复合材料复习材料及答案Word文档下载推荐.docx

1、物理吸附理论：该理论认为，增强体与基体之间结合属于机械咬合和基于次价键的物理吸附。过渡层理论：该理论认为，基体和增强体之间的界面区存在一个起着应力松弛作用的过渡层。拘束层理论：该理论认为，界面区的弹性模量介于基体与增强体之间时，则可很均匀地传递应力。扩散理论：该理论认为，该理论认为，聚合物的相互黏结是由表面上的大分子相互扩散形成的。减弱界面局部应力作用理论：该理论认为，基体与增强体之间的处理剂提供了一种具有“自愈能力”的化学键。4、 金属基复合材料界面结合方式（填空题）化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合5、 陶瓷基复合材料定义（填空题）陶瓷基复合材料是指基体为陶瓷材料的复合材料，增强材料包

2、括金属和陶瓷材料。6、 陶瓷基复合材料界面结合方式（填空题）化学结合、物理结合、扩散结合和机械结合，其中以化学结合为主，有时儿种界面结合方 式同时存在。7、 界面结构层的表征（填空题）中国学者用CF/PEEK复合材料的模型体系，用Raman光谱表征了界面层结构，可以研究 碳纤维/线型聚合物界面近程结构这一长期未能解决的问题。8、 目前测定复合材料中残余应力的方法（填空题）X射线衍射法、中子衍射法。第三章1、 增强体（名词解释）增强体是复合材料中能提高基体材料力学性能的组元物质，是复合材料的重要组成部分， 它可以起着提高基体的强度、韧性、模量、耐热、耐磨等性能的作用。2、 作为复合材料的增强体应

3、具有哪些基本特性？具有能明显提高基体某种所需特性的性能，以便赋予基体某种所需的特性和综合性能；具有良好的化学稳定性，不发生严重的界面化学反应，与基体相容性好；与基体有良好的润湿性，保证增强体与基体良好的复合和分布均匀。3、 增强体的分类（填空题）1纤维类增强体；2颗粒类增强体；3晶须类增强体；4金属丝；5片状物增强体。4、 碳纤维碳纤维山碳元素组成的一种高性能增强纤维，其最高强度已达7000MPa,最高弹性模量达 900GPa,而其密度约为1.82.1g/cm3,并具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高温等优异性能， 是一种很有发展前景的高性能纤维。5、 碳的结构形态（填空题）碳元素是一种非常轻的元

4、素，碳有多种结构形态：有无定型态、金刚石、石墨等结构。6、 碳纤维的制造碳纤维是一种以碳为主要成分的纤维状材料。它只能以有机物为原料，釆用间接法制造。制造方法可分为气相法和有机纤维碳化法。气相法只能制取短纤维或晶须，而有机纤维 碳化法可制造连续长纤维。制作碳纤维的主要原材料由3种：人造丝（黏胶纤维）；聚丙烯膳（PAN）纤维； 沥青。制造碳纤维要经过5个阶段：拉丝、牵引、稳定、碳化和石墨化。PAN碳纤维的主要工艺流程山稳定化处理、碳化处理和石墨化处理组成。黏胶碳纤维和 沥青碳纤维的制备过程与PAN碳纤维相似，但不同的是沥青必须经过调制处理。7、 硼纤维（填空）硼纤维是一种新型的无机纤维。美国最早

5、研制，并于20世纪60年代在航天工业获得应用。 硼纤维是一种将硼通过高温化学气相沉积在餌丝或碳芯表面制成的高性能增强纤维，具有很 高的比强度和比模量，也是制造金属基复合材料最早采用的高性能纤维。8、 硼纤维的制造硼纤维是用化学气相法在一根受热的纤芯（磚丝或碳丝）上沉积而成。化学反应为：2BCh+3H2=2B+6HClT9、 碳化硅纤维是以碳和硅为主要成分的一种陶瓷纤维。主要生产国是美国和日本。10、 碳化硅纤维的制备通过高温化学气相沉积将SiC沉积在磚丝上形成的。CH3SiCl3SiC+3HCl1K先驱体法制备碳化硅纤维的主要工艺流程聚碳硅烷合成；聚碳硅烷纺丝；不熔化处理；烧结等阶段。12、

