2025年大學材料科學與工程（復合材料與工程）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題給出的選項中，只有一項符合題目要求)1.復合材料的性能特點不包括以下哪一項？（）A.比強度和比模量高B.良好的高溫性能C.各向同性D.良好的化學穩(wěn)定性2.以下哪種材料不屬于復合材料的基體材料？（）A.樹脂B.金屬C.陶瓷D.碳纖維3.復合材料增強體的主要作用是（）。A.傳遞載荷B.改善基體性能C.提高復合材料的強度和模量D.降低成本4.玻璃纖維增強塑料中，玻璃纖維的作用是（）。A.增加韌性B.提高強度C.降低密度D.提高透明度5.碳纖維的主要特點是（）。A.高強度、高模量、低密度B.高強度、低模量、高密度C.低強度、高模量、低密度D.低強度、低模量、高密度6.制備復合材料時，界面結合強度最好處于（）狀態(tài)。A.強結合B.弱結合C.適中結合D.無結合7.復合材料的界面層厚度一般在（）。A.納米級B.微米級C.毫米級D.厘米級8.以下哪種方法不屬于復合材料的成型方法？（）A.模壓成型B.注射成型C.電弧熔煉D.纏繞成型9.熱固性樹脂基復合材料成型時，固化溫度過高可能導致（）。A.固化不完全B.材料性能下降C.成型速度加快D.成本降低10.纖維增強金屬基復合材料中，纖維與金屬基體之間易發(fā)生（）反應。A.氧化B.還原C.置換D.無化學反應11.陶瓷基復合材料的主要優(yōu)點不包括（）。A.高溫強度高B.硬度大C.韌性好D.化學穩(wěn)定性好12.混雜纖維增強復合材料中，混雜纖維的作用不包括（）。A.提高綜合性能B.降低成本C.改善界面性能D.增加材料美觀度13.復合材料的疲勞性能主要取決于（）。A.基體材料B.增強體材料C.界面結合狀態(tài)D.以上都有14.以下哪種復合材料常用于航空航天領域？（）A.玻璃纖維增強塑料B.碳纖維增強樹脂基復合材料C.金屬基復合材料D.陶瓷基復合材料15.復合材料的設計原則不包括（）。A.性能互補原則B.經(jīng)濟性原則C.均勻性原則D.隨意性原則16.納米復合材料中，納米相的尺寸一般在（）。A.1-10nmB.10-100nmC.100-1000nmD.1-1000nm17.生物復合材料主要用于（）。A.電子器件B.建筑結構C.生物醫(yī)學領域D.航空發(fā)動機18.復合材料的動態(tài)力學性能研究中，常用的方法是（）。A.拉伸試驗B.硬度測試C.動態(tài)熱機械分析D.密度測量19.纖維增強復合材料的破壞形式主要有（）。A.纖維斷裂B.基體開裂C.界面脫粘D.以上都是20.以下哪種復合材料在汽車工業(yè)中應用廣泛？（）A.玻璃纖維增強橡膠復合材料B.碳纖維增強陶瓷復合材料C.金屬基混雜纖維增強復合材料D.陶瓷纖維增強塑料復合材料第II卷（非選擇題，共60分）21.簡答題（每題10分，共20分）-簡述復合材料的定義及其三個關鍵要素。-說明纖維增強復合材料中纖維的排列方式及其對復合材料性能的影響。22.論述題（20分）闡述金屬基復合材料的制備方法及各自的優(yōu)缺點，并舉例說明金屬基復合材料在實際工程中的應用。23.材料分析題（20分）閱讀以下材料：某復合材料由碳纖維和環(huán)氧樹脂基體組成，其纖維體積分數(shù)為60%。已知碳纖維的拉伸強度為3500MPa，模量為230GPa；環(huán)氧樹脂基體的拉伸強度為80MPa，模量為3GPa。-計算該復合材料的理論拉伸強度和模量。-分析實際復合材料的性能與理論計算值可能存在差異的原因。24.案例分析題（20分）某飛機機翼采用了碳纖維增強樹脂基復合材料。在一次飛行過程中，機翼出現(xiàn)了局部損傷。-分析可能導致機翼損傷的原因。-針對該損傷情況，提出一種修復方案，并說明理由。答案1.C2.D3.C4.B5.A6.C7.B8.C9.B10.A11.C12.D13.D14.B15.D16.B17.C18.C19.D20.A21.-復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。三個關鍵要素為基體材料、增強體材料和界面。-纖維排列方式有隨機排列、單向排列、正交排列等。隨機排列使復合材料各向同性，性能較均勻；單向排列在纖維方向強度和模量高，垂直方向低；正交排列綜合性能較好，可在不同方向承受一定載荷。22.制備方法有攪拌鑄造法、粉末冶金法、液態(tài)金屬浸滲法等。攪拌鑄造法工藝簡單成本低，但纖維分布不均勻；粉末冶金法能精確控制成分和纖維含量，纖維分布均勻但工藝復雜成本高；液態(tài)金屬浸滲法可制備形狀復雜構件，纖維與基體結合好但對纖維損傷大。在航空發(fā)動機葉片等高溫部件有應用。23.理論拉伸強度：\(σ=V_fσ_f+V_mσ_m=0.6×3500+0.4×80=2100+32=2132MPa\)；理論模量：\(E=V_fE_f+V_mE_m=0.6×230+0.4×3=138+1.2=139.2GPa\)。實際性能與理論值有差異是因為界面結合情況、纖