2025年大學大二（高分子材料加工工程）碳纖維加工工藝基礎測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。(總共10題，每題3分，在每題給出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項)1.碳纖維原絲生產中，對于聚丙烯腈基原絲，其聚合反應的關鍵影響因素不包括以下哪項？A.聚合溫度B.引發(fā)劑用量C.單體濃度D.纖維長度2.在碳纖維碳化過程中，升溫速率對碳纖維性能影響較大。以下關于升溫速率的說法正確的是？A.升溫速率越快，碳纖維強度越高B.升溫速率適中，有利于形成良好的石墨微晶結構C.升溫速率慢，會導致碳化不完全D.升溫速率與碳纖維性能無關3.碳纖維表面處理的目的不包括以下哪一項？A.提高碳纖維與基體的界面結合力B.改善碳纖維的拉伸性能C.去除表面雜質D.降低碳纖維的成本4.制備碳纖維預浸料時，樹脂體系的選擇需要考慮多個因素。以下不屬于這些因素的是？A.樹脂的固化溫度B.樹脂的流動性C.樹脂的顏色D.樹脂的耐化學腐蝕性5.碳纖維纏繞成型工藝中，纏繞張力的控制非常重要。以下關于纏繞張力的說法錯誤的是？A.纏繞張力過大，會導致纖維損傷B.纏繞張力過小，會使制品層間結合力不足C.纏繞張力均勻，制品質量更穩(wěn)定D.纏繞張力只影響制品外觀，對性能無影響6.碳纖維復合材料成型過程中，模具的設計與制造對產品質量有重要影響。模具材料的選擇不考慮以下哪個因素？A.模具的尺寸大小B.模具的熱膨脹系數(shù)C.模具的機械加工性能D.模具的耐腐蝕性7.在碳纖維加工過程中，對于纖維的干燥處理，以下哪種干燥方式效果較好且應用廣泛？A.高溫烘干B.真空干燥C.熱風干燥D.自然晾曬8.碳纖維增強塑料（CFRP）的疲勞性能與以下哪個因素關系不大？A.纖維含量B.纖維排列方向C.基體材料的硬度D.制品的使用環(huán)境濕度9.碳纖維加工工藝中，對于纖維的上漿處理，上漿劑的主要作用不包括以下哪點？A.保護纖維表面B.提高纖維的導電性C.改善纖維與基體的粘結性能D.賦予纖維一定的柔韌性10.以下哪種檢測方法不能用于碳纖維微觀結構的分析？A.掃描電子顯微鏡B.紅外光譜儀C.X射線衍射儀D.硬度測試儀第II卷（非選擇題共70分）填空題（共20分）(總共10空，每空2分)1.碳纖維的主要原料是______，通過一系列化學和物理過程制成。2.碳纖維碳化過程中，在______溫度階段會發(fā)生顯著的結構變化。3.碳纖維表面處理常用的方法有______、______等（寫出兩種）。4.制備碳纖維預浸料時，樹脂的固化反應類型主要有______和______（寫出兩種）。5.碳纖維纏繞成型工藝中，根據(jù)纏繞方式可分為______纏繞、______纏繞等（寫出兩種）。6.碳纖維復合材料的性能檢測中，拉伸強度測試是通過______試驗機進行的。7.碳纖維加工過程中，纖維的直徑控制對于其性能有重要影響，通常采用______等方法來控制纖維直徑。8.碳纖維增強復合材料的熱膨脹系數(shù)主要取決于______和______的熱膨脹系數(shù)。9.碳纖維生產中，原絲的質量指標包括______、______等（寫出兩種）。10.在碳纖維加工工藝中，對于纖維的儲存環(huán)境要求保持______和______。簡答題（共20分）(總共4題，每題5分)1.簡述碳纖維碳化過程中三個主要階段及其特點。2.說明碳纖維表面處理對其復合材料性能的影響。3.闡述制備碳纖維預浸料的工藝流程及關鍵步驟。4.分析碳纖維纏繞成型工藝中，如何確保纏繞角度的準確性。論述題（共15分）(總共1題，每題15分)結合碳纖維加工工藝的實際應用，論述提高碳纖維復合材料性能的途徑及意義。材料分析題（共15分）(總共1題，每題15分)閱讀以下材料：在某碳纖維生產企業(yè)的生產過程中，發(fā)現(xiàn)部分批次的碳纖維強度不穩(wěn)定。經過分析，發(fā)現(xiàn)原絲生產階段的聚合反應溫度波動較大。在碳纖維碳化過程中，升溫速率也存在一定的隨意性。同時，在表面處理環(huán)節(jié)，處理工藝參數(shù)不夠精準。請根據(jù)上述材料，分析導致碳纖維強度不穩(wěn)定的原因，并提出改進措施。答案1.D2.B3.D4.C5.D6.A7.B8.D9.B10.D填空題：1.聚丙烯腈2.較高3.氧化處理、等離子體處理4.熱固化、光固化5.環(huán)向、縱向6.萬能材料7.紡絲工藝控制8.纖維、基體9.強度、模量10.干燥、防潮簡答題：1.第一階段低溫階段，主要是去除纖維中的非碳元素；第二階段中溫階段，纖維結構開始有序化；第三階段高溫階段，形成石墨微晶結構。2.提高界面結合力，從而提升復合材料的整體性能，如強度、模量等。3.工藝流程包括樹脂準備、纖維浸漬、烘干等。關鍵步驟是確保樹脂與纖維充分均勻浸漬。4.通過精確設計纏繞設備的控制系統(tǒng)，采用角度傳感器等確保纏繞角度準確。論述題：提高途徑：優(yōu)化原絲生產工藝，精確控制碳化過程參數(shù)，精準進行表面處理等。意義在于提升碳纖維復合材料在航空航天、汽車