6、氧化铝短纤维（填空）主要用熔喷法和离心甩丝法制造。13、 氧化铝连续纤维制备方法：烧结法、先驱体法和熔融纺丝法。14、 氮化硅（填空）是一种陶瓷纤维。取二甲基二氯硅烷与屮基二氯硅烷，按一定的比例混合进行氨解，再经 提高分子量的途径，获得纺丝性能的聚氮硅烷，经纺丝，不熔化处理，再在1200C左右高温 处理，得到性能优异的氮化硅纤维。15、 玻璃纤维的结构假说（填空）微晶结构假说、网络结构假说16、微晶结构假说（简答题）玻璃是山硅酸块或二氧化硅的“微晶子”组成，在“微晶子”之间山硅酸块过冷溶液所填 充。27、网络结构假说（简答题）认为玻璃是山二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规则三

7、维网络，网 络间的空隙山Na、K、Ca、Mg等阳离子填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃性 能的基础，填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。18、 玻璃纤维的化学组成（填空题）主要是二氧化硅、三氧化二硼、氧化钙、三氧化二铝等。19、 玻璃纤维的化学组成（填空题）玻璃纤维除对氢氟酸、浓碱、浓磷酸外，对所有的化学药品和有机溶剂都有良好的化学稳 定性。玻璃纤维的化学稳定性主要取决于其化学成分中二氧化硅及碱金属氧化物的含量。20、 纤维支数的表述方法：质量法是用lg原纱的长度来表示：纤维支数二纤维长度/纤维质量。40支纱，就是指lg质量的原纱长40mo定长法是LI前国际统一使用的方法，通称t

8、ex（公制称号），是指1000m长的原纱的质 量。4指1000m原纱的质量为4g21、 金属丝的制备（填空）铸造 热拔 冷却、退火I A A （ A合金熔炼盘条 粗丝 金属丝磚丝和社磚丝增强银基耐热合金是比较成功的金属基复合材料。22、 芳纶纤维是芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商品牌号凯芙拉（Kevlar）纤维，我国命名为芳纶纤维, 有时也称有机纤维。23、 芳纶纤维的力学性能芳纶纤维的拉伸强度高，其单丝拉伸强度可达3773MPa,它的抗冲击性能好，约为石墨纤 维的6倍，为硼纤维的3倍。24、 芳纶纤维的化学结构芳纶纤维是对苯二屮酰对苯二胺的聚合体。25、 晶须是在人工控制条件下生长的细小单晶

9、，直径为0.2lum,长度为数十微米。这样细小的 单晶缺陷小，强度高，生长良好的晶须强度接近晶体的理论值。用晶须增强金属、聚合物、 陶瓷基体均可明显提高材料的强度、韧性、模量及高温性能。第四章1、聚合物基复合材料的特点（简答题）比强度大，比模量大；耐疲劳性能好；减振性能好；耐烧蚀性能好；工艺性好。37、 常用的热固性树脂（填空题）不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、咲喃树脂。不饱和树脂主要用于玻璃纤维复合材料，而环氧树脂常用于碳纤维复合材料。38、 常用的热塑性树脂（填空题）聚烯桂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚屮醛、聚苯瞇、聚砚、聚苯硫瞇、聚瞇瞇酮等39、 常用的橡胶有（填空题）天然橡胶、丁苯胶、氯丁胶、

10、丁基胶、丁月青胶、聚丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶、乙丙橡胶等。40、 玻璃纤维增强热固性塑料（GFRP）（填空题）是指玻璃纤维作为增强材料，热固性塑料作为基体的纤维增强塑料，俗称玻璃钢。玻璃钢 可分为3类：玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酯树 脂。第五章41、 金属基复合材料的分类：（填空）按增强体类型分：1颗粒增强复合材料；层状增强复合材料；纤维增强复合材料。按基体类型分：铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、银基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。按用途分：1结构复合材料；功能复合材料。42、 金属基复合材料的制造工艺：固态法：将金属基体（金属粉末或金属箔）与增强体复合在一

11、起，形成复合材料。 粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、拉拔法。液态成形：金属基体处于熔融状态下与固体增强物复合成材料的方法。挤压铸造法、真空吸铸、液态金属浸渍法、真空压力浸渍法、搅拌复合法。（3）自生成法及其他制备工艺：1自生成法：在基体金属内部通过加入反应物质，或通入反应气体在液态金属内部反应, 产生微小的固态增强相。2其他方法：复合涂（镀）法。第六章1、 陶瓷基复合材料的种类（填空题）按材料作用分类1结构陶瓷复合材料；2功能陶瓷复合材料。按增强材料形态分类1颗粒增强陶瓷复合材料；2纤维（晶须）增强陶瓷复合材料；3片材增强陶瓷复合材料；（3）按基体材料分类1氧化物基陶瓷复合材料；2非氧

