家具材料學(xué)與應(yīng)用考試題目及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪種材料通常被認(rèn)為是天然纖維材料？（）A.金屬鋁B.工程塑料C.木材D.合成橡膠2.指木材細(xì)胞壁中木素含量較高的部分，通常是木材最堅(jiān)硬、強(qiáng)度最高的部分？（）A.軸向薄壁組織B.韌皮C.導(dǎo)管D.軸向管胞3.在人造板中，使用脲醛樹脂膠粘劑生產(chǎn)的板，其環(huán)保性能相對較差，主要是因?yàn)?？（）A.水分含量高B.易燃性強(qiáng)C.含有甲醛釋放D.耐磨性差4.下列哪種塑料常用于制作要求透明度很高且耐沖擊的家具部件？（）A.HDPEB.PMMAC.PBTD.ABS5.家具用鋼材進(jìn)行熱處理的主要目的是？（）A.提高耐腐蝕性B.調(diào)節(jié)密度C.改善切削加工性能D.提高強(qiáng)度和硬度6.下列哪種石材因其硬度較高、耐磨性好，常被用作家具臺(tái)面？（）A.大理石B.花崗巖C.石英石D.瑪瑙7.竹材在干燥過程中容易發(fā)生翹曲、開裂，其主要原因是？（）A.紋理方向不均勻B.含水率變化不均C.密度過高D.纖維長度短8.下列哪種材料屬于天然礦物材料？（）A.皮革B.亞克力C.石膏D.橡膠9.評價(jià)木材耐久性的指標(biāo)通常不包括？（）A.抗彎強(qiáng)度B.抗腐性C.吸濕性D.耐久等級10.家具材料的環(huán)境友好性評價(jià)中，重要的環(huán)境指標(biāo)之一是？（）A.阻燃等級B.甲醛釋放量C.顏色深度D.導(dǎo)熱系數(shù)二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上。）1.木材的主要化學(xué)成分包括纖維素、______和______。2.人造板材按膠粘劑不同可分為膠合板、刨花板、______和______。3.塑料的主要缺點(diǎn)包括易老化、易燃性、與某些材料相容性差以及可能含有______物質(zhì)。4.金屬家具表面處理最常用的方法是噴漆和______。5.石材根據(jù)地質(zhì)形成過程可分為巖漿巖、______和______。6.竹材的強(qiáng)度性質(zhì)在生長季節(jié)的早材和晚材中存在明顯差異，通常______的強(qiáng)度更高。7.木材的干縮濕脹是指木材含水率變化時(shí)，其尺寸發(fā)生改變的現(xiàn)象，干縮主要發(fā)生在______方向。8.評價(jià)玻璃材料性能的重要指標(biāo)有透明度、硬度、______和耐熱性。9.木材的強(qiáng)度等級是根據(jù)其______和抗彎強(qiáng)度來劃分的。10.竹材和木材在宏觀構(gòu)造上相似，都具有______、管胞、木射線等基本組織。三、判斷題（每小題2分，共20分。請將判斷結(jié)果（正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.木材的密度是指單位體積木材的質(zhì)量，通常密度越大的木材越重、越硬。（）2.膠合板由于是多層薄木片膠合而成，因此其強(qiáng)度和耐久性一定優(yōu)于實(shí)木。（）3.ABS塑料具有良好的耐熱性、耐沖擊性和易于加工成型等特點(diǎn)。（）4.花崗巖屬于酸性巖漿巖，其耐久性好，但易被酸腐蝕。（）5.木材的順紋抗壓強(qiáng)度總是大于其橫紋抗壓強(qiáng)度。（）6.石膏板是一種輕質(zhì)、隔音、防火性能良好的人造板材。（）7.竹材的力學(xué)性能具有各向異性，順紋強(qiáng)度遠(yuǎn)高于橫紋強(qiáng)度。（）8.金屬家具的主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐久性好、易于加工，但缺點(diǎn)是自重較大、價(jià)格相對較高。（）9.環(huán)氧樹脂涂料主要用于金屬家具的表面裝飾，具有耐腐蝕、耐候性好等特點(diǎn)。（）10.木材的含水率是指木材中水分的重量占木材干燥重量的百分比。（）四、名詞解釋（每小題4分，共20分。）1.木材干縮濕脹2.甲醛釋放量3.耐候性4.玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)5.木材的強(qiáng)度等級五、簡答題（每小題6分，共30分。）1.簡述木材物理性質(zhì)（含水率、干縮濕脹、密度）對家具制作的影響。2.與實(shí)木相比，膠合板具有哪些主要優(yōu)缺點(diǎn)？