航空航天材料性能及测试方法试题库

航空航天材料功能及测试方法试题库姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、单选题1.航空航天材料在高温下的主要失效形式是什么？

A.腐蚀

B.脆化

C.疲劳

D.裂纹

2.下列哪种材料不属于航空航天材料的范畴？

A.钛合金

B.钛碳纤维复合材料

C.铝合金

D.玻璃

3.航空航天材料在低温下的主要功能要求是什么？

A.高强度和韧性

B.良好的耐腐蚀性

C.良好的耐磨性

D.高热稳定性

4.下列哪种材料的疲劳极限最高？

A.钛合金

B.不锈钢

C.镍基高温合金

D.纳米材料

5.下列哪种材料的导热系数最高？

A.铝

B.钛

C.钨

D.石墨

6.航空航天材料的热膨胀系数对材料的功能有何影响？

A.热膨胀系数越高，材料的耐热性越好

B.热膨胀系数越高，材料的抗热震性越好

C.热膨胀系数越低，材料的尺寸稳定性越好

D.热膨胀系数对材料的功能没有影响

7.下列哪种材料的耐磨性最好？

A.高速钢

B.超合金

C.氮化硅陶瓷

D.钛合金

8.航空航天材料在冲击载荷下的主要失效机理是什么？

A.屈服

B.脆性断裂

C.疲劳裂纹扩展

D.韧化

答案及解题思路：

1.B.脆化

解题思路：在高温下，金属材料容易发生蠕变和脆化，导致材料功能下降。

2.D.玻璃

解题思路：航空航天材料通常要求高强度、耐高温、耐腐蚀等特性，而玻璃不具备这些特性。

3.A.高强度和韧性

解题思路：在低温环境下，材料需要保持足够的强度和韧性以承受载荷。

4.C.镍基高温合金

解题思路：镍基高温合金具有优异的耐高温和耐腐蚀功能，疲劳极限较高。

5.D.石墨

解题思路：石墨具有非常高的导热系数，常用于制作高温导热材料。

6.C.热膨胀系数越低，材料的尺寸稳定性越好

解题思路：热膨胀系数低的材料在温度变化时尺寸变化小，有利于保持零件的尺寸稳定性。

7.C.氮化硅陶瓷

解题思路：氮化硅陶瓷具有极高的硬度和耐磨性，常用于耐磨部件。

8.B.脆性断裂

解题思路：在冲击载荷下，材料容易发生脆性断裂，导致失效。二、多选题1.航空航天材料应具备哪些力学功能？

A.高强度

B.高韧性

C.高硬度

D.良好的疲劳功能

E.良好的抗冲击功能

2.下列哪些材料属于耐高温材料？

A.钛合金

B.超合金

C.碳化硅

D.钨合金

E.铝合金

3.航空航天材料在抗腐蚀功能方面的要求有哪些？

A.良好的耐腐蚀性

B.抗氧化功能

C.耐盐雾腐蚀功能

D.耐霉菌腐蚀功能

E.耐高温腐蚀功能

4.下列哪些材料属于轻质高强材料？

A.碳纤维复合材料

B.钛合金

C.镁合金

D.钛铝金属间化合物

E.钢合金

5.航空航天材料在电磁兼容性方面的要求有哪些？

A.良好的屏蔽功能

B.良好的抗干扰功能

C.良好的辐射吸收功能

D.良好的电磁波传播功能

E.良好的导电功能

6.下列哪些材料具有优良的导电功能？

A.铜合金

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

E.碳纤维复合材料

7.航空航天材料在耐磨损功能方面的要求有哪些？

A.高耐磨性

B.良好的耐滑动磨损功能

C.良好的耐冲击磨损功能

D.良好的耐腐蚀磨损功能

E.良好的耐高温磨损功能

8.下列哪些材料属于高强度材料？

A.钢合金

B.超合金

C.钛合金

D.镁合金

E.钛铝金属间化合物

答案及解题思路：

答案：

1.A,B,C,D,E

2.A,B,C,D

3.A,B,C,D,E

4.A,B,C,D

5.A,B,C,D

6.A,B,C,D

7.A,B,C,D,E

8.A,B,C,E

解题思路：

1.航空航天材料需具备多种力学功能以保证结构安全与功能实现。

2.耐高温材料用于高温环境下，需能承受高温且不软化或氧化。

3.抗腐蚀功能是航空航天材料的重要特性，尤其在恶劣环境中。

4.轻质高强材料在减轻重量同时保持结构强度，对于提高飞行器功能。

5.电磁兼容性要求材料在电磁环境中稳定，不产生干扰。

6.导电功能好的材料在电子设备中应用广泛，用于信号传输和电路连接。

7.耐磨损功能保证材料在高速、高温等恶劣条件下仍能保持功能。

