高分子复合材料重点

作者:钻石国际娱乐场发布日期:2020-11-19 22:02

  高分子复合材料重点_材料科学_工程科技_专业资料。高分子复合材料重点 “高分子复合材料”练习题 第 1 章 绪论 2、简述复合材料的特性。 A 比强度和比模量,复合材料的突出特点是比 强度与比模量高。 B 抗疲劳性能 C 减振性能 D 过载安全性

  高分子复合材料重点 “高分子复合材料”练习题 第 1 章 绪论 2、简述复合材料的特性。 A 比强度和比模量,复合材料的突出特点是比 强度与比模量高。 B 抗疲劳性能 C 减振性能 D 过载安全性 E 高温性能良好 F 具有可设计性 第 2 章 基体材料 2、述不饱和聚酯树脂固化中交联剂的选择以及 引发剂的结构特点; 交联剂的选择 一般对交联剂有如下的要求: 高沸点、低粘度,能溶解树脂呈均匀溶液,能溶 解引发剂、促进剂及染料;无毒,反应活性大, 能与树脂共聚成均匀的共聚物,共聚物反应能在 室温或较低温度下进行。 引发剂的结构特点:引发剂一般为有机过氧化物 4、简述酚醛树脂的种类及其常用固化剂; 酚醛树脂的种类:a.热固性酚醒树脂 b.热塑 性酚醛树脂 c.其它类型酚醛树脂 (a)低压钡酚醛树脂。(b)硼酚醛树脂。(c)改性 酚醛树脂。 常用固化剂: 热固性塑料酚醛树脂一般采用酸 类固化剂。常用的酸类固化剂有盐盐酸或磷酸, 也可用对甲苯磺酸、苯酚磺酸或其它的磺酸。 5 简述热塑性树脂的特点及其常用产品; 热塑性树脂的特点:就是加热软化甚至熔融, 冷却后硬化,这个过程是可以反复进行的,因此, 热塑性树脂的加工成型是非常方便的。 常用的热塑性树脂:有聚乙烯、聚碳酸酌、聚甲 醛、聚苯醚、聚矾、豪四氟乙烯等。 6、简述聚苯硫醚的结构及其物理特性。 聚苯硫醚是以硫化钠和对二氯苯为原料制备的, 在其分子链中含有苯硫基,分子结构式为右方所 示。 聚苯硫醚为一种线型结构,当在空气中加热到 345℃以上时,它就会发生部分交联。固化的聚 合物是坚韧的,且是非常难溶的。聚苯疏醚具有 优异的综合性能。表现为突出的热稳定性,优良 的化学稳定性、耐蠕变性、刚性、电绝缘性及加 工成型性。 第 3 章 复合材料的增强材料 2、简述玻璃纤维的物理性能和化学性能; 物理性能:具有不燃、耐高温、化学稳定性好等 优良性能,还可以来用有机徐覆处理技术来进行 制品深加工及扩大制品的应用。 化学性能: 玻璃纤维的耐化学药品性,玻璃纤 维除去浓碱、浓磷酸和氢氟波外几乎耐所有的无 机和有机化学药品。 3、简述碳纤维的分类及其常用制品; A 按前驱体纤维原料的不同,可分为粘胶基 碳纤维、碳纤维、沥青基碳纤维和气相生长碳纤 维; b 按纤维力学性能分类,可分为通用级碳纤 维(GP)和高性能碳纤维(HP),其中 c 按照碳纤维的制造方法不同分类,石墨纤 维(2000 一 3000℃)、氧化纤维(预氧丝 200 一 300℃)、活性碳纤维和气相生长碳纤维。 碳纤维与玻璃纤维一样有布、毡等,主要用 于航空航天工业。 4、简述碳纤维的结构及其性能; 结构:(1)微观结构 碳纤维属于过渡形式碳, 其微结构基本类似石墨,但层面的排列并不规 整,属于乱层结构。 (2)碳纤维的形态结构 主要取决于原丝 和热处理条件。在碳化过程中,纤维的结构特征 如原丝结构,原丝的挥忧取向以及截面形状等都 保留在碳纤维中。 性能: 高强度, 随着热处理温度的提高,碳 纤维的电阻率随之降低。 6、简述晶须的结构特点及其种类; 结构特点: 晶须(whisker)是指由高纯度 单晶生长而成的直径几微米、长度几十微米的单 晶纤维材料,是一类力学性能十分优异的新型复 合材料补强增韧材料。 种类: 晶须的种类很多。按用途分为结 构材料晶须和功能材料晶须;按导电性能分为绝 缘型、半导体型、导电型和超导型晶须;按组成 结构类型分为金属晶须、氧化物品须、碳化物晶 须、氮化物品须、硼化物晶须、硅化物晶须和新 开发的无机盐类晶须。 