[工學(xué)]復(fù)合材料有關(guān)習(xí)題(存儲版)
【正文】 低聚酯粘度），參與樹脂固化，如苯乙烯。 八、簡述 不飽和聚酯樹脂基體的組成、代表物質(zhì)及作用。 對過氧化物有效的促進(jìn)劑：二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等。 根據(jù)金屬基復(fù)合材料的使用要求。玻璃 纖維經(jīng)高溫成型時(shí)減少了玻璃溶液的不均一性，使得裂紋產(chǎn)生的機(jī)會(huì)減少；同時(shí)，玻璃纖維的橫截面較小，微裂紋存在的幾率也減少，導(dǎo)致玻璃纖維強(qiáng)度較高。 作為復(fù)合材料的增強(qiáng)體。（ ?） 界面間粘結(jié)過強(qiáng)的復(fù)合材料易發(fā)生脆性斷裂。 D、總是降低復(fù)合材料的整體性能。 D、基 體起粘結(jié)作用并起傳遞應(yīng)力和增韌作用。 D、在纖維末端界面剪應(yīng)力最小。 D、使短纖維定向排列比連續(xù)纖維容易。 界面具有一定的厚度（約幾個(gè)納米到幾個(gè)微米），厚度不均勻。 影響接觸角（潤濕角）大小的因素： 固體表面的原始狀態(tài)，例：吸附氣體、氧化 膜等均使接觸角增大。（當(dāng)基體的基團(tuán)或分子與增強(qiáng)材料表面間距小于 ，次價(jià)鍵力就發(fā)生作用。界面的反應(yīng)產(chǎn)物大多是脆性物質(zhì)，達(dá)到一定厚度時(shí)，界面上的殘余應(yīng)力可使其發(fā)生破壞，因此，界面結(jié)合先隨反應(yīng)程度提高而增加結(jié)合強(qiáng)度，但反應(yīng)達(dá)到一定程度后，界面結(jié)合有所減弱。 表面化學(xué)處理： ① 臭氧氧化法：臭氧極易分解成一個(gè)氧分子和一個(gè)新生態(tài)活潑氧原子，氧化碳纖維表面的不飽和碳原子，生成含氧官能團(tuán)。 熱物理性能：熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定；熱導(dǎo)率高，并可以調(diào)節(jié)；比熱容高；抗熱震因子大。 纖維（或晶須）橋聯(lián)：在基體開裂后，纖維承受外加載荷，并在基體的裂紋面之間架橋 。 非屏蔽機(jī)理： 利用裂紋與材料間的相互作用消耗額外的能量，使斷裂能量提高，對應(yīng)力強(qiáng)度因子的貢獻(xiàn)很小，包括裂紋偏轉(zhuǎn)（ 裂紋沿著結(jié)合較弱的纖維 /基體界面彎折，偏離原來的擴(kuò)展方向， 呈鋸齒狀擴(kuò)展， 從而使斷裂路徑增加 ）或裂紋彎曲（裂紋擴(kuò)展時(shí)由于 強(qiáng)化相的阻礙使得尖端路徑彎曲，從而使測得的斷裂韌性值提高）。 裂紋擴(kuò)展受阻：當(dāng)增強(qiáng)體（纖維或顆粒）的斷裂韌性大于基體中某些區(qū)域的斷裂韌性時(shí)，纖維受到的殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力，具有收縮趨勢，可以使基體裂紋壓縮并閉合，阻止裂紋的擴(kuò)展。 力學(xué)性能：密度??；拉伸 強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、楊氏模量高；脆性大，應(yīng)力 應(yīng)變曲線呈現(xiàn)“假塑性效應(yīng)”：施加載荷初期呈線性關(guān)系，隨后變?yōu)殡p線性。 表面涂覆無機(jī)化合物： ① 表面上沉積無定形碳：在高模量結(jié)晶型碳纖維表面加涂一層低模量無定形碳，無定形碳活性大，易與樹脂浸潤，提高界面粘結(jié)力，能顯著提高碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度。要實(shí)現(xiàn)良好的反應(yīng)結(jié)合，必 須選擇最佳的制造工藝參數(shù)（溫度、壓力、時(shí)間、氣氛等）來控制界面反應(yīng)的程度。 影響機(jī)械結(jié)合的因素： 增強(qiáng)材料與基體的性質(zhì)、纖維表面的粗糙度、基體的收縮（正壓力）有利于纖維箍緊。 Young公式討論了液體對固體的潤濕條件： coslv sv sl? ? ? ?? ? ? 