航空航天材料科技知识答题库

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.航空航天材料的基本功能要求包括：

A.高强度、高韧性

B.高硬度、低密度

C.高熔点、低热膨胀系数

D.高导电性、低摩擦系数

2.下列哪一种材料不属于航空航天材料？

A.钛合金

B.超合金

C.石墨

D.碳纤维复合材料

3.航空航天材料的失效机理主要包括：

A.腐蚀、磨损

B.疲劳、断裂

C.热应力、热疲劳

D.以上都是

4.下列哪一种材料具有良好的抗腐蚀功能？

A.铝合金

B.钛合金

C.镁合金

D.钢合金

5.航空航天材料的加工方法包括：

A.焊接、铆接

B.粉末冶金、热处理

C.磨削、电火花加工

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：C

解题思路：航空航天材料需要具备良好的高温功能、强度和低热膨胀系数，以保证在极端环境下材料的稳定性和结构的完整性。高熔点、低热膨胀系数是满足这些要求的功能指标。

2.答案：C

解题思路：钛合金、超合金和碳纤维复合材料都是常用的航空航天材料，具有高强度、轻质和高抗腐蚀性等特点。石墨虽然具有很好的耐高温功能，但在航空航天材料中的应用较少，主要作为导电材料或润滑材料。

3.答案：D

解题思路：航空航天材料的失效机理是多方面的，包括材料表面的腐蚀、内部磨损，以及长期承受循环载荷导致的疲劳和断裂，以及高温下产生热应力和热疲劳等问题。因此，选项D包括了所有常见的失效机理。

4.答案：B

解题思路：钛合金以其优异的抗腐蚀功能被广泛应用于航空航天领域。虽然铝合金也有较好的抗腐蚀性，但钛合金的耐腐蚀性更好。镁合金和钢合金的抗腐蚀功能相对较差。

5.答案：D

解题思路：航空航天材料的加工方法多样，包括焊接、铆接等连接工艺，粉末冶金、热处理等材料改性技术，以及磨削、电火花加工等加工工艺。选项D包括了这些常见的加工方法。二、填空题1.航空航天材料的主要功能指标包括：强度、硬度、韧性、弹性模量、（耐腐蚀性、耐热性、耐寒性等）。

答案：耐高温性、耐低温性

解题思路：根据航空航天材料在极端环境中的使用要求，耐高温性和耐低温性是重要的功能指标，它们分别对应材料在高温和低温环境下的功能表现。

2.航空航天材料在高温环境下主要受到的影响有：氧化、热膨胀、热应力等。

答案：蠕变、氧化

解题思路：在高温环境下，材料除了会经历氧化、热膨胀和热应力外，长期暴露还会导致蠕变现象，这是材料在高温下逐渐变形的现象。

3.航空航天材料的加工方法有：焊接、铆接、粉末冶金、热处理、磨削、电火花加工等。

答案：激光切割、增材制造

解题思路：材料加工技术的发展，激光切割和增材制造（3D打印）已成为航空航天材料加工领域的新兴技术，它们提供了更高的加工精度和设计灵活性。

4.航空航天材料在低温环境下主要受到的影响有：脆性、热膨胀、热应力等。

答案：冲击韧性、低温功能

解题思路：低温环境下，材料易出现脆性断裂，因此冲击韧性和低温功能是评估材料在低温环境中功能的重要指标。

5.航空航天材料的主要失效形式有：疲劳、断裂、腐蚀、磨损等。

答案：应力腐蚀开裂、界面断裂

解题思路：除了常见的疲劳、断裂、腐蚀和磨损外，在特定环境下，应力腐蚀开裂和界面断裂也是航空航天材料常见的失效形式，尤其是在材料连接处。三、判断题1.航空航天材料的热膨胀系数越小，其在高温环境下的功能越好。（）

解答：

答案：正确

解题思路：

热膨胀系数表示材料在温度变化时的膨胀程度。航空航天材料在高温环境下工作时，热膨胀系数越小，材料膨胀越少，从而减少由于膨胀引起的应力和变形，保持结构的完整性。因此，热膨胀系数小的材料在高温环境下的功能更好。