12、化物基陶瓷复合材料；3微晶玻璃基陶瓷复合材料；4碳/碳复合材料2、 颗粒增强体按其相对于基体的弹性模量大小，可分为两类（填空题）延性颗粒复合于强基质复合体系；刚性粒子复合于陶瓷中。3、 如何制备陶瓷材料粉体制备1机械制粉：一般有球磨和搅拌振动磨等方式；2化学制粉：可分为固相法、液相法和气相法。增强体制备和预处理增强体有纤维、晶须或陶瓷薄片。成型模压成型；等静压成型；热压铸成型；挤压成型；轧膜成型；注浆成型；流延法成型；注射成型；直接凝固成型等。烧结普通烧结；热致密化方法：包括热压、热等静压等；反应烧结；微波烧结； 放电等离子烧结等。4、 陶瓷基复合材料的特殊的新型制备工艺（填空）溶体渗透化学气

13、相渗透（CVI）山有机聚合物合成其他方法：自蔓延高温合成（SHS）；金属直接氧化技术。5、 ZrO2 基117OSC 2370C 2715C -单斜ZrO2 四方ZrO2 A立方zrO2 液体单斜晶与四方晶之间的转变伴随着有7%9%的体积变化。加热时，单斜晶转变为四方晶， 体积收缩；冷却时，四方晶转变为单斜晶，体积膨胀。6、 SiC陶瓷基体SiC是Si-c间键力很强的共价键化合物，具有金刚石结构。7、 Si3N4粉体主要有4种制备方法硅粉直接氮化；二氧化硅还原氮化；亚胺和胺化物热分解；化学气相沉积法。8、 Si3N4陶瓷常用的烧结方式（填空题）反应烧结（RBSN）、热圧烧结和常圧烧结9、 碳/

14、碳复合材料定义以碳纤维增强碳基体增强的即是碳/碳复合材料10、 多向增强的碳/碳复合材料的制备的步骤（填空题）首先是制备炭纤维预制体，然后将预制体与基体复合，即在预制体中渗入碳基体1K预制体渗碳方法液体浸渍分解法；化学气相沉积12、碳/碳复合材料的性能（填空题）有机浸渍剂热解为基体碳时会发生60%65%的体积收缩，产生严重的工艺应力导致复 合材料损伤碳纤维/树脂界面转化为碳纤维/碳基体界面，界面特性发生变化。织物编织、热处理、工艺应力及纤维/基体相互作用引起纤维性能变化纤维/基体热膨胀失配，热处理时会产生严重的热应力和材料损伤13、微晶玻璃微晶玻璃是通过加入晶核剂等方法，经过热处理过程在玻璃中

15、形成晶核，再使晶核长大而 形成的玻璃与晶体共存的均匀多晶材料，乂称为玻璃陶瓷第七章1水泥基复合材料定义是指以水泥与水发主水化、硬化后形成的硬化水泥浆体作为基体与其他各种无机、金属、 有机材料组合而得到的具有新性能的材料2、 混凝土的分类：按胶结材料分类无机胶结材料混凝土；有机胶结材料混凝土；无机与有机复合胶结材料混凝土。按混凝土的结构分类，普通结构混凝土；细粒混凝土；大孔混凝土；多孔混凝土。按容重分类特重混凝土；重混凝土；轻混凝土；特轻混凝土。按用途分类结构用混凝土；隔热混凝土；装饰混凝土；耐酸混凝土；耐碱混凝土；耐火 混凝土；道路混凝土；大坝混凝土；收缩补偿混凝土；海洋混凝土；防护混凝土 等

16、。3、 混凝土的组成是由水泥、水、细骨料、粗骨料和少量气泡组成。4、 混凝土成型后的性质混凝土的力学性能：强度是混凝土硕化后的主要力学性能，混凝土的强度有：立方体抗压强度、棱柱体抗压 强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等。混凝土的变形性能1非荷载作用下的变形：a、化学收缩，b、干湿变形，c、温度变形。2荷载作用下的变形：a、弹塑性变形和弹性模量，b、徐变。混凝土的耐久性1抗渗性2抗冻性3抗侵蚀性4碳化5碱骨料反应5、 在载荷作用下，混凝土中首先引起破坏的情况水泥石破坏，低标号水泥配制的低强度等级的混凝土。界面破坏，粗集料与砂浆界面破坏是普通混凝土的常见形式。骨料首先破坏，是轻骨料混凝土的破坏形式。6

