2025年大學(xué)第四學(xué)年（復(fù)合材料與工程）復(fù)合材料制備綜合測(cè)試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分，每題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。不能答在試卷上。)1.以下哪種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，纖維與基體界面結(jié)合強(qiáng)度適中對(duì)性能最為有利？（）A.過(guò)高結(jié)合強(qiáng)度B.過(guò)低結(jié)合強(qiáng)度C.適中結(jié)合強(qiáng)度D.結(jié)合強(qiáng)度與性能無(wú)關(guān)2.在復(fù)合材料制備過(guò)程中，對(duì)于熱塑性基體，以下哪種成型方法不適用？（）A.模壓成型B.注射成型C.拉擠成型D.反應(yīng)注射成型3.制備顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，顆粒的粒徑對(duì)復(fù)合材料性能有重要影響，一般來(lái)說(shuō)，粒徑增大，復(fù)合材料的（）。A.強(qiáng)度提高B.韌性提高C.硬度降低D.耐磨性降低4.對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維的排列方式對(duì)其性能影響很大，以下哪種排列方式能使復(fù)合材料在各個(gè)方向上性能較為均勻？（）A.單向排列B.正交排列C.隨機(jī)排列D.層狀排列5.在復(fù)合材料界面設(shè)計(jì)中，引入界面相容劑的主要目的是（）。A.提高界面結(jié)合強(qiáng)度B.降低界面結(jié)合強(qiáng)度C.改變基體性能D.改變纖維性能6.以下哪種材料不屬于復(fù)合材料制備中常用的基體材料？（）A.金屬B.陶瓷C.玻璃D.石墨烯7.制備復(fù)合材料時(shí)，混合工藝的選擇對(duì)復(fù)合材料性能有顯著影響，以下哪種混合工藝能使物料混合最均勻？（）A.機(jī)械攪拌B.超聲分散C.高速剪切D.球磨8.在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，纖維的表面處理可以改善其與基體的結(jié)合，以下哪種表面處理方法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變纖維表面性質(zhì)？（）A.涂層處理B.氧化處理C.等離子體處理D.熱處理9.對(duì)于復(fù)合材料的性能測(cè)試，拉伸試驗(yàn)主要用于測(cè)定復(fù)合材料的（）。A.硬度B.韌性C.強(qiáng)度和模量D.疲勞性能10.在制備復(fù)合材料的過(guò)程中，工藝參數(shù)的控制至關(guān)重要，以下哪個(gè)參數(shù)對(duì)熱壓成型復(fù)合材料的性能影響最?。浚ǎ〢.溫度B.壓力C.保壓時(shí)間D.模具顏色第II卷（非選擇題共70分）11.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述復(fù)合材料的定義及主要優(yōu)點(diǎn)。(10分)12.論述題：闡述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中纖維長(zhǎng)度對(duì)復(fù)合材料性能的影響機(jī)制。(15分)13.材料分析題：給出一種復(fù)合材料的制備工藝及性能數(shù)據(jù)，分析工藝參數(shù)對(duì)性能的影響，并提出改進(jìn)建議。(20分)材料：某復(fù)合材料采用熱壓成型工藝制備，工藝參數(shù)為溫度150℃，壓力10MPa，保壓時(shí)間2h。復(fù)合材料性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度300MPa，斷裂伸長(zhǎng)率2%。現(xiàn)改變工藝參數(shù)為溫度180℃，壓力12MPa，保壓時(shí)間3h，測(cè)試后拉伸強(qiáng)度為350MPa，斷裂伸長(zhǎng)率3%。14.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)研究顆粒含量對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料性能的影響。(15分)15.案例分析題：分析某航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的復(fù)合材料部件失效案例，提出預(yù)防措施。(20分)案例：某飛機(jī)機(jī)翼采用復(fù)合材料制造，在一次飛行過(guò)程中，機(jī)翼出現(xiàn)局部開(kāi)裂現(xiàn)象，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是復(fù)合材料內(nèi)部存在缺陷導(dǎo)致。答案：1.C2.D3.C4.C5.A6.D7.B8.B9.C10.D11.復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。優(yōu)點(diǎn)包括比強(qiáng)度和比模量高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、減震性好等。12.纖維長(zhǎng)度較小時(shí)，纖維與基體的界面結(jié)合面積小，承載能力有限，復(fù)合材料強(qiáng)度較低。隨著纖維長(zhǎng)度增加，纖維承載能力提高，復(fù)合材料強(qiáng)度增大。當(dāng)纖維長(zhǎng)度達(dá)到臨界長(zhǎng)度后，繼續(xù)增加纖維長(zhǎng)度對(duì)強(qiáng)度影響不大，但可提高復(fù)合材料的韌性等性能，因?yàn)楦L(zhǎng)的纖維能更好地阻礙裂紋擴(kuò)展。13.原工藝參數(shù)下復(fù)合材料有一定強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。提高溫度、壓力和保壓時(shí)間后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均提高。說(shuō)明適當(dāng)提高工藝參數(shù)能促進(jìn)材料致密化，增強(qiáng)界面結(jié)合，從而提高性能。改進(jìn)建議可進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)范圍，研究不同參數(shù)組合對(duì)性能的影響，找到最佳工藝條件。14.準(zhǔn)備不同顆粒含量（如5%、10%、15%、20%等）的原料，采用相同的基體材料和制備工藝（如攪拌混合、模壓成型），控制其他條件相同。制備出不同顆粒含量的復(fù)合材料試樣，進(jìn)行性能測(cè)試（如拉伸、硬度等）記錄數(shù)據(jù)，分析顆粒含量與復(fù)合材料性能之間的關(guān)系。15.失效原因可能是原材