3.闡述塑料在家具制造中的主要應(yīng)用形式及其原因。4.簡述金屬在家具中常用的表面處理方法及其作用。5.為什么說選擇家具材料時(shí)需要綜合考慮美觀、功能、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等因素？六、論述題（10分。）結(jié)合具體材料實(shí)例，論述家具材料的選擇對家具的實(shí)用性、耐用性及環(huán)保性能的影響。試卷答案一、選擇題1.C解析：木材主要來源于植物，是天然纖維材料。金屬鋁是金屬材料，工程塑料是合成材料，合成橡膠也是合成材料。2.D解析：木材細(xì)胞壁由纖維素、半纖維素和木素組成。木素是具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜有機(jī)化合物，含量越高，材料越硬、強(qiáng)度越高，主要存在于導(dǎo)管和管胞的細(xì)胞壁，特別是厚壁組織。3.C解析：脲醛樹脂膠粘劑是甲醛的聚合物，在人造板生產(chǎn)過程中會(huì)殘留甲醛。甲醛是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，具有刺激性氣味，對人體健康有害，因此含有甲醛釋放是人造板（特別是用脲醛樹脂膠粘的）的主要環(huán)保問題。4.B解析：PMMA是聚甲基丙烯酸甲酯的縮寫，俗稱亞克力或有機(jī)玻璃。它具有高度的透明性、良好的耐候性和一定的耐沖擊性，常用于制作透明或有色家具部件。5.D解析：熱處理（如淬火、回火）可以改變金屬材料內(nèi)部的晶相結(jié)構(gòu)和組織，從而顯著提高其強(qiáng)度和硬度，滿足家具對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。6.C解析：石英石是人造石材，主要成分是石英，硬度高（莫氏硬度7），耐磨性好，耐刮擦，且具有較好的美觀度，因此常被用作家具臺(tái)面?；◢弾r硬度也高，但相對石英石，耐磨性稍遜，且成本和重量通常更大。7.B解析：竹材是由竹節(jié)間的竹稈構(gòu)成，其含水率在干燥過程中容易發(fā)生不均勻變化，導(dǎo)致不同部位收縮率不同，從而引起翹曲、開裂等問題。8.C解析：石膏是天然礦物，主要成分為二水硫酸鈣。皮革是天然動(dòng)物皮膚加工而成，亞克力是人造塑料，橡膠有天然和合成之分，但都屬于高分子材料。9.A解析：木材的耐久性是指抵抗生物（如真菌、昆蟲）和化學(xué)侵蝕的能力，通常用抗腐性、耐久等級來評價(jià)。吸濕性是木材物理性質(zhì)，與耐久性無直接關(guān)系。抗彎強(qiáng)度是力學(xué)性質(zhì)。10.B解析：在家具材料的環(huán)境友好性評價(jià)中，甲醛釋放量是重要的健康相關(guān)指標(biāo)，因?yàn)榧兹θ梭w有潛在危害，尤其在室內(nèi)環(huán)境中。二、填空題1.半纖維素木素解析：木材的主要化學(xué)成分按含量多少排序?yàn)槔w維素、半纖維素和木素。2.細(xì)木工板中密度纖維板解析：這是按膠粘劑和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類的人造板材主要種類。3.有害解析：許多塑料在生產(chǎn)過程中會(huì)添加增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑等助劑，其中一些可能對環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在危害。4.電鍍解析：噴漆和電鍍都是金屬家具常用的表面處理方法，電鍍能顯著提高金屬件的耐腐蝕性和外觀。5.沉積巖噴出巖解析：這是按地質(zhì)形成過程分類的三大類巖石。6.晚材解析：木材的晚材通常比早材木質(zhì)化程度更高，導(dǎo)管和管胞壁更厚，因此強(qiáng)度也更高。7.縱向解析：木材的干縮濕脹主要發(fā)生在與紋理方向垂直的橫向（徑向和弦向），其中弦向干縮最大，徑向次之，縱向（順紋）方向最小，甚至可以忽略不計(jì)。8.耐熱性解析：除了透明度、硬度外，耐熱性也是評價(jià)玻璃性能的重要指標(biāo)，關(guān)系到玻璃在實(shí)際使用中的穩(wěn)定性和安全性。9.抗彎強(qiáng)度解析：木材的強(qiáng)度等級國家標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T4897）主要依據(jù)木材的抗彎強(qiáng)度和彈性模量來劃分。