【文章內(nèi)容簡介】 具。B、軍用或民用飛機剎車裝置中的摩擦材料。C、航天飛機的機翼和鼻錐。D、固體火箭發(fā)動機噴管的喉襯或噴口部件。C/C中的基體碳，可以選用：（A、D）A、瀝青碳。B、天然石墨。C、炭黑。D、瀝青碳、沉積碳和樹脂碳共同作為基體碳。C/C的CVD工藝（A、B、C）A、其原理與陶瓷基復(fù)合材料的CVI相同。B、可分為等溫、溫度梯度、壓力梯度以及溫度壓力梯度等工藝方法。C、該工藝中，為防止孔隙口的堵塞，應(yīng)使擴(kuò)散速度大于沉積速度。D、該工藝中，為防止孔隙口的堵塞，應(yīng)使擴(kuò)散速度小于沉積速度。
選擇C/C高溫抗氧化涂層材料的主要關(guān)鍵是：（C）A、涂層材料的高熔點。B、涂層材料高溫抗氧化性和熱膨脹系數(shù)。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。D、涂層材料高溫?fù)]發(fā)性。三、不飽和聚酯樹脂的基本配方是什么？各起什么作用？不飽和聚酯樹脂的基本配方：不飽和聚酯：主要成分稀釋劑：稀釋作用（降低聚酯粘度），參與樹脂固化，如苯乙烯。引發(fā)劑：分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)樹脂聚合（交聯(lián)、固化），如BPO。促進(jìn)劑：誘導(dǎo)引發(fā)劑分解，加快樹脂固化，如環(huán)烷酸鈷。其它成分：顏料、增稠劑、熱塑性低收縮劑等。七、如何改善聚合物的耐熱性能？產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)（對于熱固性樹脂、有機硅樹脂等，工藝條件影響聚合物的交聯(lián)密度）。增加高分子鏈的剛性（引進(jìn)不飽和共價鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)（脂環(huán)、芳環(huán)、雜環(huán)）、引入極性基團(tuán)）。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）。形成結(jié)晶聚合物，結(jié)晶聚合物的熔融溫度大大高于相應(yīng)的非結(jié)晶聚合物。八、簡述不飽和聚酯樹脂基體的組成、代表物質(zhì)及作用。主要成分：不飽和聚酯樹脂，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為順酐型、丙烯酸型、丙烯酸環(huán)氧酯型聚酯樹脂。輔助材料：交聯(lián)劑、引發(fā)劑和促進(jìn)劑交聯(lián)劑：烯類單體，既是溶劑，又是交聯(lián)劑。能溶解不飽和聚酯樹脂，使其雙鍵間發(fā)生共聚合反應(yīng)，得到體型產(chǎn)物，以改善固化后樹脂的性能。常用的交聯(lián)劑：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、鄰苯二甲酸二丙烯酯、乙烯基甲苯等。引發(fā)劑：一般為有機過氧化物，在一定的溫度下分解形成游離基，從而引發(fā)不飽和聚酯樹脂的固化。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。促進(jìn)劑：把引發(fā)劑的分解溫度降到室溫以下。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。對氫過氧化物有效的促進(jìn)劑：具有變價的金屬鈷：環(huán)烷酸鈷、萘酸鈷等。九、簡述不飽和聚酯樹脂的固化特點。不飽和聚酯樹脂的固化是放熱反應(yīng)，可分為三個階段：膠凝階段：從加入促進(jìn)劑到不飽和聚酯樹脂變成凝膠狀態(tài)的時間，是固化過程最重要的階段。影響膠凝時間的因素：阻聚劑、引發(fā)劑和促進(jìn)劑的加入量，交聯(lián)劑的蒸發(fā)損失，環(huán)境溫度和濕度等。硬化階段：從樹脂開始膠凝到具有一定硬度，能把制品從模具上取下為止的時間。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。十、簡述復(fù)合材料中金屬基體的選擇原則。