8.高强度材料用于承受高应力，增强结构强度和稳定性。三、判断题1.航空航天材料的热导率越高，其抗热冲击功能越好。

答案：错误

解题思路：热导率高的材料导热能力强，但在热冲击条件下，可能因为热膨胀和收缩的不均匀导致材料更容易破裂，因此热导率越高并不一定意味着抗热冲击功能越好。

2.航空航天材料的韧性越好，其抗疲劳功能越好。

答案：正确

解题思路：韧性好的材料在受力后能够吸收更多的能量而不破裂，因此在疲劳循环中更能抵抗裂纹的扩展，抗疲劳功能自然较好。

3.航空航天材料的耐腐蚀功能与其耐高温功能密切相关。

答案：正确

解题思路：耐高温功能好的材料在高温环境下稳定性更高，不易发生化学反应，因此其耐腐蚀功能也较好。

4.航空航天材料在低温下的硬度越高，其抗冲击功能越好。

答案：错误

解题思路：虽然硬度高的材料在低温下不易变形，但过高的硬度可能导致材料脆性增加，降低抗冲击功能。

5.航空航天材料的密度越小，其抗冲击功能越好。

答案：错误

解题思路：密度小的材料虽然质量轻，但在抗冲击时，其吸收能量的能力可能不足，因此抗冲击功能不一定更好。

6.航空航天材料在高温下的抗氧化功能越好，其抗腐蚀功能越好。

答案：正确

解题思路：高温下的抗氧化功能好意味着材料在高温环境下不易与氧气反应，从而减少腐蚀的可能性，抗腐蚀功能自然较好。

7.航空航天材料的疲劳极限与其强度成正比关系。

答案：错误

解题思路：疲劳极限是指材料在循环载荷作用下不发生疲劳破坏的最大应力，它与材料的微观结构、裂纹萌生和扩展机制等因素有关，不一定与强度成正比。

8.航空航天材料的弹性模量越高，其抗冲击功能越好。

答案：错误

解题思路：弹性模量高的材料在受到冲击时不易变形，但过高的弹性模量可能导致材料在冲击下更容易破裂，因此抗冲击功能不一定越好。四、填空题1.航空航天材料的主要功能指标包括密度、强度、刚度等。

2.航空航天材料的力学功能主要包括抗拉强度、屈服强度、弹性模量等。

3.航空航天材料的耐腐蚀功能主要包括耐腐蚀性、耐热腐蚀性、耐盐雾腐蚀性等。

4.航空航天材料的耐高温功能主要包括热稳定性、热膨胀系数、熔点等。

5.航空航天材料的导电功能主要包括电导率、电阻率、电化学腐蚀速率等。

6.航空航天材料的耐磨功能主要包括磨损失重、磨损体积、磨损速度等。

7.航空航天材料的抗冲击功能主要包括冲击韧性、冲击强度、断裂韧性等。

8.航空航天材料的抗疲劳功能主要包括疲劳寿命、疲劳极限、疲劳裂纹扩展速率等。

答案及解题思路：

答案：

1.密度、强度、刚度

2.抗拉强度、屈服强度、弹性模量

3.耐腐蚀性、耐热腐蚀性、耐盐雾腐蚀性

4.热稳定性、热膨胀系数、熔点

5.电导率、电阻率、电化学腐蚀速率

6.磨损失重、磨损体积、磨损速度

7.冲击韧性、冲击强度、断裂韧性

8.疲劳寿命、疲劳极限、疲劳裂纹扩展速率

解题思路：

1.航空航天材料的主要功能指标通常包括材料的密度、强度和刚度，这些是评价材料功能的基础指标。

2.力学功能主要关注材料在受力时的表现，包括抗拉强度、屈服强度和弹性模量，这些指标能够反映材料承受力的能力。

3.耐腐蚀功能涉及材料在特定环境中的耐久性，包括耐腐蚀性、耐热腐蚀性和耐盐雾腐蚀性。

4.耐高温功能则关注材料在高温环境下的表现，包括热稳定性、热膨胀系数和熔点。

5.导电功能与材料的电学特性相关，包括电导率、电阻率和电化学腐蚀速率。

6.耐磨功能评价材料在摩擦过程中的抵抗能力，包括磨损失重、磨损体积和磨损速度。

7.抗冲击功能涉及材料对突然载荷的抵抗能力，包括冲击韧性、冲击强度和断裂韧性。

8.抗疲劳功能则是评价材料在反复载荷作用下的耐久性，包括疲劳寿命、疲劳极限和疲劳裂纹扩展速率。五、简答题1.简述航空航天材料的主要功能指标及其作用。

答案：

航空航天材料的主要功能指标包括：

a.强度：指材料抵抗变形和断裂的能力，包括抗拉强度、抗压强度等。

b.塑性：指材料在受力后发生永久变形而不破裂的能力。

c.硬度：指材料抵抗硬物体压入表面的能力。

d.弹性：指材料在受力后能恢复原状的能力。

e.疲劳强度：指材料在反复应力作用下不发生疲劳破坏的能力。

这些指标的作用是保证材料在极端环境下能够安全、可靠地工作。

2.简述航空航天材料在力学功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在力学功能方面的主要要求包括：

