2025年大學四年級（材料工程）復合材料制備試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.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2.復合材料界面的作用不包括以下哪一項？A.傳遞載荷B.決定復合材料性能C.保護增強體D.降低材料成本3.制備纖維增強復合材料時，纖維的排列方式對材料性能影響較大。哪種排列方式能使復合材料在各個方向上性能較為均衡？A.隨機排列B.單向排列C.正交排列D.層狀排列4.對于顆粒增強復合材料，顆粒的大小對材料性能有顯著影響。一般來說，顆粒尺寸增大，復合材料的強度會：A.升高B.降低C.不變D.先升后降5.在制備復合材料時，以下哪種工藝可以有效減少增強體與基體之間的界面反應？A.高溫處理B.表面涂層處理C.高速攪拌D.長時間保溫6.以下哪種復合材料常用于航空航天領(lǐng)域以減輕結(jié)構(gòu)重量？A.玻璃纖維增強塑料B.碳纖維增強金屬C.硼纖維增強陶瓷D.顆粒增強橡膠7.復合材料制備過程中，固化工藝的關(guān)鍵參數(shù)不包括：A.固化溫度B.固化時間C.固化壓力D.原料配比8.對于纖維增強復合材料，纖維的強度對復合材料性能至關(guān)重要。提高纖維強度的方法不包括：A.優(yōu)化纖維制造工藝B.對纖維進行表面處理C.增加纖維直徑D.控制纖維內(nèi)部缺陷9.制備混雜纖維增強復合材料的目的不包括：A.提高材料綜合性能B.降低成本C.改善材料外觀D.拓展材料應用范圍10.以下哪種檢測方法可以直接觀察復合材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷？A.拉伸試驗B.硬度測試C.掃描電子顯微鏡D.紅外光譜分析第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請將答案填寫在相應的橫線上。1.復合材料按增強體的形態(tài)可分為纖維增強復合材料、顆粒增強復合材料和______增強復合材料。2.界面結(jié)合強度過高會導致復合材料出現(xiàn)______破壞，而過低則會使復合材料性能下降。3.制備復合材料的常用方法有______、熱壓成型法、注射成型法等。4.基體材料應具備良好的______性、與增強體的相容性以及一定的強度和韌性。5.復合材料的性能取決于增強體的______、含量、分布以及基體的性能等因素。三、簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰，語言簡潔。1.簡述復合材料的優(yōu)點（10分）2.說明纖維增強復合材料中纖維與基體的作用（10分）四、材料分析題（共20分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在航空發(fā)動機葉片制造中，采用了一種新型的復合材料。該復合材料以鈦合金為基體，以碳化硅纖維為增強體。碳化硅纖維具有高強度、高模量的特點，鈦合金基體具有良好的耐高溫性能。通過合理的制備工藝，使兩者結(jié)合緊密，形成了性能優(yōu)異的復合材料。1.分析該復合材料在航空發(fā)動機葉片應用中的優(yōu)勢（10分）2.若要進一步提高該復合材料的性能，可從哪些方面入手（10分）五、論述題（共20分）答題要求：結(jié)合所學知識，論述復合材料制備工藝對其性能的影響，并舉例說明。答案：第I卷：1.D2.D3.A4.B5.B6.B7.D8.C9.C10.C第II卷：二、1.晶須2.脆性3.手糊成型法4.黏結(jié)5.性能三、1.復合材料具有比強度和比模量高、可設(shè)計性強、良好的抗疲勞性能、耐高溫性能、耐腐蝕性等優(yōu)點。2.纖維主要承受載荷，起增強作用，提高復合材料的強度和模量等性能?；w則起黏結(jié)纖維、傳遞載荷、保護纖維以及使復合材料具有一定形狀的作用。四、1.優(yōu)勢在于碳化硅纖維的高強度、高模量可提高葉片的強度和剛度，鈦合金基體的良好耐高溫性能能滿足發(fā)動機葉片的工作環(huán)境，兩者結(jié)合使葉片綜合性能優(yōu)異，可提高發(fā)動機效率、減輕重量等。2.可進一步優(yōu)化纖維與基體的界面結(jié)合，提高結(jié)合強度且避免過度結(jié)合導致脆性增加；改進制備工藝，提高纖維在基體中的分布均勻性；探索新型的纖維或基體材料，提升復合材料整體性能。五、復合材料制備工藝對其性能影響重大。例如手糊成型工藝簡單，但纖維分布不均勻，會導致材料性能不一致。熱壓成型法能使纖維排列更規(guī)整，提高材料強度和模量。固化工藝的溫度、時間等參數(shù)影響基體