降低液 固表面能和液 氣表面能或者增大固 氣表面能有助于潤濕。 基體和增強(qiáng)材料（增強(qiáng)體或功能體）的性能；復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和成型技術(shù)；復(fù)合材料 中增強(qiáng)材料與基體的結(jié)合狀態(tài)（物理的和化學(xué)的）及由此產(chǎn)生的復(fù)合效應(yīng)。 B、連續(xù)纖維復(fù)合材料的制造方法靈活。 B、在纖維中部界面剪應(yīng)力最大。 B、基體是承受載荷的主要組元。 B、將整體承受的載荷由基體傳遞到增強(qiáng)體。（ ?） 浸潤性是基體與增強(qiáng)體間粘結(jié)的必要條件，但非充分條件。原因：吸附在微裂紋中的水分，在外力作用下，加速微裂紋的擴(kuò)展，從而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。 十四、玻璃纖維為何具有高強(qiáng)度？試討論影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素。 完全固化階段：通常在室溫下進(jìn)行，可能需要幾天至幾星期。常用的引發(fā)劑：過氧化二異丙苯 [C6H5C(CH3)2]2O過氧化二苯甲酰 (C6H5CO)2O2。 提高聚合物分子鏈的鍵能，避免弱鍵的存在（例：以 CF鍵完全取代 CH鍵，可大大提高聚合物的熱穩(wěn)定性）。 C、涂層的氧擴(kuò)散滲透率極低和與 C/C的熱膨脹系數(shù)匹配性。 C、炭黑。 C、優(yōu)異的高溫摩 擦摩損特性。 C、直徑為數(shù)十微米。 C、玻璃纖維呈韌性斷裂，有斷面收縮。 C、熔點(diǎn)較低，約 135℃ 左右。 C、有 ?、 ?、 ?晶型。 C、強(qiáng)度性能可保持到 1000℃ 以上。 C、其增韌機(jī)理是陶瓷基體由于氧化鋯相變產(chǎn)生了微裂紋。 C、減少了熱傳導(dǎo)性。 C、極不容易 互相浸潤，但能發(fā)生強(qiáng)烈界面反應(yīng)，如 Cf/Al。 C、增強(qiáng)材料僅局限于長纖維。 C、與橫向拉伸模量相同。 C、要比基體金屬或合金的工作溫度高。 C、清除表面污染。 C、適于恒定截面型材。（ ?） 單向增強(qiáng)和三維增強(qiáng)的 Cf/C的力學(xué)與物理性能（熱膨脹、導(dǎo)熱）為各向同性。（ ?） 硼纖維是由三溴化硼沉積到加熱的絲芯上形成的。（ ?） Y2O3加入到 ZTA（ zirconia toughening alumina）中是為了促進(jìn)相變形成單斜晶體。（ ?） MMC具有比其基體金屬或合金更高的比強(qiáng)度和比模量。 十一、垂直于纖維擴(kuò)展的裂紋需要 克服哪些斷裂能？ 對于脆性纖維 /脆性基體復(fù)合材料，需要克服的斷裂功：纖維拔出和纖維斷裂（吸收能量）、纖維與基體的脫膠（纖維與基體的界面較弱時(shí)：消耗貯存的應(yīng)變能）、應(yīng)力松弛（纖維斷裂時(shí)：消耗貯存的應(yīng)變能）、纖維橋連（消耗纖維上的應(yīng)變能）。 復(fù)合材料的界面效應(yīng)，取決于纖維或顆粒表面的物理和化學(xué)狀態(tài)、基體本身的結(jié)構(gòu)和性能、復(fù)合方式、復(fù)合工藝條件和環(huán)境條件。 意義： ① 每種組分只貢獻(xiàn)自己的優(yōu)點(diǎn)，避開自己的缺點(diǎn)。例： PVC中添加碳酸鈣粉末。 C、包括各種電學(xué)性能的復(fù)合材料。 C、總被認(rèn)為是兩向編織的復(fù)合材料。 C、低于 300℃ 。（ ?） 玻璃鋼問世于二十世紀(jì)四十年代。復(fù)合材料習(xí)題 第一章 一、判斷題：判斷以下各論點(diǎn)的正誤。（ ?） 分散相總是較基體強(qiáng)度和硬度高、剛度大。 B、低于 200℃ 。 B、是具有混雜纖維或顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料。 B、包括各種力學(xué)性能的復(fù)合材料。 填充：廉價(jià)、顆粒狀填料，降低成本。如何設(shè)計(jì)防腐蝕（堿性）玻璃纖維
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