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1、聚合物基復(fù)合材料課后習(xí)題聚合物基復(fù)合材料課后習(xí)題聚合物基復(fù)合材料課后習(xí)題聚合物基復(fù)合材料課后習(xí)題 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 高分子專業(yè)高分子專業(yè) 第二章第二章增強材料增強材料 2. 為什么玻璃纖維與塊狀玻璃性能不同？纖維的粗細(xì)對其強 度有什么影響？為什么？度有什么影響？為什么？ 見p27 6玻璃纖維性能的主要特點是什么？. 玻璃纖維性能的主要特點是什么？ 力學(xué)特性-脆性材料，拉伸強度高，但模量較低；纖維強度分 散性較大強度受濕度影響散性較大，強度受濕度影響； 熱性能-高溫?zé)崽幚砗髲姸认陆?，?dǎo)熱系數(shù)低 耐介質(zhì)性能-除HF外，對其他介質(zhì)

2、具有較好的耐腐蝕能力，受 水侵蝕強度下降 電性能-與組分尤其是含堿量有關(guān)，具有良好的高頻介電性能 8什么是原紗、單絲、捻度、合股數(shù)、支數(shù)、特、旦？. 什么是原紗、單絲、捻度、合股數(shù)、支數(shù)、特、旦？ 見p29 13. 當(dāng)環(huán)境濕度較大時，S-玻纖與E-玻纖在性能上有何差異？ S-玻纖，即高強玻璃纖維，堿金屬氧化物含量0.3%；E-玻纖，即電工用玻 璃纖維，堿金屬氧化物含量界水溶脹樹脂導(dǎo)致界面脫粘破壞：剪應(yīng)力，界 面粘結(jié)力界面脫粘破壞 水進入孔隙產(chǎn)生滲透壓導(dǎo)致界面脫粘破壞 水促使破壞裂紋的擴展 8什么是偶聯(lián)劑？簡述用于玻璃纖維的偶聯(lián)劑類型及作用機理. 什么是偶聯(lián)劑？。 偶聯(lián)劑是一類具有兩不同性質(zhì)官能

3、團的物質(zhì)，偶聯(lián)劑分子應(yīng)至少含有兩種 官能團，第一種官能團在理論上可于增強材料起化學(xué)反應(yīng)，第二種官能團在官能團種官能團在理論可于增強材料起化學(xué)反應(yīng)種官能團在 理論上應(yīng)能參與樹脂的固化反應(yīng)，與樹脂分子鏈形成化學(xué)鍵結(jié)合。 有機硅烷類偶聯(lián)劑，有機鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑 作用機理：1)水解；2)與玻璃纖維表面作用；3)與樹脂基體作用 第五章第五章聚合物基復(fù)合材料的成型工藝聚合物基復(fù)合材料的成型工藝 4. 成型復(fù)合材料時，施加壓力的主要作用是什么？復(fù)合材料為什么一般可采 用低壓成型？ 見p165 5什么是復(fù)合材料的成型三要素？說明其對產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率的影響？. 什么是復(fù)合材料的成型三要素？ 成型三要素：賦形、浸

4、漬、固化 浸漬的好壞、賦形的快慢、固化的快慢同時影響產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率兩個浸漬的好壞、賦形的快慢、 對立的方面。若強調(diào)經(jīng)濟性，加快成型周期，就要犧牲一部分性能；反之， 若重視性能，就要犧牲經(jīng)濟性。 9. 什么是袋壓成型？主要有哪幾種形式？ 袋壓成型是借助成型袋與模具之間抽真空形成的負(fù)壓或袋外施加壓力使，使 復(fù)合材料坯料貼近模具，從而固化成型的方法。 主要有：真空袋成型，氣壓袋（壓力袋）成型，真空袋-熱壓罐成型。主要有：真空袋成型，氣壓袋（），。 11. 纖維纏繞成型有哪三種纏繞規(guī)律？它們是如何實現(xiàn)的？ 環(huán)向纏繞-芯模繞自己軸線做勻速運動，絲束在平行于芯模軸線方向的筒身區(qū)間均勻緩慢的移 動。芯模

5、每轉(zhuǎn)一周，絲束沿芯模軸向移動一個紗片寬度。 縱向纏繞-纏繞時導(dǎo)絲頭在固定平面內(nèi)做勻速圓周運動，芯模繞自己軸線慢速間歇轉(zhuǎn)動。導(dǎo)絲 頭每轉(zhuǎn)一周，芯模轉(zhuǎn)過一個微小角度。 螺旋纏繞-纏繞時芯模繞自己軸線勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)絲頭按一定運動速度沿芯模軸線方向往返運動。 12.論述注膠壓力、注膠速率和注膠溫度對樹脂傳遞模塑（RTM）成型工藝的影響。 答：A、壓力。壓力是影響RTM工藝過程的主要參數(shù)之一。壓力的高低取決于模具的 材料要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計。為降低壓力，可采取如下措施：降低樹脂粘度；適當(dāng)?shù)哪＞?論述注膠壓力、注膠速率和注膠溫度對樹脂傳遞模塑（）成型工藝的影響。 答：、壓力。壓力是影響工藝過程的主要參數(shù)之一。壓力