a.高强度：材料应具有足够的强度以承受结构负载。

b.高比强度：材料的强度与其密度之比应高，以减轻结构重量。

c.高比刚度：材料的刚度与其密度之比应高，以保持结构的稳定性。

d.良好的韧性：材料应具有良好的韧性，以吸收能量并防止脆性断裂。

3.简述航空航天材料在耐腐蚀功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在耐腐蚀功能方面的主要要求包括：

a.耐腐蚀性：材料应能在各种腐蚀环境中保持稳定，如海水、大气腐蚀等。

b.耐高温腐蚀性：材料在高温环境下应具有良好的耐腐蚀功能。

c.耐氧化性：材料应能在高温氧化环境中保持结构完整性。

4.简述航空航天材料在耐高温功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在耐高温功能方面的主要要求包括：

a.高熔点：材料应具有高熔点，以承受高温环境。

b.良好的热稳定性：材料在高温下应保持其物理和化学性质不变。

c.良好的热膨胀系数：材料的热膨胀系数应低，以减少因温度变化引起的变形。

5.简述航空航天材料在导电功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在导电功能方面的主要要求包括：

a.良好的导电性：材料应具有良好的导电功能，以满足电子设备的需求。

b.良好的抗电磁干扰性：材料应能抵抗电磁干扰，保证电子设备的正常工作。

6.简述航空航天材料在耐磨功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在耐磨功能方面的主要要求包括：

a.高耐磨性：材料应具有高耐磨性，以承受机械磨损。

b.良好的抗擦伤性：材料应具有良好的抗擦伤性，以防止表面损伤。

7.简述航空航天材料在抗冲击功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在抗冲击功能方面的主要要求包括：

a.高抗冲击性：材料应具有高抗冲击性，以抵抗飞行中的冲击载荷。

b.良好的抗断裂性：材料在受到冲击时应具有良好的抗断裂性。

8.简述航空航天材料在抗疲劳功能方面的主要要求。

答案：

航空航天材料在抗疲劳功能方面的主要要求包括：

a.高抗疲劳性：材料应具有高抗疲劳性，以承受长期反复载荷。

b.良好的裂纹扩展阻力：材料应具有良好的裂纹扩展阻力，以防止疲劳裂纹的扩展。

答案及解题思路：

解题思路：对于每个问题，首先明确航空航天材料在该功能方面的基本要求，然后结合实际应用场景，阐述这些功能指标的重要性及其对材料功能的影响。在回答时，注意结合具体案例和实际应用，以增强答案的实用性和说服力。六、论述题1.论述航空航天材料在高温下的主要失效形式及其原因。

