高端陶瓷基復(fù)合材料制備技師（中級(jí)）考試試卷及答案一、填空題（共10題，每題1分，共10分）1.陶瓷基復(fù)合材料常用增強(qiáng)體纖維包括碳化硅纖維、______纖維和碳纖維。2.化學(xué)氣相滲透工藝的英文縮寫(xiě)是______。3.陶瓷基復(fù)合材料界面相常用材料有氮化硼（BN）和______。4.陶瓷燒結(jié)常見(jiàn)助劑有氧化釔（Y?O?）和______。5.阿基米德法測(cè)密度需測(cè)干重、______和飽和重。6.陶瓷基復(fù)合材料孔隙分為開(kāi)孔隙和______。7.增強(qiáng)體與基體的______系數(shù)匹配是降低熱應(yīng)力的關(guān)鍵。8.反應(yīng)熔滲工藝英文縮寫(xiě)是______。9.陶瓷基復(fù)合材料相比單一陶瓷的顯著優(yōu)勢(shì)是提高_(dá)_____。10.分析陶瓷物相的常用方法是______衍射（XRD）。二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.下列不屬于陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)體的是：A.碳化硅纖維B.玻璃纖維C.氧化鋁纖維D.鎢纖維2.CVI制備SiC基體的常用反應(yīng)氣體是：A.CH?+O?B.SiCl?+H?+CH?C.N?+H?D.Ar+O?3.PIP工藝中聚合物前驅(qū)體裂解產(chǎn)物通常是：A.有機(jī)樹(shù)脂B.陶瓷相C.金屬相D.玻璃相4.陶瓷基復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度應(yīng)控制在：A.越強(qiáng)越好B.越弱越好C.適中范圍D.無(wú)要求5.適合制備復(fù)雜形狀陶瓷基復(fù)合材料的工藝是：A.熱壓燒結(jié)B.反應(yīng)熔滲C.CVDD.等離子噴涂6.陶瓷基復(fù)合材料熱導(dǎo)率主要由哪種組分決定？A.基體B.增強(qiáng)體C.界面相D.孔隙7.檢測(cè)內(nèi)部缺陷的無(wú)損方法是：A.拉伸試驗(yàn)B.硬度測(cè)試C.超聲檢測(cè)D.熱重分析8.抗氧化性能最好的陶瓷基體是：A.Al?O?B.SiCC.Si?N?D.ZrO?9.纖維表面涂覆界面相的主要目的是：A.提高纖維強(qiáng)度B.防止纖維與基體反應(yīng)C.增加基體密度D.降成本10.反應(yīng)熔滲常用熔滲劑是：A.金屬鋁B.金屬銅C.陶瓷粉末D.聚合物三、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)體類型包括：A.連續(xù)纖維B.晶須C.顆粒D.金屬片2.常用陶瓷基體材料有：A.SiCB.Al?O?C.Si?N?D.環(huán)氧樹(shù)脂3.界面設(shè)計(jì)目的包括：A.改善相容性B.提高斷裂韌性C.降低熱應(yīng)力D.增加孔隙率4.陶瓷基復(fù)合材料制備工藝有：A.CVIB.PIPC.RID.注射成型5.影響性能的因素包括：A.增強(qiáng)體含量B.界面強(qiáng)度C.孔隙率D.燒結(jié)溫度6.增強(qiáng)體表面改性方法有：A.涂覆界面相B.化學(xué)接枝C.等離子處理D.熱氧化7.主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：A.航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件B.切削刀具C.生物醫(yī)用材料D.建筑陶瓷8.孔隙的危害包括：A.降低強(qiáng)度B.增加熱導(dǎo)率C.降低抗氧化性D.提高韌性9.熱壓燒結(jié)特點(diǎn)是：A.致密化高B.適合復(fù)雜形狀C.周期短D.成本低10.性能表征項(xiàng)目包括：A.密度B.斷裂韌性C.熱膨脹系數(shù)D.拉伸強(qiáng)度四、判斷題（共10題，每題2分，共20分）1.陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)體只能是連續(xù)纖維。（）2.PIP工藝制備的復(fù)合材料孔隙率低。（）3.界面相必須與纖維、基體完全化學(xué)相容。（）4.反應(yīng)熔滲中熔滲劑與預(yù)成型體反應(yīng)生成基體。