2.航空航天材料的耐腐蚀功能越好，其使用寿命越长。（）

解答：

答案：正确

解题思路：

耐腐蚀功能是指材料抵抗腐蚀介质侵蚀的能力。在航空航天领域，材料经常暴露在各种腐蚀性环境中，如海水、大气中的腐蚀性气体等。耐腐蚀功能好的材料能够延长其使用寿命，减少维修和更换的频率，从而降低运营成本。

3.航空航天材料的加工方法对材料的功能没有影响。（）

解答：

答案：错误

解题思路：

加工方法对材料的功能有很大影响。不同的加工工艺（如热处理、冷加工等）可以改变材料的微观结构，从而影响其机械功能、耐腐蚀功能和热稳定性等。例如适当的时效处理可以显著提高铝合金的强度。

4.航空航天材料在高温环境下，氧化是主要的失效形式。（）

解答：

答案：正确

解题思路：

在高温环境下，氧化是航空航天材料失效的主要形式之一。氧化会导致材料表面形成氧化层，这层氧化层可能会脱落，进一步加速材料的损坏。因此，抗氧化功能是评价航空航天材料在高温环境下的重要指标。

5.航空航天材料的抗冲击功能越好，其在碰撞过程中受到的损伤越小。（）

解答：

答案：正确

解题思路：

抗冲击功能是指材料在受到冲击载荷时的抵抗能力。在航空航天领域，碰撞和冲击是常见的环境因素。具有良好抗冲击功能的材料能够在碰撞过程中吸收更多的能量，减少结构的损伤和破坏。因此，提高材料的抗冲击功能对于保证航空航天器的安全。四、简答题1.简述航空航天材料在高温环境下的主要失效形式。