根據(jù)金屬基復(fù)合材料的使用要求：金屬基復(fù)合材料構(gòu)（零）件的使用性能要求是選擇金屬基體材料的最重要的依據(jù)。例：航空、航天領(lǐng)域：高比強度、高比模量、尺寸穩(wěn)定性是最重要的性能要求，這就需要組成連續(xù)纖維石墨/鎂、石墨/鋁、硼/鋁復(fù)合材料。根據(jù)金屬基復(fù)合材料的組成特點：對于連續(xù)纖維增強金屬基復(fù)合材料，不要求基體有很高的強度，對于非連續(xù)增強金屬基復(fù)合材料（顆粒、晶須、短纖維），基體承擔(dān)主要載荷，要求高強度。根據(jù)金屬基體與增強材料的界面狀態(tài)和相容性選擇金屬基體時，盡量避免基體與增強材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時應(yīng)注意基體與增強材料的相容性，基體和增強材料應(yīng)該有較好的浸潤性。十一、簡述金屬基功能復(fù)合材料的應(yīng)用。用于微電子技術(shù)的電子封裝：基體主要是純鋁和純銅，高含量碳化硅顆粒增強鋁基（銅基）復(fù)合材料（SiCp/Al、Cu），高模量石墨纖維增強鋁基（銅基）復(fù)合材料（Cf/Al、Cu），金剛石顆粒或多晶金剛石纖維/鋁（銅）復(fù)合材料，硼纖維/鋁復(fù)合材料等。用于耐電弧燒蝕的集電材料和電觸頭材料：碳（石墨）纖維、金屬絲、陶瓷顆粒增強鋁、銅、銀及其合金等金屬基復(fù)合材料。用于耐腐蝕的電池極板材料：Cf/Al復(fù)合材料。用于耐磨零部件：碳化硅、氧化鋁、石墨顆粒、晶須、纖維等增強鋁、鎂、銅、鋅、鉛等金屬基復(fù)合材料。十二、如何改善陶瓷的強度？減少陶瓷內(nèi)部和表面的裂紋：含有裂紋是材料微觀結(jié)構(gòu)的本征特性。微觀夾雜、氣孔、微裂紋等都能成為裂紋源，材料對表面裂紋（劃傷、擦傷）也十分敏感。提高斷裂韌性（KIC）：采用復(fù)合化的途徑，添加陶瓷粒子、纖維或晶須，引入各種增韌機制（增加裂紋的擴(kuò)散阻力及裂紋斷裂過程消耗的能量），可提高陶瓷的韌性。十三、簡述氮化硅陶瓷的燒結(jié)方法及其特點。氮化硅陶瓷中，SiN是高強度共價鍵，難以燒結(jié)。氮化硅陶瓷有兩種燒結(jié)方法：反應(yīng)燒結(jié)：硅粉、氮化硅粉混合174。預(yù)成型174。預(yù)氮化（1200℃）174。二次氮化（13501450℃）174。反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷。%的體積膨脹，獲得無收縮燒結(jié)氮化硅。熱壓燒結(jié)：粉末狀Si3N燒結(jié)助劑MgO（1wt%）等，在石墨坩堝中，通過感應(yīng)加熱、單向加壓燒結(jié)（16501850℃，1530MPa，14h）。MgO的作用：與SiO2膜作用生成熔融硅酸鎂，使氮化硅高度致密化。熱壓燒結(jié)氮化硅只能制備形狀簡單的（如圓柱形）實體坯件，其制品須經(jīng)過機械加工才能達(dá)到要求的形狀和尺寸。十四、玻璃纖維為何具有高強度？試討論影響玻璃纖維強度的因素。玻璃的理論強度很高（200012000MPa），但是由于微裂紋的存在，產(chǎn)生應(yīng)力集中，發(fā)生破壞，從而降低了玻璃的強度。玻璃纖維經(jīng)高溫成型時減少了玻璃溶液的不均一性，使得裂紋產(chǎn)生的機會減少；同時，玻璃纖維的橫截面較小，微裂紋存在的幾率也減少，導(dǎo)致玻璃纖維強度較高。影響玻璃纖維強度的因素：化學(xué)組成：不同的玻璃纖維（不同系統(tǒng)），強度有很大差別。一般來說，含堿量越高（K2O、PbO），玻璃纖維的強度越低。玻璃纖維的直徑和長度：隨著玻璃纖維的直徑和長度的減小，微裂紋的數(shù)量和尺寸相應(yīng)地減小，從而提高了玻璃纖維的強度。存放時間：玻璃纖維存放一定時間后，由于空氣中的水分對玻璃纖維的侵蝕，導(dǎo)致強度下降。施加負(fù)荷時間：玻璃纖維的拉伸強度隨著施加負(fù)荷時間的增加而降低，當(dāng)環(huán)境濕度較高時更加明顯。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)致強度降低。十五、簡述玻璃纖維制造過程中浸潤劑的作用。簡述浸潤劑的種類及其特點。