复合材料期末考试重点

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1、一、复合材料为何具有可设计性？简述复合材料设计的意义。组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能，赋予复合材料的可设计性。意义：①每种组分只贡献自己的优点，避开自己的缺点。②由一组分的优点补偿另一组分的缺点，做到性能互补。③使复合材料获得一种新的、优于各组分的性能（叠加效应）。优胜劣汰、性能互补、推陈出新。四、在聚合物基复合材料屮，为什么必须有适度的界面粘结？答：界面粘结的好坏直接影响增强体与基体之间的应力传递效果，从而影响复合材料的宏观力学性能。界面粘结太弱，复合材料在应

2、力作用下容易发生界面脱粘破坏，纤维不能充分发挥增强作用。若对增强材料表面采用适当改性处理,不但可以提高复合材料的层间剪切强度,而且拉伸强度及模量也会得到改善。但同时会导致材料冲击韧性下降，因为在聚合物基复合材料川，冲击能量的耗散是通过增强体与基体Z间界面脱粘、纤维拔出、增强树料与基体Z间的摩擦运动及界面层可塑性变形来实现的。若界面粘结太强，在应力作用下，材料破坏过程中正在增长的裂纹容易扩散到界面，直接冲击增强材料而呈现脆性破坏。适当调整界面粘结强度，使复合材料的裂纹沿界面扩展，形成曲折的路径，耗散较多的能量，则能提高复合材料的韧

3、性。因此，不能为提高复合材料的拉伸强度或抗弯强度而片面提高复合材料的界面粘结强度，要从复合树料的综合力学性能出发，根掘具体要求设计适度的界面粘结，即进行界向优化设计。四、叙述金属基复合材料基体选择的原则。答：（1）金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。（2）由于增强体的性质和增强机理不同，在基体材料的选择上有很大差别。（3）选择金属基体时要充分考虑基体与增强体的相容性和物理性能匹配。尽量避免增强体与基体合金之间有界面反应，界面润湿性良好。八、根据下图，讨论为什么在相同体积含量下，SiC晶须增强MMC强度

4、（抗拉与屈服强度）均高于颗粒增强MMC,而这两者的弹性模量相差不大。答：从混合定律以及晶须与颗粒的强度与模量考虑。四、下图为某纤维增强陶瓷基复合材料的应力一应变曲线，根据该图回答下列问题：（1）图中曲线的第一个转折点00表示的意义？（2）当b><70后曲线继续上升表示的意义？⑶图中曲线最高点bb表示的意义？（4）当b>bb后曲线下降表示的意义？答：（1）图中曲线的第一个转折点5）表示基体微开裂。⑵当。>5）后曲线继续上升表示纤维继续弹性变形，基体非弹性变形以至微裂。⑶图屮曲线最高点Ob表示纤维断裂。⑷当后曲线下降表示纤维断裂以至

5、拔出■■复合材料断裂阶段。表现出纤维的增韧效果。四、试述C/C复合材料的制备方法。答：c/cM合材料最常用的两种制备工艺：化学气相渗透法和液相浸渍碳化法。化学气相渗透（CVI）工艺是最早采用的一种制备工艺。其工艺是：把碳纤维织物预制体放入专用cvi炉中，加热至所要求的温度，通入碳盘气体，这些碳盘气体分解并在织物的碳纤维周围和空隙中沉积上碳（称作热解碳）。根据制品的厚度、所要求的致密化程度与热解碳的结构来选择cvi工艺参数，主要参数有：源气种类、流量、沉积温度、压力和吋间。化学气相渗透工艺有等温CVI法、热梯度CVI法、脉冲压力C

6、VL微波CVI以及等离子体强化等种类。液相浸渍碳化法通常可在常压或加压条件下用热压罐进行，预制体在压力作用下浸渍基体前驱体（如树脂、沥青和其他化合物），然后使浸入预制体的前驱体热解碳化形成碳基体。按形成碳基体的浸渍剂种类可分为树脂浸渍法和沥青浸渍法，还有沥青树脂混浸工艺；在选择浸渍剂吋，要考虑它的粘度、产碳率、基体炭的微观结构和晶体结构。按浸渍压力可分为低压、中压和高压浸渍工艺。化学气相渗透工艺和液相浸渍碳化工艺有吋也联合使用，以获得很高致密度的碳/碳复合材料。三、简述混凝土混合料的和易性及其包括的三个方面的含义。答：和易性又称

7、工作性，是指混凝土混合料在一定的施工条件下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均匀密实的栓的性能。包括流动性（稠度）、粘聚性和保水性三个主要方面。（1）流动性是指拌合物在自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并均匀密实地填充整个模型的性能。（2）粘聚性是指拌合物在施工过程中，各组成材料互相之间有一定的粘聚力，不出现分层离析，保持整体均匀的性能。（3）保水性是指拌合物保持水分，不致产生严重泌水的性质。十八、复合材料的界面具有怎样的特点？答：界面相的化学组成、结构和物理性能与增强材料和基体的均不相同，对复合材料的整体性能产生重大影响。

8、界面具有一定的厚度（约几个纳米到几个微米），厚度不均匀。材料特性在界面是不连续的，这种不连续可能是陡变的，也可能是渐变的。材料特性包括元素浓度、原子的配位、晶体结构、密度、弹性模量、热膨胀系数等。一.手糊成型工艺是复合材料最早的一种成型方法，也是一种最简单的方法