17、、 提高混凝土耐久性的主要措施合理选择水泥品种；适当控制混凝土的水灰比及水泥用量选用较好的砂石骨料掺入引气剂或减水剂改善混凝土的施工操作方法。7、 常规结构混凝土的28天强度在2030MPa之间，在20世纪60年代高强常指强度约为40MPa 以上，后来乂提高到5060MPao8、 高强混凝土强度高出普通悄况的混凝土称为“高强混凝土”，在实际应用中重点逐渐山抗压强度转移到其他性质方面，如高弹性模量、高密度、低渗水性、能抵抗某些形式的侵蚀等。9、 高性能混凝土在微观结构方面的特点1由于存在大量未水化的水泥颗粒，浆体所占比例降低。这些未水化水泥颗粒是硬化混凝 土中的微集料。2浆体的总孔隙率小。3孔径

18、尺寸较小，仅最小的孔为水饱和。4浆体一集料界面与浆体本体无明显差别，消除了普通混凝土中传统的薄弱区。5游离氧化钙含量低。6自生收缩造成混凝土内部产生自应力状态，致使集料受到有力的约束。10高性能混凝土的特性：1有自密性；2体积稳定性好；3强度高，其抗压强度已有超过200 MPa：4山于水灰比比较低会较早终止水化反应，因此水热化总量相应降低；5收缩特性；6徐变变形显著低于普通混凝土；7CI-渗透率明显低于普通混凝土，更加符合环保要求；8具有较高的密实性和抗渗性，抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土；9在高温下会产生爆裂、剥落。1K聚合物水泥基复合材料与普通混凝土相比性能的改善1抗压强度可提高3倍

19、2拉伸强度可提高近3倍。3弹性模量可提高1倍。4抗破裂模量可增加近3倍。5抗折弹性模量增加近50%o6弹性变形减少10倍。7硬度增加超过70%o8渗水性儿乎为0。9吸水率可降低83%95%12、 聚合物水泥混凝土特性1水泥混凝土的力学性能得到了改善，尤其是抗折强度提高，而抗压强度降低，抗压强度 与抗折强度的比值减少。2混凝土的刚性或者说脆性降低，变形能力增大，这对许多工程有利。3混凝土的耐久性与抗侵蚀能力也有一定程度的提高。4山于聚合物水泥混凝土良好的黏结性，特别适合于破损水泥混凝土的修补工程。5完全适应现有的水泥混凝土的制造工艺过程。6成本相对较低。13、 影响混凝土耐久性的因素抗渗、抗冻、

20、抗蚀性能是3个最主要因素。而抗渗性最关键，它直接影响材料的抗冻和抗 蚀性能。14、 我国学者选用高效减水剂、引气剂及活性微细集料，并优化其组合，采用复合添加的技 术配制了水泥净浆、砂浆及混凝土，发现这些材料的抗渗性能和抗蚀性能大幅度提高。减水-引气微细集料（GYH）的协同作用：减少泌水，增加界面黏结力，改善界面孔结构, 从而大幅度缩窄混凝土中粗骨料及浆体间的过渡区。采用GYH复合技术配制混凝土，可大幅度提高混凝土的抗渗性能。釆用GYH复合技术使水泥砂浆抗硫酸侵蚀系数达1.24,氯离子扩散系数大幅度降低，混凝 土半年的抗海水腐蚀系数达1.07。第八章1、 仿生“受生物启发”而研制的材料或进行的过

21、程。仿生材料就是受生物启发或模仿生物的结构而制出的性能优异的材料。2、 材料仿生的探索中遇到的疑难问题连续纤维的脆性和界面设计的困难。纤维易山基体拔出导致增强失效。晶须的长径比不易选择。寻求陶瓷基复合材料增韧方法时遇到困难。寻找复合材料损伤性能的恢复方法和内部裂纹的愈合方法。3、 复合材料的最大优点是极为节约高效和用途的专一性，且具有以下特点特定的、不规则的外形；力学性能的方向性；儿乎所有的生物体构件的截面都是宏观非物质的；显微组元具有复杂的、多层次的精细结构。4、 复合材料仿生设计方法分类界面的宏观拟态仿生设汁分子尺度的化学仿生微观晶体结构仿生制造工艺仿生第九章1、 纳米复合材料是指分散相尺

