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2025年大学第四学年（复合材料与工程）复合材料制备综合测试试题及答案.doc

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2025年大学第四学年（复合材料与工程）复合材料制备综合测试试题及答案.doc

1、 2025年大学第四学年（复合材料与工程）复合材料制备综合测试试题及答案（考试时间：90分钟满分100分）班级______ 姓名______ 第 I 卷（选择题共30分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试卷上。) 1. 以下哪种纤维增强复合材料中，纤维与基体界面结合强度适中对性能最为有利？（） A. 过高结合强度 B. 过低结合强度 C. 适中结合强度 D. 结合强度与性能无关

2、 2. 在复合材料制备过程中，对于热塑性基体，以下哪种成型方法不适用？（） A. 模压成型 B. 注射成型 C. 拉挤成型 D. 反应注射成型 3. 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（）。 A. 强度提高 B. 韧性提高 C. 硬度降低 D. 耐磨性降低 4. 对于纤维增强复合材料，纤维的排列方式对其性能影响很大，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 5. 在复合材料界面设计中，引入界面相容剂的主要目的是（

3、 A. 提高界面结合强度 B. 降低界面结合强度 C. 改变基体性能 D. 改变纤维性能 6. 以下哪种材料不属于复合材料制备中常用的基体材料？（） A. 金属 B. 陶瓷 C. 玻璃 D. 石墨烯 7. 制备复合材料时，混合工艺的选择对复合材料性能有显著影响，以下哪种混合工艺能使物料混合最均匀？（） A. 机械搅拌 B. 超声分散 C. 高速剪切 D. 球磨 8. 在纤维增强复合材料中，纤维的表面处理可以改善其与基体的结合，以下哪种表面处理方法是通过化学反应改变纤维表面性质？（） A. 涂层处理 B. 氧化处理 C. 等离子体处理 D.

4、热处理 9. 对于复合材料的性能测试，拉伸试验主要用于测定复合材料的（）。 A. 硬度 B. 韧性 C. 强度和模量 D. 疲劳性能 10. 在制备复合材料的过程中，工艺参数的控制至关重要，以下哪个参数对热压成型复合材料的性能影响最小？（） A. 温度 B. 压力 C. 保压时间 D. 模具颜色第 II 卷（非选择题共70分） 11. 简答题：简述复合材料的定义及主要优点。(10分) 12. 论述题：阐述纤维增强复合材料中纤维长度对复合材料性能的影响机制。(15分) 13. 材料分析题：给出一种复合材料的制备工艺及性能数据，分析工艺参数对性能的影

5、响，并提出改进建议。(20分) 材料：某复合材料采用热压成型工艺制备，工艺参数为温度150℃，压力10MPa，保压时间2h。复合材料性能测试结果为拉伸强度300MPa，断裂伸长率2%。现改变工艺参数为温度180℃，压力12MPa，保压时间3h，测试后拉伸强度为350MPa，断裂伸长率3%。 14. 实验设计题：设计一个实验方案来研究颗粒含量对颗粒增强复合材料性能的影响。(15分) 15. 案例分析题：分析某航空航天领域应用的复合材料部件失效案例，提出预防措施。(20分) 案例：某飞机机翼采用复合材料制造，在一次飞行过程中，机翼出现局部开裂现象，经检测发现是复合材料内部存在缺陷导致。

6、答案：1. C 2. D 3. C 4. C 5. A 6. D 7. B 8. B 9. C 10. D 11. 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。优点包括比强度和比模量高、可设计性强、良好的化学稳定性、减震性好等。 12. 纤维长度较小时，纤维与基体的界面结合面积小，承载能力有限，复合材料强度较低。随着纤维长度增加，纤维承载能力提高，复合材料强度增大。当纤维长度达到临界长度后，继续增加纤维长度对强度影响不大，但可提高复合材料的韧性等性能，因为更长的纤维能更好地阻碍裂纹扩展。 13. 原工艺参数下复合材料

7、有一定强度和伸长率。提高温度、压力和保压时间后，拉伸强度和断裂伸长率均提高。说明适当提高工艺参数能促进材料致密化，增强界面结合，从而提高性能。改进建议可进一步优化工艺参数范围，研究不同参数组合对性能的影响，找到最佳工艺条件。 14. 准备不同颗粒含量（如5%、10%、15%、20%等）的原料，采用相同的基体材料和制备工艺（如搅拌混合、模压成型），控制其他条件相同。制备出不同颗粒含量的复合材料试样，进行性能测试（如拉伸、硬度等）记录数据，分析颗粒含量与复合材料性能之间的关系。 15. 失效原因可能是原材料质量问题、制备工艺控制不当导致内部缺陷。预防措施：严格把控原材料质量，加强制备过程监控，优化工艺参数，增加无损检测环节，对原材料和制成部件进行全面性能检测，确保质量符合要求，避免类似失效情况发生。