2025年大三（复合材料与工程）复合材料制备技术阶段考核题.doc

2025年大三（复合材料与工程）复合材料制备技术阶段考核题

（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：本卷共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. 以下哪种材料不属于复合材料的基体材料？（ ）
A. 树脂
B. 金属
C. 陶瓷
D. 碳纤维
2. 复合材料制备过程中，增强体的主要作用是（ ）
A. 传递载荷
B. 提高强度和模量
C. 降低成本
D. 改善加工性能
3. 下列哪种制备方法不属于复合材料的成型方法？（ ）
A. 模压成型
B. 注射成型
C. 化学合成法
D. 缠绕成型
4. 纤维增强复合材料中，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材料在各个方向上性能较为均匀？（ ）
A. 单向排列
B. 正交排列
C. 随机排列
D. 层状排列
5. 制备复合材料时，选择增强体的首要考虑因素是（ ）
A. 价格
B. 密度
C. 与基体的相容性
D. 外观
6. 在复合材料界面设计中，以下哪种措施不利于提高界面结合强度？（ ）
A. 表面处理增强体
B. 加入偶联剂
C. 降低界面粗糙度
D. 优化基体成分
7. 对于颗粒增强复合材料，颗粒的尺寸对材料性能有显著影响，一般来说，颗粒尺寸增大，材料的（ ）
A. 强度提高
B. 韧性提高
C. 硬度降低
D. 耐磨性降低
8. 以下哪种复合材料制备技术可以实现连续纤维增强体的高效铺放？（ ）
A. 手糊成型
B. 拉挤成型
C. 热压罐成型
D. 自动铺带成型
9. 复合材料的性能与制备工艺参数密切相关，在固化过程中，固化温度升高，一般会导致复合材料的（ ）
A. 强度降低
B. 模量降低
C. 固化速度加快
D. 孔隙率增加
10. 为了提高复合材料的耐腐蚀性，可采取的措施是（ ）
A. 选择耐蚀性好的基体和增强体
B. 增加增强体含量
C. 降低固化温度
D. 减少界面结合

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。

1. 复合材料按基体材料可分为______、______、______等。
2. 增强体的形态主要有______、______、______等。
3. 复合材料制备过程中，混合工艺的目的是使______和______均匀分布。
4. 热压罐成型工艺的关键参数包括______、______、______等。
5. 复合材料界面的作用有______、______、______等。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述复合材料的优点。
2. 说明纤维增强复合材料中纤维与基体的作用。
3. 列举三种常见的复合材料成型工艺及其特点。
4. 分析影响复合材料性能的主要因素。

四、材料分析题（共20分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。

材料：某复合材料由碳纤维增强环氧树脂基体组成。在制备过程中，发现材料的实际性能低于预期。经过分析，发现碳纤维表面处理不当，导致与基体的界面结合较弱。

1. 请说明碳纤维表面处理对复合材料性能的重要性。（5分）
2. 针对界面结合较弱的问题，提出至少两种改进措施。（5分）
3. 若要提高该复合材料的强度，还可以从哪些方面进行优化？（10分）

五、综合应用题（共2分）
答题要求：本大题共1小题，20分。请根据题目要求进行分析和解答。

设计一种用于航空航天领域的高性能复合材料，并阐述其基体材料、增强体材料的选择依据，以及制备工艺和性能优势。

答案：
1. D
2. B
3. C
4. C
5. C
6. C
7. C
8. D
9. C
10. A

二、1. 树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料
2. 纤维、颗粒、晶须
3. 增强体、基体
4. 温度、压力、时间
5. 传递载荷、保护增强体、决定复合材料性能

三、1. 复合材料具有比强度和比模量高、可设计性强、良好的耐腐蚀性等优点。
2. 纤维主要承受载荷，提高材料的强度和模量；基体传递载荷，保护纤维，使复合材料具有一定的成型性和整体性。
3. 模压成型：能成型形状复杂的制品，精度高，但生产效率相对较低。注射成型：生产效率高，可成型薄壁制品，但设备成本高。缠绕成型：适用于制造管状等回转体构件，强度高。
4. 包括增强体的种类、含量、排列方式，基体材料性能，界面结合情况，制备工艺参数等。

四、1. 碳纤维表面处理可改善其与基体的界面结合，增强界面传递载荷的能力，从而提高复合材料的性能。
2. 改进措施：采用合适的表面处理剂对碳纤维进行处理；优化基体配方，使其与碳纤维更好地相容。
3. 优化方面：增加碳纤维含量；改善碳纤维的排列方式，使其更有序；进一步优化固化工艺参数，提高材料的致密性。

五、可选择金属基复合材料，基体选铝合金，因其密度低、导热性好。增强体选碳化硅纤维，高强度、高模量。制备工艺用粉末冶金法，能保证成分均匀。性能优势：比强度和比模量高，适合航空航天领域减轻结构重量需求；导热性好可满足散热要求；高温性能好能适应恶劣环境。