複合材料考試複習

2022-08-20 15:21:05 字數 4103 閱讀 3333

名詞解釋

1.介面:複合材料中相與相之間的兩相交界區稱為介面;把物體與空氣接觸的面稱為表面.

2.比表面積:單位體積的物質所具有的表面積稱比表面積,以as表示.

3.複合材料:是指由兩種或兩種以上不同性質的單一材料通過一定的復合方法所得到的巨集觀多相材料.

4.偶聯劑:偶聯劑是這樣的一類化合物,它們的分子兩端通常含有性質不同的基團,一端的基團與增強體表面發生化學作用或物理作用,另一端的基團則能與基體發生化學作用或物理作用,從而使增強體和基體很好地偶聯起來,獲得良好的介面粘結.

當增強體為玻璃纖維時,偶聯劑主要可分為有機鉻和有機矽兩類:1)、有機酸氯化鉻絡合物類偶聯劑 2)、有機矽烷類偶聯劑 3)、新品種矽烷偶聯劑:耐高溫型、過氧化物型、陽離子型、水溶性、疊氮型.

5.2-2型結構:是一種有兩種組分材料呈層狀疊合而成的多層結構複合材料.

6.誘導效應:在一定條件下,複合材料中的一組分材料可以通過誘導作用使另一組分材料的結構改變而改變整體效能或產生新的效應.

7.複合材料介面優化設計:是指對複合材料介面相進行設計及控制,以使整體材料的綜合性能達到最優性能,包括以下幾個方面:

1.材料的應用要求;2.彈性模量的設計;3.

介面的殘餘應力;4.基體與增強體的相容性;5.相間的動力學效果;6.

偶聯劑的效能.

8.組分效果:在複合材料的基體和增強體或功能體的物理機械效能確定的情況下,僅僅把相對組成作為變數,不考慮組分的幾何形態、分布狀態和尺度等複雜變數影響時產生的效果稱為組分效果.

9.物理吸附:當固體表面的原子價已被相鄰的原子所飽和,表面分子與吸附物之間的作用力是分子間引力,這類吸附稱物理吸附.

10.化學吸附:當固體表面原子的原子價未完全被原子所飽和,還有剩餘的成鍵能力,在吸附劑及吸附物之間有電子轉移生成化學鍵的吸附稱化學吸附.

11.表面處理:是在增強體表面塗復上一種稱為表面處理劑的物質,這種表面處理劑包括浸潤劑及一系列偶聯劑和助劑等物質,它有利於增強體與基體間形成乙個良好的粘結介面,從而達到提高複合材料各種效能的目的.

填空1.四個相組成的複合體繫結構有35中可能存在的連通性.

2.複合材料中,增強體與基體間最終介面的獲得,一般分為接觸或潤濕過程和固化過程兩個階段.

3.複合材料的復合效應分為線性效應和非線性效應兩類.

4.按化學組成,偶聯劑主要可分為有機鉻和有機矽兩大類.

5.有機矽烷中的r基團可以是雙鍵、是雙鍵、環氧基、氨基、長鏈烷基等.

6.通常的研究中,習慣於把氣-液、氣-固介面分別稱為液相表面、固相表面.

7. (ro)mti-(ox-r』-y)n是鈦酸酯偶聯劑的結構通式.

8.材料的傳遞性質是指材料在外作用場作用時,表徵某通量通過材料阻力大小的物理量.

9.聚合物基磁性複合材料由強磁粉、聚合物粘結劑和加工助劑三大部分組成.

10.聚丙烯的改性有共聚、共混與填充增強等方法.

11.晶格是表徵晶體材料微觀結構的基礎.

12.如果增強體被樹脂完全浸潤,液態樹脂的表面張力必須低於增強體的臨界表面張力.

13.增強體表面的極性取決於本身的分子結構、物質結構及外場的作用.

14.螯合偶聯劑有螯合100型和螯合200型兩種基本型別.

判斷題1.三氧化二銻單獨使用有很強的阻燃效果.(× 三氧化二銻在單獨使用時幾乎沒有阻燃效果,但與有機鹵化物並用時卻具有明顯的阻燃效果)

2.共振效應屬於線性效應.(× 線性效應有平均、平行、相補、相抵;非線性效應有相乘、誘導、共振、系統)

3.吸附過程是放熱反應.(√)

4.同軸圓柱模型主要適用於0-3型複合材料.(× 1-3型)

5.功能複合材料主要是以其力學效能為工程所應用.(× 物理特性)

6.顯示平行效應的複合材料,其組成複合材料的各組分在複合材料中均保留本身的,既無制約,也無補償.(√)

7.沃蘭處理劑是一種矽烷偶聯劑.(× 是有機酸鉻絡合物類偶聯劑)

8.複合材料介面形成過程中,一般是潤濕過程完成後在進行固化過程.(× 這兩個過程往往是連續的,有時幾乎是同時發生的)

9.組成複合材料的基體與增強體,在效能上能互補,從而提高了綜合性能,則顯示出相抵效應.(× 相補效應)

10.鉬化物的阻燃效果雖高於三氧化二銻但具有阻燃時發煙的特點.(× 鉬化物的阻燃效果雖略低於三氧化二銻,但它具有抑制燃燒時發煙的特點)

11.當試樣斷面上被拔出的纖維表面粘附有基體樹脂時,表明介面粘結強度高,破壞發生在基體中.(√)

12.功能複合材料相對於結構複合材料研製周期長.(√)