解答：

高温环境下，航空航天材料主要失效形式包括：

热氧化：材料表面发生氧化反应，导致功能下降。

热疲劳：材料在循环高温载荷下产生的疲劳裂纹。

相变：高温下材料内部结构发生变化，如从奥氏体向马氏体的转变。

熔化：材料在极端高温下失去固态特性。

氧化/腐蚀：高温下材料与氧气或腐蚀介质反应，形成氧化皮或腐蚀层。

2.简述航空航天材料在低温环境下的主要失效形式。

解答：

低温环境下，航空航天材料主要失效形式包括：

冷脆：材料在低温下变得脆弱，易发生脆性断裂。

脆化：材料在低温下发生应力腐蚀开裂或脆化断裂。

拉伸强度下降：低温使材料的抗拉强度和屈服强度下降。

冷裂纹：在低温环境下，材料在内部应力的作用下形成裂纹。

3.简述航空航天材料的加工方法对材料功能的影响。

解答：

航空航天材料的加工方法对其功能的影响主要包括：

热处理：通过加热和冷却过程改变材料的微观结构，提高强度、韧性和耐腐蚀性。

压力加工：如轧制、挤压、拉伸等，可提高材料的屈服强度和韧性。

钎焊：焊接过程中的热量影响材料功能，影响焊接接头的质量和强度。

机械加工：如车削、铣削等，可以去除材料表面缺陷，提高精度和表面质量。

4.简述航空航天材料的主要功能指标及其作用。

解答：

航空航天材料的主要功能指标包括：

机械功能：如强度、韧性、硬度等，保证材料在载荷下不会发生断裂。

耐热性：材料的熔点、抗氧化性和高温稳定性，适用于高温环境。

耐腐蚀性：材料在腐蚀性环境中的抵抗能力。

耐磨损性：材料在磨损条件下的抵抗能力。

这些功能指标直接影响到材料在航空航天器中的应用效果和结构的安全性。

5.简述航空航天材料在航空航天器中的应用。

解答：

航空航天材料在航空航天器中的应用广泛，包括：

结构材料：如铝合金、钛合金、复合材料等，用于机身、机翼、尾翼等。

功能材料：如耐高温合金、导电材料、磁性材料等，用于发动机、控制系统等。

热防护系统：如碳纤维增强隔热材料，用于热防护和高温区域。

燃料系统：如特殊合金和复合材料，用于燃料箱、喷嘴等。

答案及解题思路：

1.答案：见上述解答内容。

解题思路：了解航空航天材料在高温环境下的失效机制，结合具体案例进行分析。

2.答案：见上述解答内容。

解题思路：分析低温环境下材料的物理和化学特性，识别其失效形式。

3.答案：见上述解答内容。

解题思路：理解加工工艺对材料微观结构和功能的影响，结合实际加工案例。

4.答案：见上述解答内容。

解题思路：熟悉航空航天材料功能指标的定义和作用，结合实际应用场景。

5.答案：见上述解答内容。

解题思路：了解不同材料的特性及其在航空航天器中的应用，分析其对功能和功能的影响。五、论述题1.论述航空航天材料在高温环境下的主要失效机理及预防措施。

解答：

航空航天材料在高温环境下的主要失效机理包括：

（1）氧化和腐蚀：高温下，材料表面会与氧气发生化学反应，形成氧化层，降低材料的耐高温功能。

（2）蠕变：高温下，材料长时间承受应力会导致塑性变形，甚至断裂。

（3）热疲劳：高温下，材料因温度变化引起的循环热应力产生裂纹，导致材料失效。

预防措施：

（1）选择耐高温、抗氧化、抗蠕变的材料；

（2）优化设计，减小材料在高温环境下的应力；

（3）采用涂层、热障等技术，提高材料的耐高温功能。

2.论述航空航天材料在低温环境下的主要失效机理及预防措施。

解答：

航空航天材料在低温环境下的主要失效机理包括：

（1）脆性断裂：低温下，材料韧性降低，抗冲击功能减弱，易发生脆性断裂。

（2）冷脆化：低温下，材料内部组织发生变化，导致功能下降。

（3）疲劳断裂：低温下，材料疲劳寿命降低，易发生疲劳断裂。

预防措施：

（1）选择低温功能优良的脆性材料；

（2）采用适当的热处理工艺，提高材料的低温功能；

（3）优化设计，减小材料在低温环境下的应力。

3.论述航空航天材料在航空航天器中的应用及其重要性。

解答：

航空航天材料在航空航天器中的应用包括：

（1）结构材料：如铝合金、钛合金、复合材料等，用于制造飞机、火箭等航空航天器的主体结构；

（2）功能材料：如高温结构陶瓷、耐高温合金等，用于制造发动机、热防护系统等关键部件；

（3）涂层材料：如高温涂层、抗氧化涂层等，用于提高材料的耐高温、抗氧化功能。

航空航天材料的重要性：

（1）提高航空航天器的功能和寿命；

（2）降低制造成本；

（3）提高航空航天的安全性。

4.论述航空航天材料加工方法对材料功能的影响及如何提高材料功能。

解答：

航空航天材料加工方法对材料功能的影响包括：

（1）加工工艺：如锻造、轧制、热处理等，会影响材料的微观组织、力学功能和耐腐蚀功能；

（2）加工参数：如温度、压力、冷却速度等，会影响材料的加工功能和最终功能。

提高材料功能的方法：

（1）优化加工工艺，提高材料的微观组织和功能；

（2）控制加工参数，降低加工过程中的变形和损伤；

（3）采用先进的加工技术，如精密加工、激光加工等。

5.论述航空航天材料在航空航天器中应用的挑战及发展趋势。

解答：

航空航天材料在航空航天器中应用的挑战包括：

（1）高温、低温、高压等极端环境对材料功能的要求；

（2）航空航天器轻量化的需求；

（3）材料加工和制备技术的局限性。

航空航天材料的发展趋势：

（1）新型高功能材料的研究和开发，如高温结构陶瓷、高温合金、复合材料等；

（2）材料制备和加工技术的创新，如精密加工、激光加工等；

（3）材料功能的模拟和预测，以提高材料设计和应用水平。

答案及解题思路：

答案：

1.航空航天材料在高温环境下的主要失效机理包括氧化和腐蚀、蠕变、热疲劳，预防措施包括选择耐高温、抗氧化、抗蠕变的材料，优化设计，采用涂层、热障等技术。

2.航空航天材料在低温环境下的主要失效机理包括脆性断裂、冷脆化、疲劳断裂，预防措施包括选择低温功能优良的脆性材料，采用适当的热处理工艺，优化设计。

3.航空航天材料在航空航天器中的应用包括结构材料、功能材料、涂层材料，其重要性在于提高航空航天器的功能和寿命、降低制造成本、提高航空航天的安全性。

4.航空航天材料加工方法对材料功能的影响包括加工工艺和加工参数，提高材料功能的方法包括优化加工工艺、控制加工参数、采用先进的加工技术。

5.航空航天材料在航空航天器中应