複合材料概論總思考題
一. 複合材料總論
1． 什麼是複合材料？複合材料的主要特點是什麼？
所謂複合材料，是指由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過不同的工藝方法人工合成的，各組分間有明顯介面且效能優於各組成材料的多相固體材料。複合材料的特點： a複合材料是由兩種或兩種以上不同效能的材料組元通過巨集觀或微觀復合形成的一種新型材料，組元之間存在著明顯的介面；b複合材料中各組元不但保持各自的固有特性，而且可最大限度發揮各種材料組元的特性，並賦予單一材料組元所不具備的優良特殊效能；c複合材料具有可設計性。
可以根據使用條件要求進行設計和製造，以滿足各種特殊用途，從而極大地提高工程結構的效能。d材料和結構的統一
2． 複合材料的基本效能（優點）是什麼？——請簡答6個要點
1)比強度，比模量高（強度/密度，模量/密度）2)良好的高溫效能3）良好的尺寸穩定性——熱膨脹係數下降.石墨纖維增強鎂基複合材料中，當石墨纖維的含量達到48% 時，複合材料的熱膨脹係數為零。4）良好的化學穩定性：
聚合物基複合材料和陶瓷基複合材料具有良好的抗腐蝕性。5)良好的抗疲勞、蠕變、衝擊和斷裂韌性：由於增強體的加入，複合材料的抗疲勞、蠕變、衝擊和斷裂韌性等效能得到提高，特別是陶瓷基複合材料的脆性得到明顯改善。
6)良好的功能效能：包括光、電、磁、熱、燒蝕、摩擦及潤滑等效能。
3． 複合材料是如何命名的？如何表述？舉例說明。 4種命名途徑
根據增強材料和基體材料的名稱來命名;如「增強材料+基體材料」複合材料
(1) 強調基體即強調了基體材料的種類和特徵(酚醛樹脂基複合材料、鋁合金基複合材料等)
(2) 強調增強體即強調增強材料的種類和性質（碳纖維複合材料、金屬纖維複合材料、玻璃纖維複合材料等）
(3) 基體與增強體並用即同時出現基體材料和增強體材料(碳纖維增強環氧樹脂複合材料、玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂複合材料等。)
(4) 俗稱 (玻璃鋼就是玻璃纖維增強樹脂基複合材料的俗稱)
4． 常用不同種類的複合材料(pmc，mmc，cmc)各有何主要效能特點？注意比較之間的異同點
5． 複合材料在結構設計過程中的結構層次分幾類，各表示什麼？在結構設計過程中的設計層次如何，各包括哪些內容？ p8
1、複合材料的三個結構層次2、複合材料設計的三個層次：
一次結構——單層材料——微觀力學一次結構單層材料設計
二次結構——層合體——巨集觀力學二次結構鋪層設計
三次結構——產品結構——結構力學三次結構結構設計
6． 試分析複合材料的應用及發展。
二. 複合材料的基體材料
1． 複合材料中聚合物基體的主要作用是什麼？
1)把纖維粘在一起；2)分配纖維間的載荷；3)保護纖維不受環境影響。
用作基體的理想材料，其原始狀態應該是低粘度的液體，並能迅速變成堅固耐久的固體，足以把增強纖維粘住。
儘管纖維增強材料的作用是承受載荷，但是基體材料的力學效能會明顯地影響纖維的工作方式及其效率。
2． 選擇金屬基體的主要原則是什麼？
① 金屬基複合材料的使用要求——金屬基複合材料構件的使用效能要求是選擇金屬基體材料最重要的依據。
② 金屬基複合材料組成特點
a:連續纖維增強金屬基複合材料，纖維是主要承載物體，纖維本身具有很高的強度和模量，而金屬基體的強度和模量遠遠低於纖維。
b:連續纖維增強金屬基複合材料中基體的主要作用應是以充分發揮增強纖維的效能為主，基體本身應與纖維有良好的相容性和塑性，而並不要求基體本身有很高的強度。
c:對於非連續增強（顆粒、晶須、短纖維）金屬基複合材料，基體是主要承載物，基體的強度對複合材料具有決定性的影響。因此要獲得高效能金屬基複合材料必須選用高強度鋁合金作為基體，這與連續纖維增強金屬基複合材料基體的選擇完全不同。
