2025年大三（复合材料与工程）复合材料制备考核题.doc

2025年大三（复合材料与工程）复合材料制备考核题

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（总共5题，每题4分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填在括号内）
1. 以下哪种方法不属于复合材料制备中常用的增强体引入方法？（ ）
A. 原位生长法
B. 溶液共混法
C. 气相沉积法
D. 机械搅拌法
2. 在复合材料制备中，对于基体材料的选择，不需要考虑以下哪个因素？（ ）
A. 与增强体的相容性
B. 成本
C. 材料的颜色
D. 使用环境的要求
3. 复合材料制备过程中，为了提高增强体与基体之间的界面结合强度，通常会采取以下哪种措施？（ ）
A. 降低界面粗糙度
B. 加入偶联剂
C. 减少增强体含量
D. 提高基体的熔点
4. 下列哪种复合材料制备工艺适合大规模生产连续纤维增强复合材料？（ ）
A. 手糊成型
B. 模压成型
C. 拉挤成型
D. 缠绕成型
5. 在制备颗粒增强复合材料时，颗粒的粒径对复合材料性能有重要影响。一般来说，粒径增大，复合材料的强度会（ ）。
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 先升高后降低

第II卷
一、填空题（总共5题，每题4分，请将正确答案填在横线上）
1. 复合材料是由______和______两种或两种以上不同性质的材料组合而成的一种多相材料。
2. 复合材料制备中，增强体的主要作用是______。
3. 常见的基体材料有______、______、______等。
4. 复合材料制备工艺中的热压成型工艺，其主要步骤包括______、______、______等。
5. 在复合材料界面设计中，理想的界面应具有______和______的特点。

二、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表面处理方法及其作用。
2. 说明复合材料制备过程中，如何控制复合材料的孔隙率？
3. 阐述复合材料制备中基体与增强体之间的界面结合方式有哪些？

三、材料分析题（1题，10分）
材料：某研究团队采用热压成型工艺制备了碳纤维增强环氧树脂复合材料。在制备过程中，发现复合材料的强度低于预期。经过分析，发现碳纤维表面存在一定程度的氧化，且环氧树脂的固化程度不完全。
问题：请分析导致复合材料强度低于预期的原因，并提出改进措施。

四、论述题（1题，20分）
论述在复合材料制备中，如何根据不同的应用需求选择合适的制备工艺和材料体系，并举例说明。

五、设计题（1题，20分）
设计一种用于航空航天领域的轻质高强度复合材料的制备方案，包括材料选择、制备工艺及预期性能。

答案：
第I卷：1. D 2. C 3. B 4. C 5. B
第II卷：一、1. 基体、增强体 2. 承受载荷，提高复合材料的强度和模量等 3. 树脂基体、金属基体、陶瓷基体 4. 铺层、加热、加压固化 5. 良好的结合强度、适当的界面层厚度
二、1. 表面处理方法有氧化处理、涂层处理等。作用是改善纤维与基体的界面结合，提高复合材料性能。2. 控制方法有优化成型工艺参数如温度、压力、时间等，选择合适的基体和增强体，对原材料进行预处理等。3. 界面结合方式有机械结合、物理结合、化学结合等。
三、原因：碳纤维表面氧化影响与环氧树脂的结合，环氧树脂固化不完全导致性能未达最佳。改进措施：对碳纤维进行适当的表面处理去除氧化层，优化环氧树脂固化工艺参数确保完全固化。
四、根据应用需求选择。如航空航天领域要求轻质高强，可选择碳纤维增强树脂基复合材料，采用预浸料成型工艺。汽车领域考虑成本和性能，可选用玻璃纤维增强塑料，采用模压成型。电子领域要求高导热，可选用金属基复合材料，采用粉末冶金工艺等。
五、材料选择碳纤维和钛合金基体。制备工艺采用热压成型结合扩散连接工艺。预期性能：密度低，强度和模量高，耐高温，抗氧化，可用于制造航空发动机部件等，满足航空航天领域对材料轻质高强的要求。