（）5.陶瓷基復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)低于單一陶瓷基體。（）6.XRD可定量分析物相含量。（）7.玻璃纖維可作為陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)體。（）8.陶瓷基復(fù)合材料斷裂韌性比單一陶瓷高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。（）9.熱壓燒結(jié)壓力有助于提高致密化程度。（）10.聚合物前驅(qū)體裂解溫度低于1000℃。（）五、簡(jiǎn)答題（共4題，每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述陶瓷基復(fù)合材料界面設(shè)計(jì)的基本原則。2.列舉三種常見(jiàn)制備工藝并說(shuō)明核心特點(diǎn)。3.說(shuō)明陶瓷基復(fù)合材料中孔隙的主要來(lái)源及影響。4.簡(jiǎn)述增強(qiáng)體表面改性的常用方法及作用。六、討論題（共2題，每題5分，共10分）1.分析陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片應(yīng)用中的主要挑戰(zhàn)及解決思路。2.對(duì)比CVI、PIP、RI三種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。---答案部分一、填空題答案1.氧化鋁（Al?O?）2.CVI3.碳化硅（SiC）4.氧化鋁（Al?O?）5.浮重6.閉孔隙7.熱膨脹8.RI9.斷裂韌性（韌性）10.X射線二、單項(xiàng)選擇題答案1.B2.B3.B4.C5.B6.B7.C8.A9.B10.A三、多項(xiàng)選擇題答案1.ABC2.ABC3.ABC4.ABC5.ABCD6.ABCD7.ABC8.AC9.AC10.ABCD四、判斷題答案1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.√10.×五、簡(jiǎn)答題答案1.界面設(shè)計(jì)原則：①相容性：界面相與纖維、基體部分相容，避免強(qiáng)反應(yīng)侵蝕纖維；②結(jié)合強(qiáng)度適中：過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致脆性斷裂，過(guò)弱無(wú)法傳遞載荷；③熱膨脹匹配：減少制備/使用中的熱應(yīng)力開(kāi)裂；④化學(xué)穩(wěn)定：界面相在工作環(huán)境下不分解、不反應(yīng)。2.三種工藝特點(diǎn)：①CVI：化學(xué)氣相滲透，氣體擴(kuò)散填充孔隙，純度高、形狀復(fù)雜，但周期長(zhǎng)；②PIP：聚合物浸漬裂解，操作簡(jiǎn)單、成本低，但孔隙率高，需多次浸漬；③RI：反應(yīng)熔滲，熔滲劑與預(yù)成型體反應(yīng)生成基體，致密化好、效率高，但反應(yīng)難控。3.孔隙來(lái)源及影響：來(lái)源：①工藝：CVI擴(kuò)散不足、PIP裂解收縮、熱壓壓力不足；②原料：顆粒團(tuán)聚、纖維排列不均；③加工：切削鉆孔引入。影響：降低強(qiáng)度、熱導(dǎo)率，增加抗氧化性下降風(fēng)險(xiǎn)，過(guò)多孔隙會(huì)降低斷裂韌性。4.表面改性方法及作用：①涂覆BN/SiC界面相：防止纖維與基體反應(yīng)；②等離子處理：改善表面活性，增強(qiáng)結(jié)合；③化學(xué)接枝：引入官能團(tuán)，提高相容性；④熱氧化：形成氧化層，調(diào)節(jié)結(jié)合強(qiáng)度。作用：優(yōu)化界面結(jié)合，保護(hù)纖維，提升復(fù)合材料性能。六、討論題答案1.渦輪葉片應(yīng)用挑戰(zhàn)及解決思路：挑戰(zhàn)：①高溫抗氧化（>1200℃，SiC基體易氧化）；②熱循環(huán)疲勞（溫差大易開(kāi)裂）；③界面穩(wěn)定性（高溫下界面相分解）。解決思路：①涂覆YSZ抗氧化涂層；②采用多層BN/SiC界面相；③設(shè)計(jì)梯度復(fù)合材料（表面抗氧化，內(nèi)部增強(qiáng)韌性）。2.三種工藝對(duì)比：①CVI：