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第3節(jié) 復合材料 知能演練　輕松闖關[學生用書單獨成冊] [基礎溫故] 1．下列各材料中屬于復合材料的是(　　) A．不銹鋼 B．鋼化玻璃 C．光導纖維 D．航天器外層的隔熱陶瓷瓦 答案：D 2．下列關于復合材料的說法正確的是(　　) A．合金就是復合材料 B．復合材料的化學成分可能只有一種也可能含有多種 C．復合材料按基體分類可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料和纖維增強復合材料 D．復合材料是兩種或兩種以上不同性質的材料經特殊加工而制成的 解析：選D。合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)經一定方法所合成的具有金屬特性的物質。復合材料是將兩種或兩種以上性質不同的材料經特殊加工而制成的材料。A、B錯，D正確。樹脂基復合材料和金屬基復合材料是按基體分類的，而纖維增強復合材料是按增強體形狀分類的，分類標準不統(tǒng)一，C錯。 3．下列關于材料的說法中，正確的是(　　) A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合而成的晶體 B．高溫結構陶瓷具有耐高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度小、耐磨損、密度大的特點 C．氧化鋁陶瓷的熔點低、硬度小 D．鎂鋁合金的強度高、密度小，可用于飛機制造業(yè) 解析：選D。玻璃屬于玻璃態(tài)物質，不是晶體，它沒有固定的熔點，A錯誤；B中高溫結構陶瓷硬度大、密度小，B錯誤；氧化鋁陶瓷是高溫結構陶瓷，熔點高，C錯誤；鎂鋁合金硬度大、質輕，因此可用于飛機制造業(yè)，D正確。 4．下列對玻璃鋼的敘述正確的是(　　) A．玻璃鋼是由普通玻璃加強熱然后驟冷而得到的，所以其成分與普通玻璃相同 B．玻璃鋼是以玻璃為基體，鋼纖維做增強體的復合材料 C．玻璃鋼的基體是合成樹脂，增強體是玻璃纖維 D．玻璃鋼的強度和機械加工性能比合金鋼稍差，但耐腐蝕性和絕緣性比合金鋼好 解析：選C。玻璃鋼是人們熟悉的一種多用途的復合材料，它的學名叫玻璃纖維增強塑料。以玻璃纖維為骨架，以合成樹脂做基體和黏結劑，加熱壓制成型就得到玻璃鋼，其成品強度可與鋼材媲美，密度僅為鋼鐵的1/5左右，耐高溫、抗腐蝕、電絕緣性好、抗震抗裂、隔音隔熱、加工方便，在航空、機械、汽車、艦船、建筑、化工等部門得到廣泛的應用。 5．復合材料的使用使導彈的射程有了很大的提高，其主要原因在于(　　) A．復合材料的使用可以使導彈能承受超高溫的條件 B．復合材料的使用可以使導彈的質量減輕 C．復合材料的使用可以使導彈能承受超高強度的改變 D．復合材料的使用可以使導彈能承受溫度的劇烈變化 解析：選B。導彈的殼體大多是以纖維為增強體，金屬為基體的復合材料，之所以可以提高射程是利用了其密度小、質量輕的特點。 6．我國及美國、日本等國家都已研制出一種陶瓷柴油機，這種柴油機的發(fā)動機部件的受熱面是用一種耐高溫且不易傳熱的材料來制造的，這種材料是(　　) A．氧化鋁陶瓷 B．氮化硅陶瓷 C．光導纖維 D．玻璃鋼 解析：選B。氧化鋁陶瓷是一種耐高溫結構材料，經常用來做高級耐火材料，導熱性好。光導纖維是一種玻璃纖維，主要用于通信、醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等許多方面。玻璃鋼是一種復合材料，強度高而密度小，經常用于游樂車、水上游艇、餐桌椅等產品的生產。而氮化硅陶瓷是一種超硬物質，本身具有潤滑性且耐磨損，耐高溫且不易傳熱，經常用于制造發(fā)動機部件的受熱面，不僅可以提高柴油機質量、節(jié)省燃料，而且能提高熱效率。 7．下列說法正確的是(　　) A．所有復合材料都由基體和增強體兩部分組成 B．增強體在復合材料中起黏結作用 C．基體在復合材料中起骨架作用 D．復合材料因生產工藝復雜，應用范圍很小 解析：選A。復合材料都是由基體和增強體兩部分組成，A項對；增強體在復合材料中起骨架作用，B項錯；基體在復合材料中起黏結作用，C項錯；復合材料性能優(yōu)異，應用十分廣泛，D項錯。 8．把下列材料與其特性用短線連接起來。 解析：不同的材料有不同的性能。 答案： 9．根據某種分類標準，材料大體可以分為天然材料、燒煉材料、合成材料等。下面是一個分類的實例。 類型 天然材料 燒煉材料 合成材料 名稱 木材、大理石、皮革 鋼鐵、陶瓷、鋁 合成纖維、合成橡膠、合成塑料 請再選擇一個分類標準，將上述材料重新分類。 