③ 基體金屬與增強物的相容性
金屬基複合材料需要在高溫下成型，製備過程中，處於高溫熱力學非平衡狀態下的纖維與金屬之間很容易發生化學反應，在介面形成反應層。介面反應層大多是脆性的，當反應層達到一定厚度後，材料受力時將會因介面層的斷裂伸長小而產生裂紋，並向周圍纖維擴充套件，容易引起纖維斷裂，導致複合材料整體破壞。因此，選擇基體時應充分注意與增強物的相容性（特別是化學相容性），並盡可能在複合材料成型過程中抑制介面反應。
3． 常用的聚合物基體有哪些？三種常用熱固性樹脂各有何主要特點?各自主要適合於哪種(些)增強纖維? p80
聚合物基體的種類-------熱固性和熱塑性
不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂及各種熱塑性聚合物等。
1 聚酯樹脂特點
工藝性良好，室溫下固化，常壓下成型，工藝裝置簡單。
樹脂固化後綜合性能良好，力學效能不如酚醛樹脂或環氧樹脂。
**比環氧樹脂低得多，只比酚醛樹脂略貴一些。
不飽和聚酯樹脂的缺點是固化時體積收縮率大、耐熱性差等。
2 環氧樹脂特點
在加熱條件下即能固化，無須新增固化劑。酸、鹼對固化反應起促進作用；
已固化的樹脂有良好的壓縮效能，良好的耐水、耐化學介質和耐燒蝕效能；
樹脂固化過程中有小分子析出，故需在高壓下進行；
固化時體積收縮率大，樹脂對纖維的粘附性不夠好，但斷裂延伸率低，脆性大。
3 酚醛樹脂特點
優點：比環氧樹脂**便宜
缺點：吸附性不好、收縮率高、成型壓力高、製品空隙含量高等。
大量用於粉狀壓塑料、短纖維增強塑料，
少量用於玻璃纖維複合材料、耐燒蝕材料等，很少使用在碳纖維和有機纖維複合材料
中。4． 熱塑性樹脂與熱固性樹脂相比，在效能方面上有何特點? 列表比較
5． 陶瓷和玻璃陶瓷的區別？晶態和非晶態p19
三. 複合材料的增強材料★（重點）
1． 玻璃纖維的分類如何？p35玻璃纖維的化學效能如何？p42
2． 玻璃纖維生產過程中的浸潤劑的作用？常用的浸潤劑有哪些？有何特點？p46
3． 玻璃纖維的強度為什麼比同成分的塊狀玻璃高幾十倍？p37
4． 玻璃纖維強度的影響因素有哪些？為什麼？ p38
5． 碳纖維的製造方法有幾種？p51碳纖維的主要效能是什麼？
1)強度和模量高、密度小；2)具有很好的耐酸性；熱膨脹係數小，甚至為負值3)具有很好的耐高溫蠕變效能，一般在1900℃以上才呈現出永久塑性變形。4)摩擦係數小、潤滑性好、導電性高。
6． 目前製作碳纖維主要原材料有哪三種？p51
7． 有機纖維製作碳纖維所選擇條件是什麼？一般分為哪幾步？p51
加熱時不熔融，可牽伸，碳纖維產量高
8． 石墨纖維與碳纖維相比，在製作方法、結構與主要效能上有何不同？p51
9． 芳綸纖維主要有幾種？作為增強材料的芳綸纖維有何主要效能特點？
①芳香族醯胺纖維 ② 聚乙烯纖維
芳綸纖維分子鏈是線性結構，這又使纖維能有效地利用空間而具有高的填充效率的能力，在單位體積內可容納很多聚合物。這種高密度的聚合物具有較高的強度
芳綸纖維的化學鏈主要由芳環組成。這種芳環結構具有高的剛性，並使聚合物鏈呈伸展狀態而不是摺疊狀態，形成棒狀結構，因而纖維具有高的模量。
10． 闡述硼纖維的製造方法與主要效能特點？p58
11． 如何在不同的複合材料中選擇增強纖維？
四. 複合材料的介面
1． 複合材料的介面定義是什麼p61，包括哪些部分，有何特點？p62有哪些效應？ p61五個效應
2． 金屬基複合材料的介面的主要問題是什麼？怎樣進行控制？ p67(介面的化學反應) 三條途徑
3． 金屬基複合材料介面的結合形式有哪幾種？p67
4． 常用的增強材料(玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、sic纖維等)的表面如何處理可改善複合材料的介面效果?