浸潤劑的作用：使玻璃纖維黏合集束；增加潤滑、防止磨損；消除靜電、防止玻璃纖維原絲粘結(jié)；保證拉絲和紡織工序的順利進(jìn)行。浸潤劑的類型：紡織型浸潤劑：主要成分：石蠟、凡士林、硬酯酸、變壓器油、固色劑、表面活性劑、水。能滿足紡織加工的需要，但嚴(yán)重地阻礙樹脂對玻璃布的浸潤，影響樹脂與玻璃纖維的粘結(jié)。含有石蠟乳劑的玻璃纖維及其制品使用時，要經(jīng)過脫蠟處理。增強型浸潤劑：主要成分：成膜劑（水溶性樹脂和樹脂乳液）、偶聯(lián)劑、潤滑劑、潤濕劑、抗靜電劑等。這類浸潤劑對玻璃鋼的性能影響不大，浸膠（浸潤樹脂）前不需要清除。這種浸潤劑在紡織時易使玻璃纖維起毛，一般用于生產(chǎn)無捻粗紗、無捻粗紗織物及短切纖維、短切纖維氈。十六、簡述聚丙烯腈基碳纖維的制造工藝。聚丙烯腈纖維的組成：丙烯腈（約96%）、丙烯酸甲酯（約3%）、亞甲基丁二酸（約1%%）。碳纖維的制造工藝分為三步：穩(wěn)定化處理：氧化性氣氛中、200300℃。預(yù)氧化過程的目的：使鏈狀聚丙烯腈分子發(fā)生交聯(lián)、環(huán)化、氧化、脫氫等化學(xué)反應(yīng)，形成耐熱的梯形結(jié)構(gòu)，以承受更高的碳化溫度、提高碳化收率、改善力學(xué)性能。穩(wěn)定化處理過程中先驅(qū)絲一直保持牽伸狀態(tài)。預(yù)氧絲的碳化處理：在高純惰性氣氛和一定張力下，將預(yù)氧絲加熱至10001500℃發(fā)生熱分解，以除去非碳原子（N、H、O等），形成亂層石墨結(jié)構(gòu)，生成碳含量約95wt%的碳纖維。碳纖維的石墨化處理：在高純氬氣保護(hù)下，快速升溫至20003000℃，碳纖維中殘留的非碳原子進(jìn)一步脫除，亂層石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為類似石墨的結(jié)晶狀態(tài)。對纖維繼續(xù)施加牽伸力，使石墨晶體的六角層平面平行于纖維軸取向。十七、舉例說明碳纖維的應(yīng)用。作為復(fù)合材料的增強體。航空、航天工業(yè)：主承力結(jié)構(gòu)材料（機體、艙門、主翼、尾翼）；次承力構(gòu)件（Cf/環(huán)氧樹脂：起落架、發(fā)動機艙、整流罩）；防熱材料（火箭噴嘴、鼻錐（Cf/C））。交通運輸：汽車傳動軸、構(gòu)架，制造快艇、巡邏艇。運動器材：釣魚竿、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、滑雪板、賽艇（Cf/環(huán)氧樹脂）。例：碳纖維增強金屬基復(fù)合材料：軍事領(lǐng)域（Cf/Al復(fù)合材料：直升機、導(dǎo)彈、坦克、魚雷）、人造衛(wèi)星、天線等方面的應(yīng)用；軸承和高速旋轉(zhuǎn)電機電刷方面的應(yīng)用（Cf/Cu、Cf/Ag、碳纖維/青銅等復(fù)合材料）；蓄電池極板的應(yīng)用（Cf/Al復(fù)合材料）。例：碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料：碳纖維增強氧化硅，航空、航天工業(yè)的候選材料，制作偵察衛(wèi)星上支撐攝像機的平臺。碳/碳復(fù)合材料：用作發(fā)動機葉片、防熱板、火箭噴管喉襯以及導(dǎo)彈、航天飛機上的其它零部件。第四章一、判斷題：判斷以下各論點的正誤。基體與增強體的界面在高溫使用過程中不發(fā)生變化。（180。）比強度和比模量是材料的強度和模量與其密度之比。（214。）浸潤性是基體與增強體間粘結(jié)的必要條件，但非充分條件。（214。）基體與增強體間界面的模量比增強體和基體高，則復(fù)合材料的彈性模量也越高。（180。）界面間粘結(jié)過強的復(fù)合材料易發(fā)生脆性斷裂。（214。）脫粘是指纖維與基體完全發(fā)生分離的現(xiàn)象。（180。）混合法則可用于任何復(fù)合材料的性能估算。（180。）纖維長度llc時，纖維上的拉應(yīng)力達(dá)不到纖維的斷裂應(yīng)力。（214。）二、選擇題：從A、B、C、D中選擇出正確的答案。復(fù)合材料界面的作用（B）A、僅僅是把基體與增強體粘結(jié)起來。B、將整體承受的載荷由基