22、度至少有一维小于100nm的复合材料，从基体和分散相的粒径大小关系，纳 米复合材料可分为微米一纳米、纳米一纳米的复合。2、 如何实现纳米粉体的分散超声波分散机械搅拌分散分散剂分散1加入反絮凝剂形成双电层2加表（界）面活性剂包裏微粒化学改性分散3、 纳米粉体的制备方法：物理法制备：情性气体冷凝法制备、高能球磨法制备、共混法制备、异相凝聚法制备、还有其他方法（电 子束蒸发法、激光剥离法、DC或RF溅射法等）。化学法制备：溶胶-凝胶法、湿化学法、水热法、微乳液法、化学气相沉积法、溶剂蒸发法。4、 纳米粉体的表征方法（简答题）分析化学组成的主、次成分通常釆用X射线荧光光谱法、耦合等离子体原子吸收光谱法

23、。分析原料和制备过程中引入的杂质含量原子激发光谱、原子吸收光谱。测定粉体的形貌大小和分布范闱透射电子显微镜、激光离心沉降法。测定粉料（2200nm）的颗粒度及分布范围X射线小角散射法测定粉体的比表面积化学碘吸附法、BET法结构测定和表征其形貌尺度以及团聚情况高分辨电镜研究纳米晶材料的结构X射线衍射、穆斯堡尔谱、扩展X射线吸收精细结构、正电子淹没。5、 纳米粒子与纳米固体的基本特性小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。6、 纳米复合材料的应用前景纳米复合涂层材料高韧性、高强度的纳米复合陶瓷材料，纳米隐身材料光学材料，用于化妆品工业的纳米复合材料。用于医药工业的纳米复合材料。第十章1、 原位复

24、合原位复合源于原位结晶和原位聚合的概念。材料中第二相或复合材料中的增强相生成于材 料的形成过程中，既不是在材料制备之前就有，而是在材料制备过程中原位就地产生。2、 金属基复合材料原位复合技术固相反应法液一固相反应法气一液反应法反应喷射沉积成型技术。3、 陶瓷基复合材料原位复合技术原位热压反应烧结技术化学气相渗透熔体渗透聚合物先驱体法反应烧结等。4、 聚合物基复合材料原位复合技术有熔融共混技术溶液共沉淀技术原位聚合技术5、 自蔓延高温合成自蔓延高温合成（SHS）是利用配合的原料自身的燃烧反应放出的热量使化学反应过程自发 地持续进行，进而获得具有指定成分和结构产物的一种新型材料合成手段。6、 自蔓

25、延复合技术（DSHS粉末制备技术（2） SHS多孔体制备技术（3） SHS致密化制备技术（4） SHS熔铸技术（5） SHS涂层技术SHS焊接技术。7、 梯度功能材料基于一种全新的材料设计概念而开发的新型功能材料。8、 梯度功能材料设计包括构成梯度材料的物系设计；热应力缓和结构设计。9、 梯度复合技术烧结法：直接填充法；喷射积层法；薄膜叠层法；离心积层法；粉浆浇注法。等离子喷涂法：按送粉方式不同分为，异种粉末的单枪同时喷涂工艺；异种粉末的双枪单独喷涂工 艺。激光熔敷法气相沉积法物理气相沉积法；化学气相沉积法。自蔓延高温燃烧合成法（SHS法）10分子自组装的原理及特点原理：利用分子与分子或分子中

26、某一片段与另一片段之间的分子识别，相互通过非共价作 用形成具有特定排列顺序的分子聚合体。特点：并不是所有分子都能够发生自组装过程，它的产生需要两个条件：自组装的动力以 及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用，它为分子自组装提供能 量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性，也就是说要使分子自组装发生就必须 在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。分子自组装体系形成的影响因素：分子识别对分子自组装的影响。组分对分子自组装的影响。溶剂对分子自组装的影响。分子自组装体系的分类。表面活性剂自组装；纳米及微米颗粒自组装；大分子自组装。12 分子自组装的应用:分子自组装在纳米材料中的应用纳米介孔材料；纳米管；纳米微粒。分子自组装在膜材料方面的应用自组装单分子膜在电子仪器制造、塑料成型、防蚀层研究的诸多领域的实际应用。分子自组装在生物科学方面的应用主要应用在酶、蛋口质、DNA、缩氨酸、磷脂的生物分子自组装膜。第十一章1 复合材料的可靠性所谓可靠性，是指系统或者部件在给定的使用期间，在给定的环境条件下，能够顺利地完 成原设计性能的概率。2.复合材料自身特点组分