復(fù)合材料總思考題及參考答案

1、安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院料111班1復(fù)合材料概論總思考題復(fù)合材料概論總思考題一復(fù)合材料總論一復(fù)合材料總論1.什么是復(fù)合材料？復(fù)合材料的主要特點(diǎn)是什么？什么是復(fù)合材料？復(fù)合材料的主要特點(diǎn)是什么？①?gòu)?fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。②1）組元之間存在著明顯的界面；2）優(yōu)良特殊性能；3）可設(shè)計(jì)性；4)材料和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一2.復(fù)合材料的基本性能（優(yōu)點(diǎn)）是什么？復(fù)合材料的基本性能（優(yōu)點(diǎn)）是什么？——請(qǐng)

2、簡(jiǎn)答請(qǐng)簡(jiǎn)答6個(gè)要點(diǎn)個(gè)要點(diǎn)（1）比強(qiáng)度，比模量高（2）良好的高溫性能（3）良好的尺寸穩(wěn)定性（4）良好的化學(xué)穩(wěn)定性（5）良好的抗疲勞、蠕變、沖擊和斷裂韌性（6）良好的功能性能3.復(fù)合材料是如何命名的？如何表述？舉例說(shuō)明。復(fù)合材料是如何命名的？如何表述？舉例說(shuō)明。4種命名途徑種命名途徑①根據(jù)增強(qiáng)材料和基體材料的名稱(chēng)來(lái)命名，如碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料②(1)強(qiáng)調(diào)基體：酚醛樹(shù)脂基復(fù)合材料（2）強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)體：碳纖維復(fù)合材料（3）基體與增強(qiáng)體并用：碳纖維

3、增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料（4）俗稱(chēng)：玻璃鋼4.常用不同種類(lèi)的復(fù)合材料常用不同種類(lèi)的復(fù)合材料(PMC，MMC，CMC)各有何主要性能特點(diǎn)？各有何主要性能特點(diǎn)？PMCMMCCMC（陶瓷基）使用溫度60~250℃400~600℃1000~1500℃材料硬度低高最高強(qiáng)度較高較高較高耐老化性能差中優(yōu)導(dǎo)熱性能差好一般耐化學(xué)腐蝕性能好差好生產(chǎn)工藝難易程度成熟居中最復(fù)雜生產(chǎn)成本最低居中最高5.復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)層次分幾類(lèi)，各表示什么？在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4、過(guò)程中的設(shè)計(jì)層次如何，各包復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)層次分幾類(lèi)，各表示什么？在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)計(jì)層次如何，各包括哪些內(nèi)容？括哪些內(nèi)容？3個(gè)層次個(gè)層次答：1、一次結(jié)構(gòu)：由集體和增強(qiáng)材料復(fù)合而成的單層材料，其力學(xué)性能決定于組分材料的力學(xué)性能、相幾何和界面區(qū)的性能；二次結(jié)構(gòu)：由單層材料層復(fù)合而成的層合體，其力學(xué)性能決定于單層材料的力學(xué)性能和鋪層幾何三次結(jié)構(gòu)：指通常所說(shuō)的工程結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，其力學(xué)性能決定于層合體的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)幾何。2、

5、①單層材料設(shè)計(jì)：包括正確選擇增強(qiáng)材料、基體材料及其配比，該層次決定單層板的性能；②鋪層設(shè)計(jì)：包括對(duì)鋪層材料的鋪層方案作出合理安排，該層次決定層合板的性能；③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：最后確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸。6.試分析復(fù)合材料的應(yīng)用及發(fā)展。試分析復(fù)合材料的應(yīng)用及發(fā)展。答：①20世紀(jì)40年代，玻璃纖維和合成樹(shù)脂大量商品化生產(chǎn)以后，纖維復(fù)合材料發(fā)展成為具有工程意義的材料。至60年代，在技術(shù)上臻于成熟，在許多領(lǐng)域開(kāi)始取代金屬材料。②隨著航空航天技術(shù)發(fā)展，

6、對(duì)結(jié)構(gòu)材料要求比強(qiáng)度、比模量、韌性、耐熱、抗環(huán)境能力和加工性能都好。針對(duì)不同需求，出現(xiàn)了高性能樹(shù)脂基先進(jìn)復(fù)合材料，標(biāo)志在性能上區(qū)別于一般低性能的常用樹(shù)脂基復(fù)合材料。以后又陸續(xù)出現(xiàn)金屬基和陶瓷基先進(jìn)復(fù)合材料。③經(jīng)過(guò)60年代末期使用，樹(shù)脂基高性能復(fù)合材料已用于制造軍用飛機(jī)的承力結(jié)構(gòu)，今年來(lái)又逐步進(jìn)入其他工業(yè)領(lǐng)域。④70年代末期發(fā)展的用高強(qiáng)度、高模量的耐熱纖維與金屬?gòu)?fù)合，特別是與輕金屬?gòu)?fù)合而成金屬基復(fù)安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院料111班3