7、简述粉体增强材料的要求及其选择弥散相的 原则; 要求: (1)对粉体材料的要求: A .高纯 B .粉料材料的形状 一般要求物料粒子尽 可能为等轴状或球形,且粒径分布范围窄。采用 这种粉料成型时可获得均匀紧密的颗粒排列,并 避免烧结时由于粒径相差很大而造成的晶粒异 常长大及其它缺陷。 C 无严重的团聚 D .粉料的结晶形态 对于存在多种结晶形 态的粉料由于烧结时致密化行为不同,或其它原 因,往往要求粉料为某种特定的结晶形态。 E 超细 选择弥散相的原则: 弥散相往往是一类高熔点、高硬度的非氧 化物材料 弥散相必须有员佳尺寸、形状、分布及数 量,对于相变粒子,其晶粒尺寸还与临界相变尺 寸有关; 弥散相在基体中的镕解度须很低,且不与 基体发生化学反应; ④弥散相与基体须有良好的结合力。 8、简述轻质碳酸钙和重质碳酸钙的制备方法和 性质; 轻质碳酸钙制备方法和性质:工业上常采用 2 种 方法制备(1)氯化钙与碳酸钠溶液反应(2)氢 氧化钠与碳酸钙反应 重质碳酸钙的制备方法和性质:由石灰石选矿、 粉碎、分级、旋风分离、表面处理而制得。其中 粉碎方法可分为干式和湿式两种。无味,无嗅的 白色粉末,粒径比轻质碳酸钙,密度比轻质碳酸 钙略重。 9、简述氧化锆的 3 种晶型结构及其“应力诱导 相变”机理; 氧化锆有 3 种品型,属多晶相转化的氧化 物。三种晶型分别为:立方结构(c 相)、四方结 构(t 相)和单斜结构(m 相)。 “应力诱导相变”机理:在应力作用下发生 t→ m 马氏体转称为“应力诱导相变” 这种相变过程将吸收能量,使裂纹尖端的应力场 松弛,增加裂纹扩展阻力,从而实现增韧。 10、简述白炭黑的显著特征及其主要制备方法。 显著特征:①白炭黑粒径小,比表面积大 ②由于白炭黑是一种超细粒子填料,不溶于 水和酸,有吸水性,内表面积很大,它 在树脂中的分散力较大,能提高塑料制品的物理 性能。 ②白炭黑具有很高的电绝线性,对提高塑料 制品的电绝线性也有一定作用, 主要制备方法:白炭黑的制备主要有三种: a 沉淀法:稀硅酸钠和稀盐酸进行反应 b 炭化法:硅砂和纯碱进行反应。 c 燃烧法:四氯化硅气体与氢气和空气的均匀混 合物反应。 第 4 章 纤维复合材料及其制造方法 2、简述热固性预浸料的制备方法; 热固性预浸料的制备方法: a.热固性预浸料的 制备 按照浸渍设备或制造方式的不同,热固性 纤维增强树脂预浸料的制备分轮鼓缠绕法和列 陈排铺法;按浸渍树脂状态分湿法(溶液预浸法) 和干法(热熔预浸法)。 3、简述热塑预浸料的制备方法; 热塑性预浸料制造 热塑性纤维增强复合 材料预浸料制造,按照树脂状态的不同,可分为 预浸渍技术和后浸渍技术两大类。预浸渍技术包 括溶液预浸和熔触预浸两种,其特点是预浸料中 树脂完全浸渍纤维。后预浸技术包括膜层叠、粉 末浸渍、纤维混杂,纤维温编等,其特点是项浸 料中树脂以粉末、纤维成包层等形式存在,对纤 维的完全浸该要在复合材料成型过程中完成。 4、简述手糊成型工艺流程及其特点; 手糊工艺是聚合物基复合材料中最早采用和 最简单的方法。其工艺过程是先在模具上涂刷台 有固化剂的树脂混合物,再在其上铺贴一层按要 求剪裁好的纤维织物,用刷子、压辊或刮刀挤压 织物,使其均匀浸胶并排除气泡后,再涂刷树脂 混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直 至达到所需潭度为止。 简述缠绕成型工艺流程及其特点; 缠绕成型是一种将浸渍了树脂的纱或丝束缠绕 在回转芯模上、常压下在室温或较高温度下固化 成型的一种复合材料制造工艺,是一种生产各种 尺寸回转体的简单有效的方法。 纤维缠绕成型的主要特点是,结构效率高,自 动化成型,产品质量稳定,生产效率高。 