2025年大學(xué)大三（復(fù)合材料）材料性能測(cè)試試題及解析

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.復(fù)合材料中增強(qiáng)相的主要作用是A.提高基體的強(qiáng)度B.提高復(fù)合材料的韌性C.承受載荷并提高復(fù)合材料的性能D.降低復(fù)合材料的成本2.下列哪種測(cè)試方法可用于測(cè)定復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度A.硬度測(cè)試B.沖擊測(cè)試C.萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試D.熱重分析3.復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)其性能有重要影響，界面結(jié)合過(guò)強(qiáng)可能導(dǎo)致A.復(fù)合材料性能均勻提高B.復(fù)合材料韌性增加C.復(fù)合材料出現(xiàn)脆性斷裂D.復(fù)合材料成本降低4.以下哪種不屬于復(fù)合材料性能測(cè)試中的力學(xué)性能測(cè)試A.壓縮強(qiáng)度測(cè)試B.彎曲模量測(cè)試C.電導(dǎo)率測(cè)試D.剪切強(qiáng)度測(cè)試5.對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維的排列方式會(huì)影響其A.顏色B.密度C.性能的各向異性D.熱膨脹系數(shù)6.測(cè)定復(fù)合材料的疲勞性能通常采用A.拉伸試驗(yàn)B.疲勞試驗(yàn)C.硬度試驗(yàn)D.摩擦磨損試驗(yàn)7.復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)與以下哪些因素有關(guān)A.基體材料的熱膨脹系數(shù)B.增強(qiáng)相的熱膨脹系數(shù)C.兩者的體積分?jǐn)?shù)及界面結(jié)合情況D.以上都是8.下列哪種材料可作為復(fù)合材料的基體材料A.陶瓷B.玻璃纖維C.碳纖維D.鋁合金9.評(píng)估復(fù)合材料的耐化學(xué)腐蝕性需要進(jìn)行A.化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試B.力學(xué)性能測(cè)試C.熱性能測(cè)試D.光學(xué)性能測(cè)試10.復(fù)合材料的硬度測(cè)試可采用A.洛氏硬度測(cè)試B.布氏硬度測(cè)試C.維氏硬度測(cè)試D.以上都可以11.復(fù)合材料的界面設(shè)計(jì)目的不包括A.提高界面結(jié)合強(qiáng)度B.改善復(fù)合材料的性能C.降低復(fù)合材料的成本D.防止界面反應(yīng)12.測(cè)試復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能可采用A.動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析B.差示掃描量熱法C.熱重分析D.紅外光譜分析13.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的纖維體積分?jǐn)?shù)增加時(shí)，其強(qiáng)度和模量通常會(huì)A.降低B.不變C.先降低后增加D.增加14.以下哪種測(cè)試方法可用于分析復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)A.掃描電子顯微鏡B.能譜分析C.X射線衍射分析D.以上都是15.復(fù)合材料的吸濕性能會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生影響，通常通過(guò)什么方法測(cè)試吸濕率A.重量法B.容量法C.比色法D.電位滴定法16.復(fù)合材料的耐磨損性能測(cè)試可采用A.摩擦磨損試驗(yàn)B.疲勞試驗(yàn)C.拉伸試驗(yàn)D.壓縮試驗(yàn)17.對(duì)于層合復(fù)合材料，層間剪切強(qiáng)度測(cè)試的重要性在于A.反映層間結(jié)合的牢固程度B.確定復(fù)合材料的彈性模量C.評(píng)估復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性D.分析復(fù)合材料的化學(xué)組成18.復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能與A.基體和增強(qiáng)相的導(dǎo)熱性能有關(guān)B.復(fù)合材料的密度有關(guān)C.復(fù)合材料的顏色有關(guān)D.復(fù)合材料的制備工藝無(wú)關(guān)19.測(cè)試復(fù)合材料的聲學(xué)性能可采用A.聲速測(cè)量B.硬度測(cè)試C.熱膨脹系數(shù)測(cè)試D.拉伸強(qiáng)度測(cè)試20.復(fù)合材料的光學(xué)性能包括A.透明度、光澤度等B.硬度、韌性等C.熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)等D.