2025年大學(xué)大二（材料化學(xué)）復(fù)合材料化學(xué)性能基礎(chǔ)測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.復(fù)合材料中增強相的主要作用是（）A.提高基體的強度B.提高復(fù)合材料的韌性C.賦予復(fù)合材料特殊性能D.降低復(fù)合材料的成本2.下列哪種材料不屬于復(fù)合材料（）A.玻璃鋼B.碳纖維增強塑料C.鋁合金D.鋼筋混凝土3.復(fù)合材料的界面結(jié)合類型中，結(jié)合強度最高的是（）A.機械結(jié)合B.物理吸附結(jié)合C.化學(xué)結(jié)合D.擴散結(jié)合4.對于纖維增強復(fù)合材料，纖維的直徑越細(xì)，其增強效果（）A.越好B.越差C.不變D.先變好后變差5.復(fù)合材料的化學(xué)穩(wěn)定性主要取決于（）A.基體材料B.增強相材料C.界面結(jié)合情況D.以上都是6.當(dāng)復(fù)合材料受到化學(xué)介質(zhì)侵蝕時，首先發(fā)生破壞的部位可能是（）A.基體B.增強相C.界面D.不一定7.下列哪種化學(xué)環(huán)境對復(fù)合材料的性能影響最大（）A.酸性環(huán)境B.堿性環(huán)境C.中性環(huán)境D.高溫環(huán)境8.復(fù)合材料在潮濕環(huán)境中，其性能可能會（）A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低9.對于聚合物基復(fù)合材料，其耐老化性能主要與（）有關(guān)。A.聚合物的結(jié)構(gòu)B.增強相的種類C.環(huán)境溫度D.以上都是10.復(fù)合材料在化學(xué)腐蝕過程中，可能會出現(xiàn)的現(xiàn)象不包括（）A.基體溶解B.增強相脫落C.界面脫粘D.復(fù)合材料體積膨脹11.下列哪種方法可以提高復(fù)合材料的耐化學(xué)腐蝕性（）A.選擇耐腐蝕性好的基體和增強相B.改善界面結(jié)合C.對復(fù)合材料進(jìn)行表面處理D.以上都是12.當(dāng)復(fù)合材料中的增強相為陶瓷纖維時，其化學(xué)穩(wěn)定性通常（）A.較好B.較差C.與基體相當(dāng)D.取決于纖維的長度13.復(fù)合材料在不同化學(xué)介質(zhì)中的腐蝕速率與介質(zhì)的（）有關(guān)。A.濃度B.溫度C.流速D.以上都是14.對于金屬基復(fù)合材料，其抗氧化性能主要取決于（）A.金屬基體的抗氧化能力B.增強相的抗氧化能力C.界面的抗氧化性能D.以上都是15.在高溫化學(xué)環(huán)境下，復(fù)合材料可能會發(fā)生的變化有（）A.基體分解B.增強相氧化C.界面反應(yīng)加劇D.以上都是16.下列哪種復(fù)合材料更適合在強氧化性化學(xué)環(huán)境中使用（）A.碳/碳復(fù)合材料B.玻璃纖維增強塑料C.金屬基復(fù)合材料D.陶瓷基復(fù)合材料17.復(fù)合材料的化學(xué)性能測試中，常用的方法不包括（）A.失重法B.電化學(xué)測試法C.光譜分析法D.拉伸試驗法18.當(dāng)復(fù)合材料暴露在含有氯離子的化學(xué)介質(zhì)中時，可能會引發(fā)（）A.基體腐蝕B.應(yīng)力腐蝕開裂C.增強相脆化D.以上都是19.對于復(fù)合材料的耐化學(xué)穩(wěn)定性評估，需要考慮的因素不包括（）A.復(fù)合材料的使用時間B.化學(xué)介質(zhì)的種類C.復(fù)合材料的顏色D.環(huán)境的溫度和濕度20.下列哪種情況會導(dǎo)致復(fù)合材料的化學(xué)性能下降（）A.長期暴露在惡劣化學(xué)環(huán)境中B.復(fù)合材料內(nèi)部存在缺陷C.基體與增強相之間的相容性不好D.以上都是第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡述復(fù)合材料化學(xué)性能的主要影響因素。22.（10分）說明復(fù)合材料在化學(xué)腐蝕過程中的破壞機制。23.（15分）材料化學(xué)性能基礎(chǔ)測試題及答案材料化學(xué)性能基礎(chǔ)測試題及答案材料化學(xué)性能基礎(chǔ)測試題及答案請闡述如何提高聚合物基復(fù)合材料的耐老化性能。