7、简述聚合物基复合材料的力学性能特点; 力学性能特点:A 比强度高 B 各向异性 C 弹性 模量和层间剪切强度低 D 性能分散性大 8、简述聚合物基复合材料的疲劳性能特点; 影响树脂基复合材料疲劳特性的因素很多,其 疲劳强度随静态强度的提高而增大,每种纤维增 强复合材料都存在一个最佳纤维体积含量,如当 纤维体积含量低于或高于最佳值时,其疲劳强度 都会下降。 9、简述聚合物基复合材料的冲击性能特点; 不同成型法的制品的冲击强度不同,一般地说, 纤维缠绕制品的冲击性能最佳,模压成型的次 之,手糊成型和注射成型的较低。玻璃布增强树 脂基复合材料的冲击性比玻璃毡增强的复合材 料的冲击性能较高。 10、简述聚合物基复合材料的蠕变性能特点。 复合材料在恒定应力作用下,形变随时间的 延长而不断增大,这种现象称为蠕变。这是由于 基体材料的链段或整链运动不能瞬间完成,而需 要一定时间的结果。蠕变严重时将导致材料或制 品尺寸不稳定。提高材料抗蠕变性能的途径有: 选用碳纤维等能增加制品刚性的增强材料。 第 5 章 复合材料力学性能 2、简述复合材料力学分类情况; 3、简述复合材料的疲劳损伤的主要表现; 疲劳指的是在周期性交变载荷作用下材料发 生的破坏行为,它论述了材料经受周期应力或应 变时的失效过程。主要表现在以下几点: ①复合材料在疲劳过程中,尽管韧始损伤尺 寸比金属材料大,例如纤维断头、脱层、基体开 型、脱胶、基本孔洞等,但疲劳寿命比金属长。 ⑧复合材料的疲劳损伤是累积的,在破坏之 前,损伤已有了较大的发展,有明显的征兆。而 金屑材料损伤累积却很隐蔽,破坏有很大的突发 性,这对工程结构来讲是报危险的。 4、简述单向复合材料面内剪切破坏的特点。 复合材料破坏的特点主要有: ①不同纤维分布对缺陷的敏感性不同。复合 材料中纤维是主要承载组分,不同的纤维分布对 缺陷的敏感性不同,对于连续纤维增强单层复合 材料,如图 5—54 所示,(a)为纤维方向分布, 在纤维方向载荷作用下,板边缺口附近应力集中 引起纤维与基体界面沿纤维方向脱粘,由此缺陷 张开钝化,减轻应力集中,它对缺陷敏感不大。 ②在应力作用下,不存在缺口钝化,裂纹很 容易顺原方向扩展,而材料断裂破坏,即对缺陷 很敏感; 第 6 章 复合材料的界面 2、简述复合材料的界面层化学键理论; 化学链理论认为增强材料与基体材料之间 必须形成化学键才能使粘结界面产生良好的粘 结强度,形成界面。 3、简述复合材料的界面层弱边界层理论; 通常边界层主要是指液体、固体、气体紧密 接触的部分,一般是指流经固体表面最接近的流 体层,对传热、传质和动量均有特殊影响,但是 它没有独立的相,在这一点上和界面是有一定的 区别的。如果边界层内存在有低强度区城,别称 为弱边界层。 简述复合材料的界面层物理吸附理论; 这种理论主要是考虑两个理想清洁表面,靠物 理作用来结合的,实际上就是以表面能为基础的 吸附理论。此理论认为基体树脂与增强材料之间 的结合主要是取决于次价力的作用,粘结作用的 优劣决定于相互之间的浸润性。浸润得好,则被 粘体与枯合剂分子之间紧密接触而发生吸附,则 粘结界面形成了很大的分子间作用力,同时排除 了粘结体表面吸附的气体,减少了钻结界面的空 隙率,提高了粘结强度,而偶联剂的主要作用就 是促使基体树脂与增强材料表面完全浸润。 6、简述碳纤维的氧化法表面处理; 氧化法主要有气相氧化法、掖相氧化法、阳极 氧化法。 气相氧化法中使用的氧化剂有空气、氧气、 臭氧或二氧化碳等。最常使用的方法为空气氧化 法。空气氧化法是在空气中不同的温度下氧化碳 纤维,一般是在空气中 400 一 500℃条件下进行 处理,处理过程中采用铅和铜的盐作为催化剂。 这种方法使用的设备简单,容易实现连续化处 理,但是操作比较因难,氢化程度也难以控制, 有时会使碳纤维发生严重损伤。 