2025年高职复合材料工程技术（复合材料制备）试题及答案.doc

2025年高职复合材料工程技术（复合材料制备）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意）
1. 复合材料制备中，基体材料的主要作用不包括以下哪一项？
A. 粘结增强体
B. 传递载荷
C. 决定复合材料的主要性能
D. 提供纤维增强体附着的基础
2. 以下哪种纤维增强体在复合材料制备中具有较高的强度和模量？
A. 玻璃纤维
B. 碳纤维
C. 芳纶纤维
D. 硼纤维
3. 复合材料制备过程中，界面结合强度对复合材料性能影响很大，以下哪种情况界面结合强度过高可能带来不利影响？
A. 复合材料韧性提高
B. 增强体应力传递均匀
C. 复合材料产生裂纹时易扩展
D. 提高复合材料的强度
4. 在热压罐成型制备复合材料时，热压罐内的压力一般控制在什么范围？
A. 0.1 - 0.5MPa
B. 0.5 - 1MPa
C. 1 - 5MPa
D. 5 - 10MPa
5. 制备混杂纤维增强复合材料时，不同纤维的混杂方式对复合材料性能影响显著，以下哪种混杂方式效果通常较好？
A. 随机混杂
B. 层间混杂
C. 束间混杂
D. 梯度混杂
6. 对于纤维增强复合材料，纤维的体积分数对复合材料性能影响较大，一般来说，随着纤维体积分数增加，复合材料的强度和模量会怎样变化？
A. 先增加后降低
B. 一直降低
C. 一直增加
D. 先降低后增加
7. 复合材料制备中，预浸料的质量对最终复合材料性能至关重要，预浸料的树脂含量偏差应控制在多少以内？
A. ±1%
B. ±2%
C. ±3%
D. ±5%
8. 在注射成型制备复合材料时，注射温度对成型质量影响较大，一般注射温度应比树脂的熔点高多少度？
A. 10 - 20℃
B. 20 - 30℃
C. 30 - 50℃
D. 50 - 80℃
9. 制备颗粒增强复合材料时，颗粒的粒径对复合材料性能有一定影响，一般合适的颗粒粒径范围是多少？
A. 纳米级
B. 微米级
C. 毫米级
D. 厘米级
10. 复合材料制备过程中，固化工艺参数不包括以下哪一项？
A. 固化温度
B. 固化时间
C. 固化压力
D. 纤维长度

第II卷
二、填空题（总共5题，每题4分，将答案填在题中横线上）
1. 复合材料按基体材料类型可分为______基复合材料、______基复合材料和______基复合材料等。
2. 纤维增强复合材料的界面结合类型主要有______结合、______结合和______结合。
3. 热塑性复合材料制备的主要成型方法有______成型、______成型和______成型等。
4. 复合材料制备中，增强体的表面处理方法主要有______处理、______处理和______处理等。
5. 制备复合材料时，原材料的选择原则包括______、______、______等。

三、简答题（总共3题，每题10分）
1. 简述复合材料制备中纤维增强体的选择原则。
2. 说明热压罐成型制备复合材料的工艺流程及关键工艺参数。
3. 分析影响复合材料界面结合强度的因素有哪些。

四、材料分析题（总共2题，每题15分）
材料：在复合材料制备实验中，研究人员采用碳纤维增强环氧树脂复合材料，通过不同的成型工艺制备了两组样品。第一组采用传统的热压罐成型工艺，第二组尝试了一种新的模压成型工艺。实验结果发现，采用热压罐成型工艺的样品，其拉伸强度为1200MPa，模量为100GPa；而采用模压成型工艺的样品，拉伸强度仅为1000MPa，模量为80GPa。
1. 请分析造成两组样品性能差异的可能原因。
2. 针对模压成型工艺制备的样品性能较低的情况，提出改进措施。

五、综合应用题（总共1题，20分）
某航空航天企业计划开发一种新型的复合材料用于制造飞机机翼。要求该复合材料具有高强度、高模量、低密度以及良好的耐疲劳性能。已知该企业现有的原材料有碳纤维、玻璃纤维、环氧树脂和铝合金粉末。请你设计一种复合材料体系，并说明制备工艺过程及关键工艺参数控制，以满足该飞机机翼的性能要求。

答案
第I卷：1. C 2. B 3. C 4. C 5. D 6. C 7. B 8. C 9. B 10. D
第II卷：二填空题：1. 树脂、金属、陶瓷 2. 机械、物理、化学 3. 挤出、注塑、模压 4. 表面涂覆、氧化、偶联剂 5. 性能匹配、工艺适应性、成本效益
三简答题：1. 纤维增强体的选择原则包括：与基体材料的相容性好；具有高的强度和模量；尺寸稳定；密度低；耐化学腐蚀等。2. 热压罐成型工艺流程：预浸料剪裁铺层、装模、密封热压罐、升温加压固化、冷却卸压脱模。关键工艺参数：固化温度、固化时间、固化压力、升温速率、降温速率等。3. 影响复合材料界面结合强度的因素有：纤维表面处理情况、基体与纤维的化学亲和力、成型工艺参数、复合材料的吸湿情况等。
四材料分析题：1. 造成两组样品性能差异的可能原因：热压罐成型工艺能更好地控制温度、压力等参数，使纤维与树脂充分浸润和固化，界面结合更理想，从而性能更好；模压成型工艺可能在温度、压力均匀性控制上不如热压罐，导致纤维分布不均匀或界面结合不充分。2. 改进措施：优化模压成型工艺参数，如提高成型温度和压力，并延长保压时间；对碳纤维进行更有效的表面处理，增强与树脂的结合力；在模压前对预浸料进行适当预热，使其流动性更好。
五综合应用题：设计复合材料体系：采用碳纤维增强环氧树脂，并添加适量铝合金粉末作为颗粒增强相。制备工艺过程：先将碳纤维进行表面处理，然后与环氧树脂混合制成预浸料，再将铝合金粉末均匀混入预浸料中进行铺层。采用热压罐成型工艺，控制固化温度120℃、固化时间2小时、固化压力3MPa，升温速率1℃/min，降温速率0.5℃/min。关键工艺参数控制：严格控制碳纤维的质量分数在60%左右，铝合金粉末质量分数在5%左右，确保预浸料树脂含量符合要求，精确控制热压罐成型各工艺参数，保证复合材料性能均匀稳定。