24.（15分）閱讀以下材料：某科研團隊研究了一種新型碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在不同濃度硫酸溶液中的腐蝕情況。發(fā)現(xiàn)隨著硫酸濃度的增加，復(fù)合材料的失重率逐漸增大，且在高濃度硫酸中，復(fù)合材料表面出現(xiàn)明顯的腐蝕坑，界面結(jié)合也受到一定程度的破壞。問題：分析該復(fù)合材料在硫酸溶液中腐蝕的原因，并提出可能的改善措施。25.（20分）閱讀以下材料：在航空航天領(lǐng)域，經(jīng)常使用金屬基復(fù)合材料。然而，這些復(fù)合材料在高溫和潮濕環(huán)境下容易發(fā)生氧化和腐蝕等問題，影響其性能和使用壽命。例如，某型號的金屬基復(fù)合材料在高溫高濕環(huán)境下使用一段時間后，強度明顯下降，表面出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物。問題：（1）請分析金屬基復(fù)合材料在高溫和潮濕環(huán)境下性能下降的原因。（2）針對這些問題，提出至少三種提高其化學(xué)穩(wěn)定性的方法，并簡要說明原理。答案：1.C2.C3.C4.A5.D6.C7.A8.B9.D10.D11.D12.A13.D14.D15.D16.D17.D18.D19.C20.D21.復(fù)合材料化學(xué)性能主要受基體材料、增強相材料、界面結(jié)合情況、化學(xué)環(huán)境等因素影響。基體材料自身的化學(xué)穩(wěn)定性決定了復(fù)合材料的基本耐化學(xué)性；增強相材料的種類、性質(zhì)影響復(fù)合材料在特定化學(xué)環(huán)境下的表現(xiàn)；界面結(jié)合的好壞會影響化學(xué)介質(zhì)是否容易侵入復(fù)合材料內(nèi)部引發(fā)破壞；化學(xué)環(huán)境的溫度、濕度、介質(zhì)種類及濃度等直接決定復(fù)合材料的腐蝕等化學(xué)性能變化情況。22.復(fù)合材料在化學(xué)腐蝕過程中，首先化學(xué)介質(zhì)會與復(fù)合材料表面接觸。若基體不耐腐蝕，會發(fā)生基體溶解。隨著腐蝕進(jìn)行，如果界面結(jié)合力不夠強，化學(xué)介質(zhì)會沿界面滲透，導(dǎo)致界面脫粘。增強相可能因基體溶解或界面脫粘而失去支撐，進(jìn)而發(fā)生脫落等現(xiàn)象，最終使復(fù)合材料整體性能下降，結(jié)構(gòu)破壞。23.提高聚合物基復(fù)合材料耐老化性能可從以下方面著手：選擇具有良好耐老化性能的聚合物基體，如含有特殊官能團或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的聚合物；對聚合物進(jìn)行改性，如引入抗氧化、抗紫外線等添加劑；優(yōu)化增強相的表面處理，使其與聚合物基體更好地結(jié)合，減少老化過程中界面處的破壞；在復(fù)合材料表面涂覆防護涂層，阻擋外界老化因素對復(fù)合材料內(nèi)部的侵蝕。24.該復(fù)合材料在硫酸溶液中腐蝕的原因：硫酸作為強腐蝕性介質(zhì)，與復(fù)合材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致基體溶解。隨著硫酸濃度增加，反應(yīng)加劇，失重率增大。高濃度硫酸使復(fù)合材料表面形成腐蝕坑，同時破壞了界面結(jié)合。改善措施：選擇更耐硫酸腐蝕的基體材料；對碳纖維進(jìn)行表面處理，增強與環(huán)氧樹脂的結(jié)合，提高抵抗硫酸侵蝕的能力；在復(fù)合材料表面涂覆耐硫酸涂層，隔絕硫酸與復(fù)合材料的接觸。25.（1）金屬基復(fù)合材料在高溫和潮濕環(huán)境下性能下降的原因：高溫下金屬基體容易氧化，形成氧化膜，若氧化膜不致密，會持續(xù)氧化導(dǎo)致材料性能下降；潮濕環(huán)境提供了水分，水分可能與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)腐蝕，同時可能導(dǎo)致界面處發(fā)生電化學(xué)腐蝕，破壞界面結(jié)合，進(jìn)而影響復(fù)合材料整體性能。（2）提高其化學(xué)穩(wěn)定性的方法及原理：方法一：在金屬基體中添加合金元素形成致密氧化膜，如添加鉻等元素，原理是鉻能在