6、的高低取決于模具的 材料要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計。為降低壓力，可采取如下措施：降低樹脂粘度；適當(dāng)?shù)哪＞卟牧弦蠛徒Y(jié)構(gòu)設(shè)計。為降低壓力，可采取如下措施：降低樹脂粘度；適當(dāng)?shù)哪＞?注膠口和排氣口設(shè)計；適當(dāng)?shù)睦w維排布；降低注膠速率。 B、注膠速率。注膠速率決定于樹脂對纖維的潤濕性和樹脂的表面張力及粘度，受樹 脂的活性期、壓注設(shè)備的能力、模具鋼度、制件的尺寸和纖維含量的制約。由于樹 材料要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計。為降低壓力，可采取如下措施：降低樹脂粘度；適當(dāng)?shù)哪＞?注膠口和排氣口設(shè)計；適當(dāng)?shù)睦w維排布；降低注膠速率。 、注膠速率。注膠速率決定于樹脂對纖維的潤濕性和樹脂的表面張力及粘度，受樹 脂的活性期、壓注設(shè)備的能力、模具

7、鋼度、制件的尺寸和纖維含量的制約。由于樹脂的活性期壓注設(shè)備的能力模具鋼度制件的尺寸和纖維含量的制約由于樹 脂對纖維的完全浸漬需要一定的時間和壓力，較慢的沖模壓力和一定的沖模反壓有 助于改善RTM的微觀流動狀況，但沖模時間增加降低了效率。 C、注膠溫度。注膠溫度取決于樹脂體系的活性期和最小粘度的溫度。在不大大降低 脂的活性期壓注設(shè)備的能力模具鋼度制件的尺寸和纖維含量的制約由于樹 脂對纖維的完全浸漬需要一定的時間和壓力，較慢的沖模壓力和一定的沖模反壓有 助于改善的微觀流動狀況，但沖模時間增加降低了效率。 、注膠溫度。注膠溫度取決于樹脂體系的活性期和最小粘度的溫度。在不大大降低 樹脂凝膠時間的前提下

8、，為了使樹脂在最小的壓力下使纖維獲得充足的浸潤，注膠 溫度應(yīng)盡量接近最小樹脂粘度的溫度。過高的溫度會縮短樹脂的工作期。過低的溫 度會使樹脂粘度增大，而使壓力升高，阻礙了樹脂正常滲入纖維的能力。較高的溫 樹脂凝膠時間的前提下，為了使樹脂在最小的壓力下使纖維獲得充足的浸潤，注膠 溫度應(yīng)盡量接近最小樹脂粘度的溫度。過高的溫度會縮短樹脂的工作期。過低的溫 度會使樹脂粘度增大，而使壓力升高，阻礙了樹脂正常滲入纖維的能力。較高的溫 度會使樹脂表面張力降低，使纖維床上的空氣受熱上升，有利于氣泡的排出。度會使樹脂表面張力降低，使纖維床上的空氣受熱上升，有利于氣泡的排出。 13. 簡述RFI工藝的原理和特點.

9、15什么是片狀模塑料(SMC)？它有什么特點？ 見p185 . 什么是片狀模塑料？ 片狀模塑料是用多組分不飽和聚酯樹脂糊充分浸漬短切玻璃纖維(或氈)并在 上下面覆蓋聚乙烯薄膜而獲得的片狀夾芯形式的模塑料。 特點：操作方便，模壓成型時間短，生產(chǎn)效率高，改善成型加工工作環(huán)境 和勞動條件，成型流動性好，可成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件或大型制件，并且制品 表面質(zhì)量好；組分的種類配比可調(diào)配性好，可降低成本使制品輕量化；玻纖 在生產(chǎn)和成型過程中均為損傷，長度均勻，制品強度高。 24. 為什么復(fù)合材料固化時要分段加溫固化？ 答：固化溫度高低決定著樹脂與固化劑的反應(yīng)活性大小。 在低溫臺階樹脂部分固化慢速反應(yīng)有利于形成均

