氣凝膠復(fù)合材料成型工藝工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（每題1分，共10分）1.氣凝膠按前驅(qū)體材質(zhì)分類，常見的有______氣凝膠、碳氣凝膠、有機氣凝膠等。2.氣凝膠復(fù)合材料常用的增強相包括纖維、______、納米顆粒等。3.超臨界干燥是制備氣凝膠的關(guān)鍵步驟，其核心是將凝膠中的液體在______狀態(tài)下除去。4.氣凝膠復(fù)合材料成型工藝中，浸漬法通常是將基體材料浸入氣凝膠______中。5.硅基氣凝膠的主要前驅(qū)體一般為______（如正硅酸乙酯）。6.氣凝膠的孔隙率通常高達______%以上。7.復(fù)合成型中，熱壓成型法需控制溫度、壓力和______三個關(guān)鍵參數(shù)。8.氣凝膠復(fù)合材料的主要性能優(yōu)勢包括低導(dǎo)熱、高孔隙率和______。9.冷凍干燥制備氣凝膠時，需先將凝膠______，再在低溫下升華除去溶劑。10.氣凝膠成型過程中，溶膠-凝膠反應(yīng)的催化劑通常為______（酸性或堿性）。二、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種干燥方式最適合制備高性能氣凝膠？A.自然干燥B.超臨界干燥C.熱風(fēng)干燥D.真空干燥2.氣凝膠復(fù)合材料浸漬成型時，基體一般不包括？A.玻璃纖維布B.碳纖維氈C.金屬板D.陶瓷纖維3.硅基氣凝膠前驅(qū)體水解反應(yīng)的催化劑若為鹽酸，反應(yīng)類型屬于？A.酸性催化B.堿性催化C.中性催化D.酶催化4.以下哪種不是氣凝膠成型的常見方法？A.溶膠-凝膠法B.靜電紡絲法C.注塑成型法D.冷凍干燥法5.氣凝膠復(fù)合材料熱壓成型時，壓力過高可能導(dǎo)致？A.孔隙率降低B.導(dǎo)熱系數(shù)升高C.強度下降D.A+B6.碳氣凝膠的前驅(qū)體通常為？A.正硅酸乙酯B.間苯二酚-甲醛C.甲基三甲氧基硅烷D.聚丙烯腈7.氣凝膠的比表面積一般可達？A.100-200m2/gB.500-1000m2/gC.2000-3000m2/gD.以上都不對8.以下哪種情況會導(dǎo)致氣凝膠干燥過程中開裂？A.凝膠強度高B.干燥速度慢C.溶劑揮發(fā)不均D.超臨界條件穩(wěn)定9.氣凝膠復(fù)合材料用于保溫時，最關(guān)注的性能是？A.拉伸強度B.導(dǎo)熱系數(shù)C.密度D.孔隙率10.溶膠-凝膠反應(yīng)中，溶膠向凝膠轉(zhuǎn)變的標(biāo)志是？A.粘度增加B.出現(xiàn)沉淀C.體積收縮D.顏色變化三、多項選擇題（每題2分，共20分）1.氣凝膠復(fù)合材料的成型工藝包括？A.浸漬法B.共混法C.原位聚合法D.3D打印法2.影響氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)的因素有？A.孔隙率B.孔徑分布C.密度D.增強相種類3.超臨界干燥的優(yōu)點包括？A.保持凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)B.無溶劑揮發(fā)應(yīng)力C.制備效率高D.成本低4.氣凝膠復(fù)合材料的常見應(yīng)用領(lǐng)域有？A.建筑保溫B.航空航天熱防護C.催化劑載體D.電池電極5.溶膠-凝膠反應(yīng)的關(guān)鍵步驟包括？A.水解B.縮聚C.老化D.干燥6.氣凝膠成型中老化的作用是？A.增強凝膠網(wǎng)絡(luò)B.