耐腐蝕性、耐磨損性等第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，共10分。請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫正確答案。1.復(fù)合材料由______、______和______三部分組成。2.復(fù)合材料性能測(cè)試的主要目的是______、______和______。3.復(fù)合材料的界面結(jié)合類型有______、______和______。4.常用的復(fù)合材料性能測(cè)試方法包括______、______、______等。5.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，纖維的______、______和______對(duì)復(fù)合材料性能有顯著影響。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分，共20分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述復(fù)合材料拉伸性能測(cè)試的原理及意義。2.說(shuō)明復(fù)合材料界面設(shè)計(jì)的原則。3.列舉幾種常見的復(fù)合材料硬度測(cè)試方法及其特點(diǎn)。（三）論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題，共15分。論述復(fù)合材料熱膨脹性能的影響因素及控制方法。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：現(xiàn)有一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，在進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)其拉伸強(qiáng)度低于預(yù)期。經(jīng)過(guò)微觀結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)纖維與基體之間的界面結(jié)合較弱，存在較多孔隙。問(wèn)題：分析導(dǎo)致該復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度低的原因，并提出改進(jìn)措施。（五）設(shè)計(jì)題（共5分）答題要求：設(shè)計(jì)一種用于測(cè)試復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方案。答案：第I卷答案：1.C2.C3.C4.C5.C6.B7.D8.A9.A10.D11.C12.A13.D14.D15.A16.A17.A18.A19.A20.A第II卷答案：（一）：1.基體、增強(qiáng)相、界面2.評(píng)估材料性能、指導(dǎo)材料設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制3.機(jī)械結(jié)合、物理吸附、化學(xué)結(jié)合4.力學(xué)性能測(cè)試、熱性能測(cè)試、微觀結(jié)構(gòu)分析5.種類、含量、排列方式（二）：1.拉伸性能測(cè)試原理是對(duì)復(fù)合材料施加軸向拉力直至破壞，測(cè)定其應(yīng)力和應(yīng)變。意義在于了解復(fù)合材料承受拉伸載荷的能力，為材料的應(yīng)用和設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。2.界面設(shè)計(jì)原則包括：使界面結(jié)合強(qiáng)度適中，既能有效傳遞載荷又不致過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致脆性；界面具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，防止界面反應(yīng)；界面應(yīng)能改善復(fù)合材料的綜合性能。3.洛氏硬度測(cè)試簡(jiǎn)便快速，適用于較硬材料；布氏硬度測(cè)試結(jié)果較準(zhǔn)確，但不適合太薄或太硬材料；維氏硬度測(cè)試精度高，可用于各種材料和微小區(qū)域。（三）：復(fù)合材料熱膨脹性能影響因素：基體和增強(qiáng)相的熱膨脹系數(shù)，兩者熱膨脹系數(shù)差異會(huì)影響復(fù)合材料整體熱膨脹；纖維體積分?jǐn)?shù)，其變化影響復(fù)合材料熱膨脹；界面結(jié)合情況，結(jié)合緊密程度影響熱膨脹?？刂品椒ǎ哼x擇熱膨脹系數(shù)匹配的基體和增強(qiáng)相；優(yōu)化纖維體積分?jǐn)?shù)；改善界面結(jié)合強(qiáng)度，通過(guò)表面處理等方式使界面結(jié)合適中。（四）：原因：纖維與基體界面結(jié)合弱，無(wú)法有效傳遞載荷，導(dǎo)致復(fù)合材料受力時(shí)纖維易拔出或脫粘；存在較多孔隙，降低了復(fù)合材料的有效承載面積，使應(yīng)力集中，易引發(fā)裂紋擴(kuò)展。改進(jìn)措施：對(duì)纖維進(jìn)行表面處理，增強(qiáng)與基體的結(jié)合力；優(yōu)化復(fù)