10.管胞解析：竹材和木材都具有管狀細(xì)胞作為主要結(jié)構(gòu)單元，這些細(xì)胞在植物中主要起輸導(dǎo)和支持作用。三、判斷題1.√解析：木材密度與其單位體積的質(zhì)量直接相關(guān)，是衡量木材重量和密實(shí)程度的基本物理量，通常硬質(zhì)木材密度較大。2.×解析：膠合板性能是否優(yōu)于實(shí)木取決于具體應(yīng)用和木材種類。優(yōu)質(zhì)的實(shí)木在強(qiáng)度、紋理美觀性上可能優(yōu)于質(zhì)量一般的膠合板，且實(shí)木更環(huán)保（若來源可持續(xù)）。膠合板則能利用邊角料，性能均勻，但存在膠粘劑帶來的環(huán)保問題。3.√解析：ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）是一種常見的熱塑性塑料，具有良好的綜合力學(xué)性能（包括沖擊強(qiáng)度）、易加工性和表面光澤度，廣泛應(yīng)用于家具制造。4.√解析：花崗巖屬于酸性巖漿巖，其主要礦物成分石英、長石硬度高，結(jié)構(gòu)致密，因此耐久性好。但其主要成分碳酸鈣會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)，所以易被酸腐蝕。5.√解析：木材的力學(xué)性質(zhì)具有明顯的各向異性。順紋方向是纖維方向，承載能力強(qiáng)；橫紋方向垂直于纖維，承載能力弱。因此，順紋抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于橫紋抗壓強(qiáng)度。6.√解析：石膏板是以石膏為主要原料，摻加適量添加劑，經(jīng)混練、成型、干燥而成。它具有重量輕、防火性能好（不燃）、隔音保溫、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，是常用的內(nèi)墻裝飾材料，也可用于家具。7.√解析：竹材的纖維主要沿竹稈縱向排列，其力學(xué)強(qiáng)度也主要表現(xiàn)為沿紋理方向的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于垂直于紋理方向（橫紋）的強(qiáng)度。8.√解析：金屬（如鋼、鋁合金）家具的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐久性好、易于批量生產(chǎn)和造型設(shè)計(jì)；缺點(diǎn)是密度大導(dǎo)致自重較大，可能需要復(fù)雜的連接和支撐結(jié)構(gòu)，且部分金屬（如鐵）容易銹蝕（需表面處理），價(jià)格相對較高。9.√解析：環(huán)氧樹脂涂料具有優(yōu)異的附著力、耐化學(xué)腐蝕性、耐候性和硬度，廣泛用于金屬（包括家具）的表面保護(hù)和裝飾。10.√解析：含水率是木材物理性質(zhì)的重要指標(biāo)，定義就是指木材中水分的重量占木材干燥重量的百分比。四、名詞解釋1.木材干縮濕脹：木材的含水率降低時(shí)，體積縮小的現(xiàn)象稱為干縮；含水率升高時(shí)，體積膨脹的現(xiàn)象稱為濕脹。這是木材的一種物理性質(zhì)，主要發(fā)生在與紋理方向垂直的橫向。2.甲醛釋放量：指家具、室內(nèi)裝飾材料中甲醛等揮發(fā)性有機(jī)化合物向周圍環(huán)境釋放的速率或總量，是評價(jià)材料室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要環(huán)保指標(biāo)。3.耐候性：指材料在自然環(huán)境（如日曬、雨淋、溫度變化、濕度變化等）作用下，其性能（如顏色、光澤、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等）保持穩(wěn)定，不易老化的能力。4.玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)：以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂（如不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等）作為基體材料，通過復(fù)合工藝制成的復(fù)合材料。它具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)。5.