2025年大三（复合材料与工程）复合材料制备技术考核题.doc

2025年大三（复合材料与工程）复合材料制备技术考核题

（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. 提供热稳定性

2. 下列哪种纤维增强体常用于制备高性能复合材料且成本较高？
A. 玻璃纤维
B. 碳纤维
C. 芳纶纤维
D. 硼纤维

3. 在复合材料成型工艺中，模压成型适合制备以下哪种类型的复合材料制品？
A. 形状复杂、尺寸精度要求高的制品
B. 大型平板状制品
C. 纤维增强热塑性复合材料制品
D. 具有特殊功能的复合材料制品

4. 复合材料界面结合强度适中时，其性能表现为？
A. 强度和模量较高，韧性较差
B. 强度和模量较低，韧性较好
C. 强度较高，模量和韧性适中
D. 强度、模量和韧性都较好

5. 制备混杂纤维增强复合材料的目的主要是？
A. 降低成本
B. 提高复合材料各向同性
C. 改善复合材料的耐腐蚀性
D. 增加复合材料的美观度

6. 对于热固性树脂基复合材料，固化过程中发生的主要化学反应是？
A. 加成反应
B. 缩聚反应
C. 自由基聚合反应
D. 离子聚合反应

7. 在纤维增强复合材料中，纤维的排列方式对其性能影响较大。以下哪种排列方式能使复合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

8. 复合材料制备中，预处理增强体的目的不包括？
A. 提高增强体与基体的界面结合力
B. 改善增强体的表面性能
C. 降低增强体的强度
D. 去除增强体表面的杂质

9. 下列哪种成型工艺属于液态成型？
A. 注射成型
B. 拉挤成型
C. 模压成型
D. 缠绕成型

10. 对于颗粒增强复合材料，颗粒的粒径对复合材料性能有显著影响。一般来说，粒径增大，复合材料的？
A. 强度提高
B. 模量提高
C. 韧性提高
D. 硬度提高

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共20分）
答题要求：本大题共10个空，每空2分。请将正确答案填写在相应的横线上。

1. 复合材料按增强体的形态可分为______、______、______和______增强复合材料。
2. 基体材料可分为______基体和______基体两大类。
3. 纤维增强复合材料的界面结合类型有______、______和______。
4. 热塑性树脂基复合材料的成型工艺特点是______，常用的成型方法有______、______等。
5. 复合材料制备过程中，混合工艺的主要目的是使______和______均匀分布。

三、简答题（共20分）
答题要求：简要回答问题，条理清晰，要点明确。

1. 简述复合材料的定义及优点。（10分）

2. 说明纤维增强复合材料中纤维长度对复合材料性能的影响。（10分）

四、材料分析题（共15分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。

材料：在某复合材料制备项目中，研究人员采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料。在制备过程中，发现复合材料的强度未达到预期目标。经过分析，发现碳纤维表面处理不够充分，导致界面结合力较弱。

问题：
1. 请解释为什么碳纤维表面处理不充分会导致复合材料强度未达预期？（7分）

2. 针对此问题，提出改进措施。（8分）

五、论述题（共15分）
答题要求：结合所学知识，论述复合材料制备技术的发展趋势。

答案：
一、选择题
答案：1. C 2. D 3. A 4. D 5. B 6. B 7. C 8. C 9. A 10. C
二、填空题
答案：1. 颗粒、纤维、晶须、片材 2. 金属、陶瓷 3. 机械结合、物理吸附、化学结合 4. 可反复成型、注射成型、挤出成型 5. 增强体、基体
三、简答题
答案：1. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。优点：比强度和比模量高；耐疲劳性能好；减震性能好；高温性能好；可设计性强。 2. 当纤维长度较短时，纤维的承载能力有限，复合材料的强度和模量较低。随着纤维长度增加，纤维的承载能力逐渐发挥，复合材料的强度和模量提高。当纤维长度达到临界长度后，再增加纤维长度，复合材料的强度和模量提高幅度减小。
四、材料分析题
答案：1. 碳纤维表面处理不充分，会使碳纤维与环氧树脂基体之间的界面结合力较弱。在受力时，基体难以有效地将载荷传递给碳纤维，导致碳纤维不能充分发挥其增强作用，从而使复合材料的强度未达预期。 2. 改进措施：加强碳纤维表面处理工艺，如采用合适的表面处理剂对碳纤维进行处理，提高碳纤维表面的活性基团，增强与环氧树脂的化学结合力。优化成型工艺参数，确保在成型过程中，基体能够更好地浸润碳纤维，提高界面结合质量。
五、论述题
答案：复合材料制备技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：一是向高性能化发展，不断提高复合材料的强度、模量、耐高温、耐磨损等性能；二是向多功能化发展，使复合材料具备多种特殊功能，如导电、导热、吸波等；三是向低成本化发展，研发更经济高效的制备工艺和原材料；四是向智能化发展，实现复合材料的自诊断、自修复等智能功能；五是向微观结构精细化发展，精确控制复合材料的微观结构以满足不同需求。