解析：根據不同的分類標準，可以有不同的分類方法，如可以將他們分為無機材料和有機材料。當然，無機材料還可以進一步分為非金屬材料和金屬材料。 答案： 類型 無機材料 有機材料 名稱 大理石、鋼鐵、陶瓷、鋁 皮革、木材、合成纖維、合成橡膠、合成塑料 [能力提升] 10．橡膠是一種重要的有機高分子化合物，具有良好的彈性，但強度較差，通過硫化處理工藝可改善其性能，它可用于制造一些高性能復合材料。下列各項中，屬于用含橡膠的復合材料制造的是(　　) A．塑鋼門窗 B．飛機的機翼 C．快艇船體 D．汽車輪胎 解析：選D。該題提供的信息是有關橡膠的基本性能，汽車輪胎也是一種復合材料，是由尼龍纖維制成的簾子線做基體，以高性能硫化橡膠做增強體。 11．“神舟十號”飛船表面鐫貼有特制的陶瓷片，主要目的是(　　) A．增加飛船的速率，防止流星及太空垃圾撞壞飛船 B．將太陽能轉化為電能供飛船使用 C．便于雷達跟蹤，接受地面指揮中心指令 D．在飛船返回進入大氣層時，陶瓷片耐高溫隔熱，能有效保護飛船平安返回地面 解析：選D。飛船表面的陶瓷片是纖維和陶瓷復合而成的材料制成的。纖維增強陶瓷保持了陶瓷耐高溫的特性，增強了陶瓷的韌性，使航天飛船能安全地穿越大氣層返回地面。 12．某復合材料的基體是Si3N4陶瓷，增強體是SiO2纖維，則該復合材料可能具有的性能是(　　) A．耐酸、堿，化學穩(wěn)定性好，耐高溫，密度小，韌性好 B．強度高，抗沖擊，絕緣性好，不耐高溫 C．耐高溫，強度高，導電導熱性好，不易老化 D．耐高溫，強度高，密度小 解析：選D。復合材料保持原有成分材料的特點，由基體和增強體的組成可知其性能。 13．我國科學家曾成功合成了3 nm長的管狀定向碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度(只有鋼的1/4)小、化學穩(wěn)定性好的特點，因而被稱為“超級纖維”。下列關于碳纖維的說法中不正確的是(　　) A．它是制造飛機的理想材料 B．它的主要組成元素是碳 C．它的結構和石墨相似 D．碳纖維耐酸堿腐蝕 解析：選C。該碳纖維強度高、剛度高、密度小、化學穩(wěn)定性好，是制造飛機的理想材料，主要組成元素為碳，根據其性質與石墨不同，推知其結構與石墨不同。 14．(1)火箭升空時，由于與大氣層的劇烈摩擦，產生高溫。為了防止火箭溫度過高，在火箭表面涂上一種特殊的涂料，該涂料的性質最可能的是________。 A．在高溫下不熔化 B．在高溫下可分解汽化 C．在常溫下就分解汽化 D．該涂料不可能發(fā)生分解 (2)火箭升空需要高能的燃料，經常是用N2O4和N2H4做為燃料，其反應產物為無污染物質。請寫出該反應的方程式：________________________________________________________________________。 該反應中被氧化的原子與被還原的原子物質的量之比是________。 解析：(1)根據題目的信息可知火箭表面的物質主要是為了防止火箭表面溫度過高，即這種物質應該具有散熱功能或分解汽化以降低火箭表面的溫度，結合選項知最可能具有的性質為B項。(2)中由于產生的物質無污染，結合兩物質的組成可知產物為氮氣和水，由氧化還原方程式的配平方法不難得出對應的方程式為N2O4＋2N2H43N2＋4H2O。 答案：(1)B　(2)N2O4＋2N2H43N2＋4H2O　2∶1 15．(1)某種復合材料具有耐高溫、強度高、導電性好、導熱性好的特點，則該復合材料的基體和增強體材料分別可能是________。 A．金屬；碳纖維 B．陶瓷；SiO2 C．合成樹脂；SiO2、Al2O3、Na2O D．合成樹脂；碳化硅纖維 (2)石墨炸彈也叫斷電炸彈、輕炸彈，專用于破壞敵方的電力設施。這種炸彈爆炸后會噴散出大量經化學方法制成的石墨絲(碳纖維)，其直徑僅有幾千分之一英寸。這種石墨絲非常輕，在目標上空可飄浮較長一段時間，形成較大范圍的“碳纖維云”，它們粘上電力設施時，即會破壞電力系統(tǒng)。簡述石墨炸彈能夠破壞電力系統(tǒng)的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)該復合材料有導電性和導熱性好的特點，所以基體應是金屬，且碳纖維具有耐高溫、強度高的特點，故選A項；B項，強度不高且導電、導熱性差；C項，導電性差；D項，導電、導熱性差。(2)從石墨的導電性能方面考慮。 答案：(1)A　(2)石墨炸彈爆炸產生的石墨絲具有良好的導電性，當它們粘上電力設施時，就會造成短路而導致停電，同時電路中某些硬件設施也會遭到破壞