有機纖維：複合樹脂基體時候，採用不同氣體下等離子體處理表層
玻璃纖維：與樹脂基體復合時候用偶聯劑（或者浸潤劑）
b纖維：與樹脂基體復合可不用表面處理；與金屬基體復合採用陶瓷塗層。
c纖維:與樹脂基體復合主要採用等離子體處理、沉積法或氧化法處理；與金屬基體復合主要採用陶瓷塗層。
5． 聚合物基複合材料p62、陶瓷基複合材料p69介面有哪些特點，設計的方法？
6． 複合材料的復合法則—混合定律？
在複合材料中，在已知各組分材料的力學效能、物理效能的情況下，複合材料的力學效能和物理效能主要取決於組成複合材料的材料組分的體積百分比（vol.%）：
7． 什麼是複合材料的相容性？相容性分為哪兩種？各指什麼？
相容性指複合材料在製造、使用過程中各組分之間相互協調、配合的程度。相容性關係到複合材料中的各組分材料能否有效發揮其作用以及複合材料整體的結構和效能能否長期穩定。相容性包括物理相容性和化學相容性。
物理相容性
（1）基體應具有足夠的韌性和強度，能夠將外部載荷均勻地傳遞到增強劑上，而不會有明顯的不連續現象。
（2）由於裂紋或位錯移動，在基體上產生的區域性應力不應在增強劑上形成高的區域性應力。
（3）基體與增強相熱膨脹係數的差異對複合材料的介面結合及各類效能產生重要的影響。
化學相容性：主要指基體與增強體之間有無化學反應。
8． 纖維增強複合材料中，軸向和強度各有什麼特點？
9． 瀰散顆粒、顆粒增強機理是什麼？
10． 請分析為什麼連續纖維拔出長度通常為lc /2，為什麼纖維端部先於纖維中部脫粘。
11． 計算纖維的不同排列方式，纖維間距r與vf的關係式。
五. 聚合物基複合材料
1． 聚合物基複合材料的主要效能是什麼？p78
2． 常用的三種gfrp（玻璃纖維增強的三種常用塑料）的主要效能如何？
玻璃纖維增強環氧樹脂是gfrp中綜合性能最好的一種。 不足：環氧樹脂粘度大，加工不便
玻璃纖維增強酚醛樹脂，耐熱性最好！不足：效能較脆，機械強度不如環氧樹脂。有刺激性玻璃纖維增強聚酯樹脂：加工效能好。不足：固化時收縮率大
3． 聚合物基複合材料的原材料選擇原則與纖維選擇原則是什麼？ p90
4． 聚合物基複合材料的主要製造方法有哪些？（針對長纖維、短纖維或顆粒各舉一兩例）
短纖維------泥漿燒鑄法
13年複合材料總思考題
複合材料概論總思考題 一.複合材料總論 1 什麼是複合材料？複合材料的主要特點是什麼？2 複合材料的基本效能 優點 是什麼？請簡答6個要點 3 複合材料是如何命名的？如何表述？舉例說明。4種命名途徑 4 常用不同種類的複合材料 pmc，mmc，cmc 各有何主要效能特點？注意比較之間的異同點 5 複...
2019複合材料學思考題
第一章緒論 1.複合材料的定義。2.複合材料相的劃分。3.複合材料的命名和分類。4.與傳統材料相比，複合材料有哪些特點？第二章複合材料的基體材料 1.金屬基體選擇原則包括哪些方面？並舉例說明。2.結構複合材料的金屬基體的分類及常用的基體材料有哪些？3.功能金屬基複合材料的主要金屬基體種類有哪些?4....
材料分析思考題
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