2025年大學(xué)大三（材料工程）碳纖維制品研發(fā)基礎(chǔ)測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.碳纖維的主要成分是A.碳B.硅C.鐵D.鋁2.以下哪種方法不能用于制備碳纖維前驅(qū)體A.氣相沉積法B.溶液紡絲法C.熔融紡絲法D.機(jī)械球磨法3.碳纖維制品在高溫環(huán)境下使用，其性能會(huì)受到哪種因素的顯著影響A.濕度B.氧氣含量C.溫度D.壓力4.提高碳纖維強(qiáng)度的關(guān)鍵在于A.增加纖維直徑B.降低含碳量C.減少內(nèi)部缺陷D.提高表面粗糙度5.碳纖維與玻璃纖維相比，具有以下哪種優(yōu)勢(shì)A.更高的強(qiáng)度B.更低的密度C.更好的耐腐蝕性D.以上都是6.碳纖維制品在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要是因?yàn)槠銩.成本低B.重量輕C.加工容易D.外觀美觀7.以下哪種碳纖維的性能等級(jí)最高A.T300B.T700C.T800D.T10008.碳纖維制品在制造過(guò)程中，為保證質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制A.原材料純度B.加工溫度C.加工速度D.以上都是9.碳纖維的拉伸模量主要取決于A.纖維長(zhǎng)度B.纖維直徑C.晶體結(jié)構(gòu)D.表面涂層10.對(duì)于碳纖維制品的疲勞性能，以下說(shuō)法正確的是A.與金屬材料相同B.比金屬材料好C.比金屬材料差D.取決于使用環(huán)境第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請(qǐng)將答案填寫在相應(yīng)的橫線上。1.碳纖維的制備過(guò)程主要包括______、______、______等步驟。2.碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)主要有______、______、______三種類型。3.碳纖維制品在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的失效形式有______、______、______等。4.影響碳纖維性能的主要因素有______、______、______等。5.碳纖維在復(fù)合材料中的增強(qiáng)機(jī)理主要有______、______、______等。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述碳纖維的性能特點(diǎn)以及在碳纖維制品研發(fā)中如何利用這些特點(diǎn)。2.說(shuō)明碳纖維制品研發(fā)過(guò)程中質(zhì)量控制的重要性及主要控制環(huán)節(jié)。四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：某碳纖維制品在實(shí)際使用中出現(xiàn)了強(qiáng)度下降的情況。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)該制品在制造過(guò)程中，碳纖維的排列方向存在一定偏差，且部分纖維存在表面損傷。問(wèn)題：請(qǐng)分析導(dǎo)致該碳纖維制品強(qiáng)度下降的原因，并提出改進(jìn)措施。五、論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，論述碳纖維制品研發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)。答案：第I卷：1.A2.D3.C4.C5.D6.B7.D8.D9.C10.B第II卷：二、1.原絲制備、碳化、石墨化2.層狀結(jié)構(gòu)、亂層結(jié)構(gòu)、柱狀結(jié)構(gòu)3.疲勞失效、磨損失效、腐蝕失效4.原材料質(zhì)量、制備工藝、熱處理5.增強(qiáng)纖維承載、纖維與基體界面結(jié)合、纖維對(duì)基體的約束三、1.碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕等性能特點(diǎn)。在研發(fā)中利用高強(qiáng)度可提高制品的力學(xué)性能，高模量保證制品的尺寸穩(wěn)定性，低密度減輕制品重量，耐高溫和耐化學(xué)腐蝕可使制品在特殊環(huán)境下使用。2.質(zhì)量控制在碳纖維制品研發(fā)中至關(guān)重要。它能確保產(chǎn)品性能符合要求，提高產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性。主要控制環(huán)節(jié)包括原材料質(zhì)量控制，保證原材料純度和性能；制備工藝控制，嚴(yán)格控制溫度、壓力、速度等參數(shù)；成品檢測(cè)，對(duì)制品的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。四、原因：碳纖維排列方向偏差導(dǎo)致制品受力不均，部分纖維承載能力下降；表面損傷使纖維強(qiáng)度降低，影響整體性能。改進(jìn)措施：優(yōu)化制造工藝，確保碳纖維排列方向準(zhǔn)確；加強(qiáng)對(duì)纖維表面的保護(hù)，避免損傷；對(duì)已損傷纖維進(jìn)行修復(fù)或更換。