2025年大學大三（材料科學）復合材料實驗階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）每題有一個或多個正確答案，請將正確答案填寫在括號內。錯選、多選、少選均不得分。（總共10題，每題3分）1.復合材料的性能特點不包括以下哪一項（）A.高比強度和比模量B.良好的化學穩(wěn)定性C.各向同性D.可設計性強2.下列哪種纖維增強復合材料中纖維與基體界面結合強度最高（）A.碳纖維增強樹脂基復合材料B.玻璃纖維增強樹脂基復合材料C.硼纖維增強金屬基復合材料D.芳綸纖維增強復合材料3.制備短纖維增強復合材料時，纖維長度對復合材料性能影響較大，當纖維長度達到以下哪種情況時，復合材料性能基本不再提高（）A.臨界長度B.平均長度C.兩倍臨界長度D.無限長4.復合材料的成型方法中，不屬于熱壓成型工藝特點的是（）A.能制造形狀復雜的制品B.制品尺寸精度高C.生產效率高D.適合制造高性能復合材料5.對于顆粒增強復合材料，顆粒的體積分數(shù)增加時，復合材料的強度和模量一般會（）A.先增加后降低B.一直增加C.一直降低D.先降低后增加6.以下哪種測試方法可用于表征復合材料中纖維的取向分布（）A.拉伸試驗B.動態(tài)熱機械分析C.X射線衍射D.掃描電子顯微鏡7.復合材料的疲勞性能與以下哪些因素無關（）A.纖維種類B.基體性能C.界面結合強度D.材料的密度8.當復合材料承受載荷時，以下哪種情況會導致界面脫粘（）A.纖維與基體熱膨脹系數(shù)差異小B.界面結合強度過高C.纖維強度過高D.基體韌性過好9.制備纖維增強復合材料時，纖維表面處理的主要目的不包括（）A.提高纖維與基體的界面結合強度B.改善纖維的力學性能C.去除纖維表面雜質D.降低纖維的吸水性10.對于層合板復合材料，層間剪切強度主要取決于（）A.纖維的拉伸強度B.基體的剪切強度C.層間界面結合強度D.層合板的厚度第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共10分）（總共5空，每空2分）1.復合材料是由______、______和______組成的多相材料。2.纖維增強復合材料的增強效果主要取決于纖維的______、______和______。3.復合材料的界面具有______、______和______等特點。三、簡答題（共20分）（總共4題，每題5分）1.簡述復合材料的定義及分類。2.說明纖維增強復合材料中纖維與基體的作用。3.簡述熱壓成型工藝的基本流程。4.如何提高復合材料的界面結合強度？四、材料分析題（共20分）（總共2題，每題10分）閱讀以下材料，回答問題。材料：某研究小組制備了一種玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料，通過拉伸試驗測試其力學性能。在試驗過程中，發(fā)現(xiàn)復合材料的拉伸強度和模量均高于基體樹脂，且隨著玻璃纖維含量的增加，復合材料的性能有一定程度的提高。但當玻璃纖維含量超過一定值后，復合材料的性能出現(xiàn)下降趨勢。1.請分析復合材料性能隨玻璃纖維含量變化的原因。2.若要進一步提高該復合材料的性能，可采取哪些措施？五、綜合應用題（共20分）現(xiàn)有一種新型的碳納米管增強金屬基復合材料，請設計一個實驗方案來研究其界面性能，并分析可能得到的實驗結果及結論。要求：實驗方案應包括實驗方法、測試手段、預期結果及結論等內容，每個小題的題目字數(shù)150字到200字之間并留出3行空白作答區(qū)域。（總共2題，每題10分）答案：第I卷1.C2.C3.C4.C5.A6.C7.D8.B9.B10.C第II卷二、填空題1.基體、增強體、界面2.強度、模量、含量3.復雜性、多樣性、動態(tài)性三、簡答題1.復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。分類：按基體材料可分為樹脂基、金屬基、陶瓷基復合材料等；按增強體形態(tài)可分為纖維增強、顆粒增強、晶須增強復合材料等。2.纖維作用：主要承受載荷，起增強作用，提高復合材料的強度和模量?；w作用：粘結纖維，保護纖維免受環(huán)境損傷，傳遞載荷，使復合材料具有一定的形狀和整體性。3.流程：準備模具和原材料，將纖維和基體按比例混合鋪層于模具中，在一定溫度和壓力下加熱固化，保壓一段時間后脫模，進行后處理。4.方法：纖維表面處理，如涂覆偶聯(lián)劑等；優(yōu)化成型工藝參數(shù)，控制界面反應；選擇合適的基體和纖維組合，使兩者匹配性好。四、材料分析題1.開始玻璃纖維含量增加，增強效果明顯，因纖維承載能力強，提高了復合材料強度和模量。但超過一定值后性能下降，可能是纖維分布不均勻，出現(xiàn)團聚，導致應力集中，降低了復合材料性能。2.措施：優(yōu)化纖維鋪層工藝，使纖維分布更均勻；對纖維進行表面改性，改善與基體的界面結合；控制纖維含量在最佳范圍內，避免團聚。五、綜合應用題實驗方案：采用單絲拔出試驗。將碳納米管從復合材料中拔出，測量拔出力。用掃描電子顯微