解答：

航空航天材料在高温下的主要失效形式包括蠕变、氧化、热疲劳和热裂纹等。这些失效形式的原因主要包括：

蠕变：高温下材料长期承受应力，导致塑性变形积累，最终形成宏观裂纹。

氧化：高温下材料与氧气发生化学反应，形成氧化层，降低材料的力学功能。

热疲劳：材料在高温和低温之间循环变化，导致材料微观结构变化，形成裂纹。

热裂纹：材料在快速冷却过程中，由于热应力和组织转变引起的裂纹。

2.论述航空航天材料在低温下的主要功能要求及其对结构设计的影响。

解答：

航空航天材料在低温下的主要功能要求包括足够的韧性、良好的冲击功能和较低的脆性转变温度。这些要求对结构设计的影响包括：

需要设计结构时考虑材料的低温功能，避免在低温环境下发生脆性断裂。

结构设计时需考虑材料的低温收缩，避免结构变形和应力集中。

3.论述航空航天材料在抗腐蚀功能方面的研究进展及其应用。

解答：

航空航天材料在抗腐蚀功能方面的研究进展包括：

新型合金的开发，如钛合金、镍基合金等，具有优异的抗腐蚀功能。

阴极保护技术的应用，通过电化学方法保护材料表面。

防腐涂层的研究，如纳米涂层、自修复涂层等。

这些进展在航空航天领域的应用包括飞机、卫星、火箭等部件的防护。

4.论述航空航天材料在导电功能方面的研究进展及其应用。

解答：

航空航天材料在导电功能方面的研究进展包括：

超导材料的研发，用于降低电子设备的能耗。

高导电性金属合金的开发，如铜合金、银合金等。

导电涂层的应用，提高电子设备的导电功能。

这些进展在航空航天领域的应用包括电子设备、天线、电磁屏蔽等。

5.论述航空航天材料在耐磨功能方面的研究进展及其应用。

解答：

航空航天材料在耐磨功能方面的研究进展包括：

超硬材料的开发，如金刚石、立方氮化硼等。

耐磨涂层的应用，如陶瓷涂层、碳化钨涂层等。

复合材料的研发，如碳纤维增强复合材料等。

这些进展在航空航天领域的应用包括发动机部件、轴承、叶片等。

6.论述航空航天材料在抗冲击功能方面的研究进展及其应用。

解答：

航空航天材料在抗冲击功能方面的研究进展包括：

高韧性材料的研发，如超高强度钢、高韧性钛合金等。

复合材料的冲击功能优化，提高其在高速冲击下的完整性。

动态功能测试技术的发展，用于评估材料的抗冲击功能。

这些进展在航空航天领域的应用包括飞机结构、防弹装甲等。

7.论述航空航天材料在抗疲劳功能方面的研究进展及其应用。

解答：

航空航天材料在抗疲劳功能方面的研究进展包括：

新型疲劳裂纹扩展行为的研究，提高对材料疲劳寿命的预测。

材料表面处理技术，如表面镀层、表面改性等，提高抗疲劳功能。

复合材料的疲劳功能优化，降低疲劳裂纹的形成和扩展。

这些进展在航空航天领域的应用包括飞机起落架、发动机叶片等。

8.论述航空航天材料在新型复合材料方面的研究进展及其应用。

解答：

航空航天材料在新型复合材料方面的研究进展包括：

碳纤维增强复合材料的研发，提高材料的比强度和比刚度。

金属基复合材料的应用，如钛基复合材料、铝基复合材料等。

混合复合材料的开发，如碳纤维增强金属基复合材料等。

这些进展在航空航天领域的应用包括飞机机体、发动机部件等。

答案及解题思路：

答案：

1.高温下航空航天材料的主要失效形式有蠕变、氧化、热疲劳和热裂纹，原因包括长期应力、氧化反应、热应力和组织转变等。

2.低温下材料的主要功能要求包括韧性和冲击功能，影响结构设计时需考虑材料的低温收缩和脆性断裂风险。

3.抗腐蚀功能研究进展包括新型合金、阴极保护和防腐涂层，应用在飞机、卫星等部件防护。

4.导电功能研究进展包括超导材料、高导电合金和导电涂层，应用在电子设备、天线等。

5.耐磨功能研究进展包括超硬材料、耐磨涂层和复合材料，应用在发动机部件、轴承等。

6.抗冲击功能研究进展包括高韧性材料、复合材料和动态功能测试，应用在飞机结构、防弹装甲等。

7.抗疲劳功能研究进展包括疲劳裂纹扩展研究、表面处理和复合材料优化，应用在飞机起落架、发动机叶片等。

8.新型复合材料研究进展包括碳纤维增强复合材料、金属基复合材料和混合复合材料，应用在飞机机体、发动机部件等。

解题思路：

解题思路需根据题目要求，结合航空航天材料功能及测试方法试题库中的知识点，对材料在不同条件下的功能进行分析，并结合实际应用场景进行阐述。解答过程中要注重逻辑性和条理性，保证论述的完整性和准确性。七、案例分析题1.分析某型飞机在飞行过程中出现的材料失效问题，并提出改进措施。

案例描述：

某型飞机在飞行过程中，发觉机翼表面材料出现裂纹，影响飞行安全。

解题思路：

材料失效原因分析：

环境因素：如温度、湿度、腐蚀等。

加载因素：如疲劳、冲击等。

材料本身功能：如强度、韧性、耐腐蚀性等。

改进措施：

优化材料选择，提高材料耐环境功能。

优化结构设计，减轻疲劳应力。

加强日常维护，及时发觉并处理裂纹。

2.分析某型火箭在发射过程中出现的材料问题，并提出解决方案。

案例描述：

某型火箭在发射过程中，一级火箭壳体出现破裂，导致发射失败。

解题思路：

材料失效原因分析：

高温高压环境下的材料强度不足。

材料热膨胀系数不匹配。

解决方案：

选择耐高温高压的材料。

优化材料热膨胀系数设计，减少热应力。

3.分析某型无人机在飞行过程中出现的材料问题，并提出改进措施。

案例描述：

某型无人机在飞行过程中，机体材料出现疲劳裂纹，导致无人机失控坠毁。

解题思路：

材料失效原因分析：

长时间飞行导致的疲劳损伤。

材料疲劳强度不足。

改进措施