7、工業(yè)性能好好比較好力學(xué)性能比較好優(yōu)秀比較好耐熱性能80℃120180℃180℃價(jià)格低中低韌性差差好差成型收縮率中小大4.熱塑性樹(shù)脂與熱固性樹(shù)脂相比，在性能方面上有何特點(diǎn)熱塑性樹(shù)脂與熱固性樹(shù)脂相比，在性能方面上有何特點(diǎn)列表比較列表比較熱塑性聚合物熱塑性聚合物熱固性聚合物熱固性聚合物形態(tài)特征形態(tài)特征線(xiàn)性（或者有支鏈的線(xiàn)性）三維網(wǎng)狀凝聚態(tài)特征凝聚態(tài)特征結(jié)晶和無(wú)定型無(wú)定型制品可重復(fù)用制品可重復(fù)用可溶可熔，可反復(fù)加工成型不溶不熔，一次成型工藝操作

8、工藝操作高溫高壓下進(jìn)行，但是周期短常溫常壓下進(jìn)行，周期長(zhǎng)力學(xué)性能力學(xué)性能高斷裂韌性材料韌性差，綜合性能優(yōu)使用溫度使用溫度劣勢(shì)優(yōu)勢(shì)抗老化性能抗老化性能劣勢(shì)優(yōu)勢(shì)5.陶瓷和玻璃陶瓷的區(qū)別？晶態(tài)和非晶態(tài)陶瓷和玻璃陶瓷的區(qū)別？晶態(tài)和非晶態(tài)陶瓷：陶瓷：相組成包括晶相、玻璃箱和氣孔相；燒成溫度一般較玻璃材料低；絕大多數(shù)呈各項(xiàng)異性；機(jī)械性能好（耐磨、抗折強(qiáng)度高、但一般陶瓷彈性系數(shù)低）、介電性能好、耐化學(xué)腐蝕；如傳統(tǒng)陶瓷，配方則有石英、長(zhǎng)石、粘土構(gòu)成。玻

9、璃陶瓷：晶相和玻璃相復(fù)合材料，也叫微晶玻璃。一般都是由玻璃再加工制成。也就是說(shuō)，通過(guò)特殊熱處理或者特殊燒結(jié)（比如CO2激光熔融）、制造工藝，在玻璃機(jī)制中生長(zhǎng)出晶體。玻陶的特點(diǎn)是玻璃和陶瓷性能的兼容，所以應(yīng)用空間大。三復(fù)合材料的增強(qiáng)材料★（重點(diǎn)）三復(fù)合材料的增強(qiáng)材料★（重點(diǎn)）1.玻璃纖維的分類(lèi)如何？玻璃纖維的化學(xué)性能如何？玻璃纖維的分類(lèi)如何？玻璃纖維的化學(xué)性能如何？答：一.1.以玻璃原料成分分類(lèi)，主要用于連續(xù)玻璃纖維的分類(lèi)，一般以不同的含

10、堿量來(lái)區(qū)分。（1）無(wú)堿玻璃纖維（E玻纖）。目前，國(guó)內(nèi)規(guī)定其堿金屬氧化物含量不大于0.5%，國(guó)外一般為1%左右。（2）中堿玻璃纖維（C玻纖）：堿金屬氧化物含量在11.5%—12.5%之間。（3）有堿玻璃（A玻璃）：類(lèi)似于窗玻璃及玻璃瓶的鈉鈣玻璃；（4）特種玻璃纖維。2.以單絲直徑分類(lèi)。玻璃纖維單絲呈圓柱形，以其直徑的不同可以分成幾種：粗纖維：30m初級(jí)纖維20m；中級(jí)纖維：10—20m；高級(jí)纖維：3—10m（亦稱(chēng)紡織纖維）。對(duì)于單絲直徑小

11、于4m的玻璃纖維稱(chēng)為超細(xì)纖維。3.以纖維外觀(guān)分類(lèi)。有連續(xù)纖維，其中有無(wú)捻粗紗及有捻粗紗（用于紡織）、短切纖維、空心玻璃纖維、玻璃粉及磨細(xì)纖維等。4.以纖維特性分類(lèi)。根據(jù)纖維本身具有的性能可分為：高強(qiáng)玻璃纖維、高模量玻璃纖維、耐高溫玻璃纖維、耐堿玻璃纖維、耐酸玻璃纖維、普通玻璃纖維（指無(wú)堿及中堿玻璃纖維）。二.玻璃纖維的化學(xué)性能①玻璃纖維除對(duì)氫氟酸、濃堿、濃磷酸外，對(duì)所有化學(xué)藥品和有機(jī)溶劑都有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。②中堿玻璃纖維對(duì)酸的穩(wěn)定性是