2025年大学大三（复合材料）复合材料制备试题及解析.doc

2025年大学大三（复合材料）复合材料制备试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)
w1. 以下哪种方法不属于复合材料常用的成型方法？（ ）
A. 模压成型 B. 注射成型 C. 气相沉积法 D. 缠绕成型
w2. 在复合材料制备中，增强相的作用不包括以下哪一项？（ ）
A. 提高材料强度 B. 改善材料韧性 C. 降低材料成本 D. 赋予材料特殊性能
w3. 下列关于纤维增强复合材料的说法，错误的是（ ）
A. 纤维的强度和模量越高，增强效果越好
B. 纤维的直径越细，增强效果越好
C. 纤维与基体之间的界面结合越强，复合材料性能越好
D. 纤维的含量对复合材料性能有重要影响
w4. 制备颗粒增强复合材料时，颗粒的粒径一般控制在（ ）
A. 纳米级 B. 微米级 C. 毫米级 D. 厘米级
w5. 以下哪种材料常用于制备复合材料的基体？（ ）
A. 金属 B. 陶瓷 C. 高分子聚合物 D. 以上都是
w6. 复合材料制备过程中，预成型体的作用是（ ）
A. 确定复合材料的最终形状 B. 提高增强相的分散性
C. 便于后续成型操作 D. 以上都是
w7. 对于连续纤维增强复合材料，纤维的排列方式对其性能影响较大，以下哪种排列方式能获得较高的纵向强度？（ ）
A. 随机排列 B. 单向排列 C. 正交排列 D. 斜交排列
w8. 在制备复合材料时，以下哪种工艺可以有效改善纤维与基体之间的界面结合？（ ）
A. 表面处理 B. 高温烧结 C. 机械搅拌 D. 真空干燥
w9. 以下关于复合材料制备中固化工艺的说法，正确的是（ ）
A. 固化温度越高，固化时间越短
B. 固化压力对复合材料性能没有影响
C. 固化过程中不需要控制环境气氛
D. 固化工艺只适用于热固性树脂基复合材料
w10. 制备复合材料时，选择增强相和基体的原则不包括（ ）
A. 性能匹配 B. 成本低廉 C. 工艺相容性好 D. 颜色一致

第II卷（非选择题 共70分）
w11. （10分）简述复合材料制备的一般工艺流程。
w12. （15分）分析影响复合材料性能的主要因素有哪些？
w13. （15分）举例说明一种纤维增强复合材料的制备方法及工艺要点。
w14. （15分）阅读以下材料：在航空航天领域，复合材料的应用越来越广泛。例如，某型号飞机的机翼采用了碳纤维增强环氧树脂复合材料。这种复合材料具有高强度、低密度的特点，能够有效减轻飞机重量，提高飞行性能。同时，其良好的耐腐蚀性和疲劳性能也确保了机翼在长期使用中的可靠性。
问题：请分析该碳纤维增强环氧树脂复合材料在机翼应用中的优势，并说明复合材料在航空航天领域广泛应用的原因。

w15. （15分）材料：随着汽车行业对节能减排的要求日益提高，复合材料在汽车制造中的应用逐渐增多。如某汽车制造商采用玻璃纤维增强塑料复合材料制造汽车车身部件。这种复合材料不仅重量轻，可降低汽车能耗，而且具有良好的成型性和耐候性。
问题：请阐述玻璃纤维增强塑料复合材料在汽车车身部件应用中的优点，并探讨复合材料在汽车行业进一步推广应用可能面临的挑战。

答案：
w1. C
w2. C
w3. C
w4. B
w5. D
w6. D
w7. B
w8. A
w9. A
w10. D
w11. 复合材料制备一般工艺流程：首先选择合适的增强相和基体，对增强相进行预处理如纤维的表面处理等；然后将增强相和基体按一定比例和方式混合形成预成型体；接着采用合适的成型方法如模压成型、缠绕成型等使预成型体成型；之后进行固化工艺，使基体固化并与增强相结合紧密；最后进行后处理，如加工、质量检测等。
w12. 影响复合材料性能的主要因素有：增强相的种类、形态、含量和分布，纤维的强度、模量、直径、长度等，颗粒的粒径等；基体的种类和性能；纤维与基体之间的界面结合强度；成型工艺参数如温度、压力、时间等；预成型体的质量和结构等。
w13. 以碳纤维增强环氧树脂复合材料为例，制备方法：采用预浸料模压成型。工艺要点：首先制备高质量的碳纤维预浸料，将碳纤维与环氧树脂充分混合并控制好树脂含量；然后将预浸料裁剪成合适形状铺放在模具中，注意纤维的排列方向；接着在模具中施加一定压力和温度进行模压成型，固化过程中要严格控制温度和时间参数，确保固化完全且复合材料性能良好。
w14. 优势：高强度可承受较大外力，低密度减轻机翼重量，提高飞行性能；耐腐蚀性保证机翼长期使用不受损，疲劳性能好能适应多次飞行起降。广泛应用原因：复合材料能满足航空航天领域对材料高性能、轻量化的严格要求，提升飞行器性能，适应复杂环境和工况，推动航空航天技术不断发展。
w15. 优点：重量轻降低汽车能耗，良好的成型性便于制造复杂车身部件，耐候性保证部件在不同环境下性能稳定。面临挑战：成本较高限制大规模应用；回收再利用技术不完善，不利于环保和资源节约；设计和制造工艺要求高，需专业技术和设备支持。