复合材料思考题

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1、复合材料1.根据复合材料的定义，试举一种以金属、陶瓷或高分子为基体的复合材料，并说明其特性。用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。2.在给定基体材料和增强材料的前提下，如何才能获得优异性能的复合材料，试举一例说明。3.复合材料制备方法的选择要遵循哪些原则?增强材料损伤小、分布可控、发挥性能优势、性能/价格比低4.弥散强化是如何实现的？弥散颗粒对位错的钉扎5.根据连续纤维增强原理，说明采用哪些措施可以获得性能优异的连续纤维增强复合材料？优异的纤维性能、足够的纤维体积分数、与整体结

2、构配合的纤维排列、良好的界面结合、基体具有良好的塑性、基体性能均匀。6.如何使短纤维有序排列？排列成预制件、逐层铺设等。7.短纤维增强复合材料的优势和不足分别有哪些？成本较低、制备相对容易；不足：纤维分布难以控制，复合材料的界面结合有待加强，相关增强机理有待完善。8.混杂增强希望达到的目的是什么？试举例分析。充分利用不同增强体的性能优势，获得比单一复合更加优异的综合性能。9.试分析长纤维与颗粒混杂增强的优势和不足。优势：获得良好单向性能的同时，获得良好的基体性能。不足：长纤维的制备成本高，颗粒增强使成型难度更大。10.复合材料的界面在复合材料中能发挥怎样的作用？传递应力、阻断

3、裂纹、不连续效应、散射和吸收、诱导效应11.复合材料的界面粘结机理有哪些？请举出一种加以说明。机械作用理论、静电作用理论、界面反应理论、浸润理论、可变形层理论、约束层理论12.聚合物基复合材料的界面有哪些特点？聚合物基复合材料的界面往往含有改性层且界面层的模量一般低于增强材料的模量。13.避免金属基复合材料界面过度化学反应的措施有哪些？5增强材料处理（氧化、涂层）、基体材料合金化、改进制备工艺（避免液态、降低温度）。14.你认为铜-铝复合材料的界面结合存在哪些问题，如何加以解决？界面金属间化合物、氧化，复合温度控制、气体保护等。15.陶瓷层状复合材料应用的障碍是什么，通过哪些

4、技术途径可以推动该类材料的应用？制备工艺复杂（烧结难）、成本高，烧结助剂、纳米粉体、开发新工艺等。16.界面结合强度表征有哪些方法？你认为哪一种方法比较具有发展前途，为什么？(脱粘、顶出、拔出、动态加载、声发射、扭辫分析、宏观)17.你认为在复合材料界面结构表征与复合材料宏观力学性能之间还有哪些工作需要完善，你有什么好的建议？(界面层厚度与结构——图像分析，快速获得统计结果和分布、结构与界面结合强度之间的关系、非破坏性观察)18.玻璃纤维有哪些主要物理和化学特性，这些性能在玻璃钢制品中发挥怎样的作用？（外观、密度、强度、耐热、膨胀特性、耐腐蚀）19.玻璃纤维有哪些制品，它们应

5、用在哪些场合？你觉得还可以开发哪些玻璃纤维制品？（无捻粗纱、无捻粗纱方格布、玻璃纤维毡片、缝合毡、加捻玻璃纤维布、玻璃带、三向织物等；玻璃纤维绳、笼、立体编织物等）20.碳纤维有什么样的性能优势，目前应用中还存在哪些问题？(强度高、弹性模量高、耐腐蚀、耐高温；高温氧化、界面反应、成本等)21.试对氧化铝纤维和碳化硅纤维的主要性能进行比较。（电气绝缘；强度、弹性模量、耐腐蚀、耐高温；耐辐射性能）22.晶须有什么样的结构和性能特点，如何扩大晶须的应用？（单晶短纤维状，近似理想力学性能；低成本制备，在基体中的分散工艺）23.颗粒增强体有什么特点，它们在应用上还存在哪些不足？（成本低

6、、制备简单、分散容易；颗粒高性能化、形态控制、颗粒分散）24.环氧树脂有什么样的性能特点，有哪些改进性能的措施？(工艺性好、韧性好、良好的粘合性、收缩性小、化学稳定性好；主要措施：树脂改性、添加填料、添加纤维增强体)25.热塑性树脂有什么优缺点，它们一般由哪些组分组成？（工艺性好、可反复加工、韧性好，耐热性、尺寸稳定性差；树脂及常用辅助材料如脱模剂、填料、触变剂等）26.聚合物基复合材料的制备方法有哪些，其应用如何？（手糊、模压、缠绕、拉挤等，不同结构、不同基体、不同性能）27.聚合物基复合材料的主要优缺点有哪些，通过哪些手段可以避免或改进聚合物基复合材料的不足？（优点：成型

7、方便、比强度高、比模量高、疲劳极限高；不足：耐热性能差、易老化；措施：树脂改性、添加抗老化剂等。）28.试对金属基复合材料的主要优缺点进行分析，并根据铝合金的特点分析铝基复合材料的应用前景。5（比强度、比刚度、导电、耐热、抗冲击，抗腐蚀性较差、金属易与增强体产生界面反应；比强度、比刚度高，熔点低，容易进行塑性变形，成型工艺简便，来源广，应用广泛。）29.请列举三种以上金属基复合材料制备方法，并对你认为最有发展前途的一种进行分析。（固体法—粉末冶金、液体法—压铸、原位生成法—定向共晶生长）30.试对金属基