減少收縮C.提高孔隙率D.加快干燥速度7.以下屬于有機氣凝膠的是？A.酚醛氣凝膠B.聚酰亞胺氣凝膠C.碳氣凝膠D.硅基氣凝膠8.熱壓成型時需控制的參數(shù)有？A.溫度B.壓力C.升溫速率D.冷卻速率9.氣凝膠復(fù)合材料成型中可能出現(xiàn)的缺陷有？A.開裂B.分層C.孔隙不均D.密度過高10.以下可作為氣凝膠增強相的是？A.碳纖維B.玻璃纖維C.納米SiO?D.環(huán)氧樹脂四、判斷題（每題2分，共20分）1.氣凝膠的孔隙率越高，導(dǎo)熱系數(shù)越低。2.超臨界干燥的溶劑通常為乙醇或二氧化碳。3.溶膠-凝膠反應(yīng)中，催化劑濃度越高，反應(yīng)速度越快越好。4.冷凍干燥制備的氣凝膠性能優(yōu)于超臨界干燥。5.氣凝膠復(fù)合材料只能用于保溫領(lǐng)域。6.老化時間越長，凝膠強度越高。7.浸漬法成型時，基體材料需先進行表面處理。8.碳氣凝膠的前驅(qū)體是正硅酸乙酯。9.氣凝膠的密度可低至0.003g/cm3。10.熱壓成型時，溫度過高會導(dǎo)致樹脂分解。五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述溶膠-凝膠法制備氣凝膠的基本流程。2.氣凝膠復(fù)合材料成型中，浸漬法的主要步驟及注意事項是什么？3.超臨界干燥與冷凍干燥的區(qū)別及適用場景是什么？4.影響氣凝膠復(fù)合材料界面結(jié)合強度的因素有哪些？六、討論題（每題5分，共10分）1.如何解決氣凝膠復(fù)合材料成型過程中易開裂的問題？2.氣凝膠復(fù)合材料在航空航天熱防護中的應(yīng)用難點及改進方向是什么？---答案部分一、填空題1.硅基2.樹脂（聚合物）3.超臨界4.前驅(qū)體溶膠5.有機硅化合物（硅烷偶聯(lián)劑）6.80（或90）7.時間8.輕質(zhì)（高比表面積）9.冷凍固化10.酸性二、單項選擇題1.B2.C3.A4.C5.D6.B7.B8.C9.B10.A三、多項選擇題1.ABCD2.ABCD3.AB4.ABCD5.ABC6.AB7.AB8.ABCD9.ABCD10.ABCD四、判斷題1.√2.√3.×4.×5.×6.√7.√8.×9.√10.√五、簡答題1.流程：①前驅(qū)體溶解：將硅烷等溶于乙醇，加催化劑；②水解縮聚：前驅(qū)體水解生成羥基，縮聚形成三維網(wǎng)絡(luò)溶膠；③凝膠化：溶膠粘度增加轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z；④干燥：超臨界/冷凍干燥除去溶劑，得到氣凝膠。關(guān)鍵：控制反應(yīng)速率和干燥條件，避免網(wǎng)絡(luò)坍塌。2.步驟：①基體預(yù)處理（清潔+偶聯(lián)劑處理）；②真空浸漬溶膠；③凝膠化；④干燥；⑤后處理。注意：控制溶膠濃度防堵塞；真空確保滲透均勻；干燥防開裂；偶聯(lián)劑增強界面結(jié)合。3.區(qū)別：超臨界干燥（溶劑超臨界態(tài)直接氣相，無界面）vs冷凍干燥（溶劑冷凍后升華）。適用：超臨界用于高端保溫/航天；冷凍干燥用于成本敏感的建筑保溫。4.因素：①基體表面處理（偶聯(lián)劑）；②溶膠與基體相容性；③熱壓參數(shù)（溫度/壓力）；④增強相種類（碳纖維優(yōu)于玻璃纖維）；⑤老化時間（增強網(wǎng)絡(luò)）。六、討論題1.解決方法：①溶膠階段：控制催化劑濃度，延長老化時間；②干燥階段：超臨界干燥/緩慢冷凍干燥，疏水改性防毛細管力；③成型階段：控升溫速率，壓力適中；④材料設(shè)計：