木材的強(qiáng)度等級：根據(jù)木材的抗彎強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)將其劃分的等級。等級越高，表示木材的承載能力越強(qiáng)。五、簡答題1.答：木材含水率影響其尺寸穩(wěn)定性和加工性能。含水率過高或過低都會(huì)導(dǎo)致干縮濕脹，引起家具翹曲、開裂、變形，影響精度和美觀。密度影響木材的重量、強(qiáng)度和雕刻性能。高密度木材通常更重、強(qiáng)度更高，但加工難度可能更大。這些物理性質(zhì)都直接關(guān)系到家具的設(shè)計(jì)、加工工藝、結(jié)構(gòu)連接和最終成品的質(zhì)量和耐用性。2.答：優(yōu)點(diǎn)：①材料利用率高，可使用邊角廢料；②性能均勻穩(wěn)定，可避免實(shí)木的節(jié)疤、蟲蛀等缺陷；③尺寸精確，易于批量生產(chǎn)；④可以根據(jù)需要調(diào)整板材的厚度、密度和性能。缺點(diǎn)：①可能存在甲醛等有害物質(zhì)釋放問題（取決于膠粘劑）；②相對于優(yōu)質(zhì)實(shí)木，可能缺乏自然紋理的美感和獨(dú)特性；③某些人造板的耐久性（如耐腐性）可能不如優(yōu)質(zhì)實(shí)木。3.答：塑料在家具制造中的主要應(yīng)用形式包括：①人造板基材（如刨花板、中密度纖維板）；②塑料薄膜或片材（如PVC、PE，用于包裹、裝飾）；③塑料管材（如PVC管，用于連接、結(jié)構(gòu)支撐）；④注塑或吹塑成型部件（如塑料椅盆、垃圾桶、儲(chǔ)物盒等）。塑料被廣泛應(yīng)用是因?yàn)槠鋪碓磸V泛（可合成）、價(jià)格相對低廉、加工成型方便、色彩多樣、具有一定的耐用性和防水性等優(yōu)點(diǎn)。4.答：金屬在家具中常用的表面處理方法有：①噴漆：可以在金屬表面形成一層保護(hù)膜和裝飾層，提高耐腐蝕性、耐磨性和美觀度；②電鍍：在金屬表面鍍上一層其他金屬（如鎳、鉻、鋅等），以提高耐腐蝕性、改善外觀色澤和光澤；③噴塑/粉末涂層：將粉末狀涂料靜電吸附在金屬表面，經(jīng)高溫固化形成堅(jiān)硬耐久的涂層；④烤漆：將液體涂料噴涂后烘烤固化，涂層附著力強(qiáng)、耐候性好。這些處理方法的主要作用是保護(hù)金屬基材免受腐蝕、磨損和環(huán)境侵蝕，同時(shí)提升家具的外觀效果和使用壽命。5.答：選擇家具材料時(shí)需要綜合考慮：①美觀：材料的外觀（顏色、紋理、光澤）需與家具設(shè)計(jì)風(fēng)格、使用環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿足審美要求；②功能：材料需滿足家具的使用功能，如桌面的耐磨耐刮、坐面的舒適透氣、儲(chǔ)物空間的密封性等；③經(jīng)濟(jì)：考慮材料的成本（材料費(fèi)、加工費(fèi)）、使用壽命（耐久性）以及維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，追求性價(jià)比；④環(huán)保：關(guān)注材料的環(huán)保性能，如是否含有害物質(zhì)（甲醛、重金屬等）、是否可回收利用、生產(chǎn)過程是否污染環(huán)境等，選擇綠色環(huán)保材料，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。六、論述題答：家具材料的選擇對家具的實(shí)用性、耐用性及環(huán)保性能有深刻影響。實(shí)用性方面，材料直接影響家具的功能和用戶體驗(yàn)。例如，選擇密度高、硬度大的木材或石材作桌面，能提供足夠的承重能力和耐磨性，滿足實(shí)用需求；選擇彈性好、舒適的材料（如乳膠、海綿）作坐墊，則直接影響椅子的舒適度。選擇防水、防油的塑料或涂層材料作廚房家具，能更好地適應(yīng)使用環(huán)境。材料的選擇決定了家具的基本性能是否滿足使用目的。耐用性方面，材料本身的物理力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、耐沖擊性、耐磨損性）和耐久性（抗腐性、耐老化、尺寸穩(wěn)定性）是決定家具壽命的關(guān)鍵。例如，使用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐腐蝕的金屬（如不銹鋼）和木材（如硬質(zhì)木材）制作家具框架，能保證家具的長期穩(wěn)固使用；而選擇耐候性差的材料在戶外使用，則容易損壞。表面處理工藝（如良好的油漆、電鍍層）也