2025年大学二年级（复合材料与工程）复合材料制备技术试题及答案.doc

2025年大学二年级（复合材料与工程）复合材料制备技术试题及答案

（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：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 复合材料制备过程中，基体与增强体之间良好的界面结合是通过以下哪种方式实现的？
A. 机械啮合
B. 化学键合
C. 范德华力
D. 以上都是

2. 对于纤维增强复合材料，纤维的排列方式对材料性能影响较大。以下哪种排列方式能使复合材料在轴向具有最高的强度？
A. 随机排列
B. 单向排列
C. 正交排列
D. 斜交排列

3. 在制备颗粒增强复合材料时，颗粒的粒径对材料性能有显著影响。一般来说，粒径增大，复合材料的强度会：
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小

4. 复合材料成型工艺中，模压成型适用于以下哪种情况？
A. 形状复杂的制品
B. 大批量生产
C. 对尺寸精度要求不高的制品
D. 对强度要求较低的制品

5. 热固性树脂基复合材料在固化过程中，以下哪种因素会影响固化程度？
A. 温度
B. 时间
C. 压力
D. 以上都是

6. 制备复合材料时，选择增强体的首要考虑因素是：
A. 成本
B. 强度
C. 与基体的相容性
D. 密度

7. 以下哪种复合材料制备技术属于原位复合技术？
A. 搅拌混合法
B. 化学气相沉积法
C. 层压成型法
D. 模压成型法

8. 在复合材料制备中，为了提高增强体在基体中的分散均匀性，常采用以下哪种方法？
A. 加入表面活性剂
B. 提高搅拌速度
C. 延长搅拌时间
D. 以上都是

9. 对于金属基复合材料，其制备过程中需要注意防止：
A. 氧化
B. 界面反应
C. 气孔产生
D. 以上都是

10. 复合材料制备技术的发展趋势是：
A. 高性能化
B. 低成本化
C. 绿色化
D. 以上都是

第II卷（非选择题 共70分）

（总共3题，每题10分，答题要求：简要回答以下问题）
11. 简述复合材料制备过程中界面设计的重要性及主要方法。

12. 对比分析热压罐成型和真空袋压成型两种复合材料成型工艺的优缺点。

13. 说明在制备陶瓷基复合材料时，如何选择合适的基体和增强体。

（总共2题，每题20分，答题要求：结合材料回答问题）
14. 材料：某复合材料制备企业采用纤维增强热塑性树脂体系制备汽车零部件。在制备过程中，发现纤维与树脂的界面结合强度不足，导致零部件性能达不到要求。
问题：请分析可能导致界面结合强度不足的原因，并提出改进措施。

材料：一种新型的碳纳米管增强金属基复合材料正在研发中。该复合材料旨在用于航空航天领域，以提高材料的强度和耐高温性能。
问题：针对该复合材料的研发，阐述在制备过程中需要重点关注哪些方面，并说明理由。

（总共2题，每题20分，答题要求：根据题目要求进行论述）
15. 论述复合材料制备技术在未来航空航天领域的发展前景及面临的挑战。

16. 阐述如何通过改进复合材料制备技术来提高复合材料的综合性能，以满足不同工程领域的需求。

答案：
1. D
2. B
3. B
4. A
5. D
6. C
7. B
8. D
9. D
10. D
11. 界面设计重要性：影响复合材料性能，如强度、模量、韧性等。主要方法：选择合适的基体和增强体，使其有良好的化学和物理相容性；对增强体进行表面处理，改善界面结合；控制制备工艺参数，优化界面结构。
12. 热压罐成型优点：能精确控制温度、压力等参数，制品质量高；缺点：设备昂贵，成本高，周期长。真空袋压成型优点：设备简单，成本低，适合小批量生产；缺点：对工艺控制要求高，制品质量不如热压罐成型。
13. 选择基体考虑陶瓷的种类、性能要求，如耐高温、耐磨损等。增强体选择要考虑与基体的相容性、增强效果，如纤维增强可提高强度和韧性，颗粒增强可改善某些性能。
14. 原因可能有：纤维表面处理不当；树脂与纤维的匹配性不佳；制备工艺参数不合适。改进措施：优化纤维表面处理工艺；选择更匹配的树脂体系；调整制备工艺参数，如温度、压力、时间等。
15. 发展前景：随着航空航天技术发展，对高性能复合材料需求增加，制备技术将不断进步，满足更苛刻要求。面临挑战：制备工艺复杂，成本高；材料性能一致性控制难；对极端环境适应性有待提高。
16. 改进制备技术可从多方面入手。如优化界面设计，提高界面结合强度；采用先进成型工艺，提高制品质量和精度；开发新型基体和增强体，拓展性能范围；加强工艺控制和质量检测，确保性能稳定。