10、勻固化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)在低溫臺階樹脂部分固化慢速反應(yīng)內(nèi)應(yīng)在低溫臺階樹脂部分固化，慢速反應(yīng)，內(nèi)應(yīng) 力小，樹脂性能好；在高溫使固化反應(yīng)完全，提高基體的力學(xué)性能和耐熱性。 臺階式固化制度有利于基體充分浸漬纖維，進一步完成浸漬過程，排除界面 在低溫臺階樹脂部分固化，慢速反應(yīng)，內(nèi)應(yīng) 細(xì)節(jié)的氣泡；低溫臺階慢反應(yīng)，容易控制加壓點；對于多組分競爭反應(yīng)的體 系，臺階式固化也是分子設(shè)計的需要。 試從下圖熱固性樹脂的動態(tài)介電曲線圖中分析固化過程中的結(jié)試從下圖熱固性樹脂的動態(tài)介電曲線圖中分析固化過程中的結(jié)試從下圖熱固性樹脂的動態(tài)介電曲線圖中分析固化過程中的結(jié) 構(gòu)變化、狀態(tài)轉(zhuǎn)變及性能變化。 試從下圖熱固性樹脂的動態(tài)介電曲線

11、圖中分析固化過程中的結(jié) 構(gòu)變化、狀態(tài)轉(zhuǎn)變及性能變化。 簡談復(fù)合材料的固化內(nèi)應(yīng)力，并說明減小內(nèi)應(yīng)力的措施 答：A、內(nèi)應(yīng)力來源。熱固性樹脂的固化要產(chǎn)生聚合收縮，固化溫度越高， 收縮率越大，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也將越大。高聚物的高彈松弛特性是當(dāng)鏈段運 答： 動被凍結(jié)，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不易松弛掉。由于樹脂導(dǎo)熱性差，固化收縮時， 制件內(nèi)各點的固化溫度和收縮率不一致，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，樹脂體系固化 收縮率越大，反應(yīng)速率越快，制件越厚，溫度梯度越大，在固化過程中產(chǎn) 生的內(nèi)應(yīng)力越大。生的內(nèi)應(yīng)力越大。 B、減小內(nèi)應(yīng)力的措施。慢速升溫或低溫固化，固化均勻、收縮充分；添加 粉狀填料或柔性樹脂，降低固化速率或松弛內(nèi)應(yīng)力；在接近Tg

12、溫度下充分粉狀填料或柔性樹脂，；粉狀填料或柔性樹脂，； 固化；緩慢冷卻，松弛熱收縮；后處理。 粉狀填料或柔性樹脂，； 第七章第七章復(fù)合材料的基本力學(xué)性能復(fù)合材料的基本力學(xué)性能 1. 細(xì)觀力學(xué)的基本假設(shè)主要是什么？ 答基本假設(shè)有等初應(yīng)力假設(shè)纖維和基體初應(yīng)力相等且為0不考慮制造答基本假設(shè)有等初應(yīng)力假設(shè)答：基本假設(shè)有：等初應(yīng)力假設(shè)。， 過程引起的熱應(yīng)力。；變形一致假設(shè)，纖維和基體牢固粘結(jié)在一起，形成一 個整體，受力過程中，F(xiàn)和M界面不產(chǎn)生滑移，即變形一致；線彈性假設(shè)，在 答：基本假設(shè)有：等初應(yīng)力假設(shè)。， 個整體，受力過程中，和 彈性范圍內(nèi)受載時，纖維、基體和復(fù)合材料的應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，服從 胡克

13、定律；不考慮泊松效應(yīng)。胡克定律；不考慮泊松效應(yīng)。 3. 用燒蝕法測定玻璃纖維 環(huán)氧樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù) m =29%；環(huán)氧樹脂體積分?jǐn)?shù)V m =45.97% 用燒蝕法測定玻璃纖維 環(huán)氧樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù) 纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù) f =71% ；纖維體積分?jǐn)?shù)V f =54.03% 纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)；纖維體積分?jǐn)?shù) 4. 用第3題？ 理論密度 c =1.9g/cm 3 空隙率 用第題？ 理論密度 空隙率空隙率V V =2.1% 空隙率 5單向復(fù)合材料在平行于纖維方向加載時試計算？. ，？ V f 分別為10%、25%、50%及75%時， f / m 之值均為400/3.2=125 /之值分別為：933 391 198 133 f L 之值分別為：9.33、3.91、1.98、1.33 10影響單向連續(xù)纖維復(fù)合材料縱向拉伸強度和模量的主要因素有哪些？. ？ 纖維取向錯誤 纖維強度不均勻纖維強度不均勻 不連續(xù)的纖維 界面狀況 殘余應(yīng)力 王李波 電話電話：15838931931 Email：wanglibo537yahoo com cn：. .cn