复合材料概论习题.doc

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1、复合材料习题第四章一、判断题：判断以下各论点的正误。1、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。（´）2、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。（Ö）3、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。（Ö）4、基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高，则复合材料的弹性模量也越高。（´）5、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。（Ö）6、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。（´）7、混合法则可用于任何复合材料的性能估算。（´）8、纤维长度l

2、仅仅是把基体与增强体粘结起来。B、将整体承受的载荷由基体传递到增强体。C、总是使复合材料的性能得以改善。D、总是降低复合材料的整体性能。2、浸润性（A、D）A、当gsl+glvgsv时，易发生浸润。 C、接触角q=0°时，不发生浸润。D、是液体在固体上的铺展。3、增强材料与基体的作用是（A、D）A、增强材料是承受载荷的主要组元。B、基体是承受载荷的主要组元。C、增强材料和基体都是承受载荷的主要组元。D、基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用。4、混合定律（A）A、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性变化。B、表示复合材料性能随组元材料体积含量

3、呈曲性变化。C、表达了复合材料的性能与基体和增强体性能与含量的变化。D、考虑了增强体的分布和取向。5、剪切效应是指（A）A、短纤维与基体界面剪应力的变化。B、在纤维中部界面剪应力最大。C、在纤维末端界面剪应力最大。D、在纤维末端界面剪应力最小。6、纤维体积分量相同时，短纤维的强化效果趋于连续纤维必须（C）A、纤维长度l=5lc。B、纤维长度l<5lc。C、纤维长度l=5-10lc。D、纤维长度l>10lc。。7、短纤维复合材料广泛应用的主要原因（A、B）A、短纤维比连续纤维便宜。B、连续纤维复合材料的制造方法灵活。C、短纤维复合材料总是各相同性。D、使短纤维定向排列比连续纤维容易。8、当纤维

4、长度l>lc时，纤维上的平均应力（A、C）A、低于纤维断裂应力。B、高于纤维断裂应力。C、正比于纤维断裂应力。D、与l无关。六、简述复合材料增强体与基体之间形成良好界面的条件。在复合过程中，基体对增强体润湿；增强体与基体之间不产生过量的化学反应；生成的界面相能承担传递载荷的功能。复合材料的界面效应，取决于纤维或颗粒表面的物理和化学状态、基体本身的结构和性能、复合方式、复合工艺条件和环境条件。七、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（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。解答：从混合定律及晶须与颗粒的强度与模量考虑。九、试述影响复合材料性能

5、的因素。基体和增强材料（增强体或功能体）的性能；复合材料的结构和成型技术；复合材料中增强材料与基体的结合状态（物理的和化学的）及由此产生的复合效应。十、复合材料的界面具有怎样的特点？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。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，这种不连续性可能是陡变的，也可能是渐变的。材料特性包括元素的浓度、原子的配位、晶体结构、密度、弹性模量、热膨胀系数等。十一、什么是浸润？如何描述浸润程度的大小？试讨论影响润湿角大小的因素。浸润：固-气界面被固-液界面置换的过程，用于描述液体

6、在固体表面上自动铺展的程度。固体表面的润湿程度可以用液体分子对其表面的作用力大小来表征，具体来说就是接触角。Young公式讨论了液体对固体的润湿条件：降低液-固表面能和液-气表面能或者增大固-气表面能有助于润湿。q=0°（glv=gsv-gsl），完全浸润；0°gsv-gsl>0），部分浸润；q>90°（gsv

7、二、如何改善基体对增强材料的润湿性？1、纤维表面处理：清除纤维表面的杂质、气泡、用化学方法去除纤维表面的氧化膜，或者表面涂层，这些操作都能增进液态基体对纤维的润湿性。2、变更基体成分：对于金属基复合材料，合金化改善润湿性最方便、有效。加入合金元素后，q角的变化还与熔化时间有关。3、改变温度：一般，提高制造温度可以增加润湿性，但是，过高的温度会产生一些不利影响：基体严重过热、氧化、基体与增强材料在高温下发生化学