數(shù)（參考范圍：一區(qū)180-190℃，二區(qū)190-200℃，三區(qū)200-210℃，四區(qū)210-220℃，機(jī)頭210℃；螺桿轉(zhuǎn)速200-300rpm）；3.啟動(dòng)生產(chǎn)線后，監(jiān)控熔體壓力（正常范圍15-25MPa），若壓力持續(xù)低于12MPa，需排查原因并調(diào)整；4.工業(yè)機(jī)器人碼垛時(shí)，要求每托盤碼放5層（每層10袋，每袋0.5kg），編寫機(jī)器人簡(jiǎn)單示教程序（用偽代碼描述關(guān)鍵步驟）。任務(wù)2：碳纖維復(fù)合材料（CFRP）力學(xué)性能檢測(cè)（20分）背景：實(shí)驗(yàn)室收到一塊CFRP板材（纖維體積分?jǐn)?shù)60%，層合結(jié)構(gòu)為[0/90]?s），需檢測(cè)其拉伸強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度（ILSS）。操作要求：1.制備拉伸試樣（尺寸：150mm×15mm×2mm，標(biāo)距50mm）和ILSS試樣（尺寸：20mm×6mm×2mm，跨厚比5:1）；2.使用萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸測(cè)試（加載速率2mm/min），記錄應(yīng)力-應(yīng)變曲線；3.進(jìn)行ILSS測(cè)試（三點(diǎn)彎曲法，跨距10mm，加載速率1mm/min），計(jì)算ILSS值（公式：ILSS=3FL/(4bh2)，F(xiàn)為破壞載荷，L為跨距，b為試樣寬度，h為厚度）；4.分析測(cè)試結(jié)果：若拉伸強(qiáng)度低于理論值（2000MPa），可能的原因有哪些？（至少列出3項(xiàng)）參考答案一、理論考核（一）單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.A4.B5.B6.B7.B8.A9.C10.B（二）多項(xiàng)選擇題1.AC2.ABC3.BC4.ABD5.ABC（三）判斷題1.√2.×（升溫速率越快，測(cè)試值越低）3.×（MES負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理，底層控制由PLC完成）4.√5.×（氣泡導(dǎo)致體積偏大，密度偏?。ㄋ模┖?jiǎn)答題1.①雙螺桿有嚙合區(qū)，混合效果優(yōu)于單螺桿；②雙螺桿可自清潔，適合加工易分解材料；③雙螺桿產(chǎn)量更高，單螺桿適合穩(wěn)定擠出；④雙螺桿對(duì)物料剪切更均勻，適合改性配方。2.①高分子材料成分分析（如區(qū)分PE與PP）；②檢測(cè)材料氧化/老化程度（觀察羰基峰強(qiáng)度）；③驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)是否完成（如環(huán)氧樹脂固化后環(huán)氧基峰消失）；④復(fù)合材料界面反應(yīng)分析（如偶聯(lián)劑與填料的鍵合）。3.關(guān)鍵步驟：①生產(chǎn)時(shí)記錄每批次原料批次號(hào)、設(shè)備參數(shù)（溫度/轉(zhuǎn)速/壓力）、操作人員；②質(zhì)量問題出現(xiàn)后，調(diào)取對(duì)應(yīng)時(shí)間段的工藝參數(shù)；③對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)工藝曲線，定位異常參數(shù)（如某區(qū)溫度偏低）；④追溯原料批次，檢查是否與供應(yīng)商提供的性能指標(biāo)一致；⑤結(jié)合操作人員記錄，確認(rèn)是否存在操作失誤。4.可能原因：①原料ABS本身沖擊性能不合格（如橡膠相含量不足）；②加工溫度過高導(dǎo)致材料降解；③增韌劑（如SBR）添加量不足；④物料混合不均勻（雙螺桿轉(zhuǎn)速過低）；⑤試樣制備時(shí)存在內(nèi)部缺陷（如氣泡或應(yīng)力集中）；⑥檢測(cè)時(shí)環(huán)境溫度過低（ABS沖擊性能對(duì)溫度敏感）。二、實(shí)操考核任務(wù)1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.配方計(jì)算（5分）：PP=16kg，POE=3kg，PP-g-MAH=1kg（計(jì)算正確得5分，誤差超過±0.1kg扣2分）。2.參數(shù)設(shè)置（5分）：合理范圍（如一區(qū)185℃，二區(qū)195℃，三區(qū)205℃，四區(qū)215℃，機(jī)頭210℃；螺桿轉(zhuǎn)速250rpm），需說明依據(jù)（如POE熔點(diǎn)約120℃，需足夠溫度熔融混合）（設(shè)置合理得5分，超范圍扣2-3分）。3.壓力異常處理（5分）：可能原因（料筒溫度過高導(dǎo)致熔體粘度下降；喂料量不足；螺桿磨損導(dǎo)致輸送能力下降）；調(diào)整措施（降低溫度5-10℃；檢查喂料機(jī)轉(zhuǎn)速，增加投料量；聯(lián)系維修檢查螺桿）（分析正確得3分，措施可行得2分）。4.機(jī)器人程序（5分）：偽代碼示例：```初始化位置（Home）→移動(dòng)至取料位（X1,Y1,Z1）→夾爪閉合（抓取袋料）→移動(dòng)至托盤一層位置（X2,Y2,Z2）→夾爪松開→重復(fù)9次完成一層→Z軸升高袋料高度（+50mm）→完成5層后返回Home（邏輯清晰得5分，步驟缺失扣1-3分）。```任務(wù)2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.試樣制備（5分）：拉伸試樣尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)（誤差±0.2mm），標(biāo)距標(biāo)記清晰；ILSS試樣跨厚比5:1（跨距10mm=5×2mm厚度）（尺寸合格得5分，超差扣2-3分）。2.拉伸測(cè)試（5分）：正確設(shè)置加載速率（2mm/min），正確操作引伸計(jì)（標(biāo)距50mm），完整記錄應(yīng)力-應(yīng)變曲線（操作規(guī)范得5分，速率錯(cuò)誤扣3分，未記錄曲線扣2分）。3.ILSS計(jì)算（5分）：正確代入公式（如F=300N，b=6mm，h=