13.凡是具有可產生不然性氣體的填料都有良好的阻燃效果.(× 有效的阻燃劑須滿足以下條件:產生不燃性氣體的溫度略低於聚合物熱分解溫度;在複合材料的混煉、成型溫度下不產生不燃性氣體)

14.氫氧化鋁一般不能作為熱塑性和熱固性聚合物的阻燃填料.(× 對大多數熱塑性和熱固性聚合物,氫氧化鋁是最常用的阻燃劑填料之一)

是有機矽烷表面處理劑的一般結構通式,其r基團為有機基團.(√)

16.玻璃纖維的處理法中,前處理法較後處理法省去了複雜的處理工藝裝置,使用方便,所以是目前普遍採用的一種方法.(× 目前普遍採用後處理法)

17.功能複合材料主要以其聲、光、電、熱、磁等物理特性為工程所用.(√)

18.比表面積是表面積與體積之比.(√)

19.耐高溫矽烷偶聯劑都含有乙個與si原子直接相連的穩定的芳香環,芳香環上有乙個能與樹脂基體反應的官能團.(×)

簡答題1. 吸附按作用力的性質可分為物理吸附和化學吸附:

物理吸附的一般特點有:

1)、物理吸附無選擇性;2)、吸附在表面的可以呈單分子層,也可以是多分子層;3)、物理吸附和解吸速度都較快,易達到平衡.

化學吸附的一般特點有:

1)、化學吸附是有選擇性的;2)、只能是單分子吸附,且不易吸附和解吸;3)、化學吸附平衡慢.

2.表面張力是物質的一種特性,與表面張力有關的因素有:表面張力與物質結構、性質有關;物質的表面張力與它相接觸的另一相物質有關;表面張力隨溫度不同而不同.

3. 玻璃纖維與塊狀玻璃具有相似的結構,玻璃表面會產生一種表面力,此表面力與表面張力、表面吸濕性有密切關係。當玻璃表面處於力的不平衡狀態時,就有吸附外界物質的傾向。

大氣中存在的水分即是最常遇的物質,因此玻璃表面常常牢固的吸附著一層水分子。同時,一切矽酸鹽玻璃是金屬氧化物分散於sio2網路結構中的混合物,非sio2組分是以微觀不均相而存在,這些非sio2成分的存在使玻璃表面狀態與性質突出的表現為吸濕性。由此可知玻璃纖維表面常常吸附一層水分子.

4.以矽烷偶聯劑為例,用反應式的形式說明偶聯劑與玻璃纖維反應的過程.

(1) 有機矽烷水解,生成矽醇2)玻璃纖維表面吸水,生成羥基:

(3)矽醇與吸水的玻璃纖維表面反應,又分三步:

第一步:矽醇與玻璃纖維表面反應生成氫鍵:

第二步:低溫乾燥(水分蒸發),矽醇進行醚化反應:

第三步:高溫乾燥(水分蒸發),矽醇與吸水玻璃纖維間進行醚化反應:

5.以沃蘭處理劑為例,用反應式的形式寫出其與玻纖表面的作用過程.

6.後處理法:先用洗滌法或灼燒法除去拉絲過程中塗覆在玻纖表面的紡織型浸潤劑,再經處理劑溶液浸漬、烘焙、水洗、烘乾等工藝使玻纖表面被覆上一層偶聯劑。

前處理法:將偶聯劑加入到紡織型浸潤劑中,在拉絲過程中表面劑就被覆到玻璃纖維表面上,與後處理法比較,省去了複雜的處理工藝及裝置,避免了纖維強度損失.

7.矽烷偶聯劑的x基團與玻璃纖維表面的作用機理:

1)、開始時在偶聯劑si上的三個不穩定的x基團發生水解;

2)、隨後縮合成低聚體;

3)、這些低聚體與基質表面上的-oh形成氫鍵;

4)、最後在乾燥或固化過程中與基質表面形成共價鍵並伴隨著少量的水。

8.水為何降低frp的效能?簡述提高耐水性的方法

(一)水能溶解和破壞玻纖的sio2網路,同時加速玻纖表面微裂紋的擴充套件,從而降低玻纖的拉伸效能。水可使樹脂大分子溶脹,導致樹脂內聚強度降低;水對樹脂產生增速作用,降低其彈性模量;能使酯鍵、醚鍵發生水解,造成斷鏈、降解等,水能破壞纖維-樹脂介面,沿介面漸漸侵入,從而降低了frp的層間剪下效能和彎曲效能

(二) 提高frp耐水性的方法:

(1)纖維進行偶聯劑表面處理(2)選用耐水性好的樹脂(3)表面採用表面氈形成富樹脂層(4)表面塗層,表面貼附氟薄膜、聚酯薄膜等。

9.從工程應用的角度看,複合材料可以分為兩大類:結構複合材料和功能複合材料。

結構複合材料主要是以其力學效能如強度、剛度、形變等特性為工程所應用;而功能複合材料則以其聲、光、電、熱、磁等物理特性為工程所應用。

複合材料考試總結

1.複合材料定義 由兩種或兩種以上不同效能 不同形態的組分通過復合工藝組合而成的一種多相材料,它既保持了原組分材料的主要特點又顯示了原組分材料所沒有的新效能。2.複合材料的基本特徵 可設計性。即通過對原材料的選擇 各組分分布設計和工藝條件的保證等,使原組分材料優點互補,因而呈現了出色的綜合性能 由基...

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《複合材料及工藝》複習總結

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