液相法的种类比较多,所使用的氧化剂有浓 硝酸、次氯政钠,次氯酸钠/硫酸、磷酸等。处 理的方法就是把碳纤维在一定的温度下浸入到 氧化剂里浸泡一段时间,然后将碳纤维表面残存 的破浓洗去。这种方法可增加碳纤维表面的租糙 程度和羧基含量,改善纤维的表面性能,提高复 合材料的层间剪切强度。但是由于碳纤维吸附的 酸不易洗净,公害严重,而且处理时间长,效果 不佳也不易工业化仅在实验室中使用。 阳极氧化法是目前工业上普通采用的一种 碳纤维表面处理的方法。其方法就是将碳纤维作 为阳极、石墨及其它金属材料作为阴极,在含有 NaOH、HNO3:、H 2SO4 等电解质溶液中通电对碳纤 维的表面进行电解表面阳极氧化处理,阳极氧化 处理酌效果较好,均匀性好,层剪切强度可提高 40%一 80%。缺点是比空气氧化法工序多,需 经水洗、干燥等工序,碳纤维强度稍有降低。 7、简述碳纤维的沉淀法表面处理; 沉积法是指在高温及还原性气氛中,使烃 类、金属卤化物等以碳、碳化物的形式在碳纤维 表面形成沉积膜或生长晶须,从而可对碳纤维表 面进行改性。沉积到破纤维表面的碳膜活性较 大,容易被树脂润湿,并朗提高碳纤维复合材料 的层间剪切强度。一般沉积法对纤维力学性能影 响不大,很少损失纤维的强度,主要是利用沉积 膜及晶须来增加纤维与高聚物之间的界面结合 力。此法缺点是工艺较复杂,不易连续化、工业 化,均匀性也差。 8、简述碳纤维的等离子体表面处理; 低温等离子体的纤维表面处理可使用空气、 氧气、氮气、员气等气体,处理时间一般为几秒 钟至几十分钟,处理时间的长短与气体的种类有 关。另外,通过低温等离子体处理技术,还可达 到在碳纤维的表面发生聚合接技的目的,从而改 善碳纤维的表面性质,并能有效酌增强纤维复合 材料的层剪强度、断裂韧性、弹性模量以及玻璃 化转变温度。 9、简述复合材料界面的红外光谱分析技术; 现在已有很多方法可获得高聚物界面的红 外光谱,比如透射光谱法,表面研磨法,内反射 光谱法,没反射光谱法、反射—吸收光谱法等。 对于厚度<5 微米的薄膜样品,采用透射光谱法 就可很方便地获得红外光谱团。但是采用此法所 使用的试样膜不能过厚,否则所得到的透射光谱 将反映的是试样的本体结构而不是它的表面特 征。因此,这种方法对于那些不能成膜或难以得 到符合厚度要求的试样是不适用的。那么,对于 较厚的薄膜试样,就可采用表面研磨技术制 样.然后测定其透射光谱。这种方法可测定厚度 为 1000 左右的试样。现在,对于高聚物表面性 能的研究,常采用一种内反射光谱法。这是一种 非常简便的表面测定方法。当入射的红外光以一 个大于临界角 θ 的入射角 θ1 射人具有高折射率 的物质中,然后再投射到试样的表面上,就会立 即被试样反射出来,这称为内反射。当入射角大 于或等于临界角时,则入射光不合发生折射,而 是在界面处发生全反射。当一个能选择性地吸收 辐射光的试样与另一个折射率大的反射表面紧 密接触时.则部分入射光就会镇吸收,而不被吸 收的光就会被反射或透过,这时辐射光发生了衰 减,其衰减程度与试祥的吸光系数大小有关。被 衰减了的辐射光通过红外分光光度计测量,对强 度与波长或波数作图,即为试祥的内反射吸收光 谱。 10、简述复合材料界面的 X 射线光电子能谱分 析技术。 X 射线光电子能谱(XPS)是利用光电效 应,以一束固定能量的 X—射线来激发试样的表 面,并对其光电子进行检测。XPS 技术的典型取 样深度小于 100 入.是通过购定内层电于能级谱 的化学位移,进而确定材料中原子结合状态和电 子分布状态,并根据元素具有的特征电子结合能 及谱团的特征谱线,可鉴定出除氢、氦以外的元 素周期表上的所有元素。


钻石国际娱乐场

上一篇:高分子复合材料

下一篇:整个朋友圈都在疯传这个高分子复合材料井盖