航空航天材料性能与加工应用测试试题集

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.航空航天材料按其主要用途分为哪几类？

a)结构材料、功能材料、复合材料

b)碳材料、金属材料、非金属材料

c)有机材料、无机材料、半导体材料

d)热阻材料、导电材料、绝缘材料

2.常见的航空航天结构材料包括以下哪些？

a)钢、铝合金、钛合金

b)钛合金、高温合金、复合材料

c)铝合金、不锈钢、铜合金

d)碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维

3.航空航天功能材料主要有哪些类型？

a)导电材料、半导体材料、绝缘材料

b)热阻材料、隔热材料、电磁屏蔽材料

c)压电材料、光纤材料、传感器材料

d)耐磨材料、密封材料、润滑材料

4.复合材料的定义是指什么？

a)两种或两种以上不同物理功能材料组成的材料

b)两种或两种以上化学功能相似的材料组成的材料

c)两种或两种以上不同成分的金属或非金属材料组成的材料

d)两种或两种以上具有相同物理功能的材料组成的材料

5.航空航天材料加工工艺包括哪些？

a)熔炼、轧制、锻造、焊接

b)切割、雕刻、磨削、电火花加工

c)钻孔、铰孔、镗孔、攻丝

d)抛光、镀层、涂层、粘贴

答案及解题思路：

1.答案：a)结构材料、功能材料、复合材料

解题思路：航空航天材料按其主要用途分为结构材料（如铝合金、钛合金）、功能材料（如导电材料、隔热材料）和复合材料，这是根据材料在航空器中的作用和功能来分类的。

2.答案：b)钛合金、高温合金、复合材料

解题思路：航空航天结构材料要求高强度、低密度和耐高温等特点，钛合金、高温合金和复合材料因其优异的功能而被广泛使用。

3.答案：b)热阻材料、隔热材料、电磁屏蔽材料

解题思路：航空航天功能材料是为了实现特定功能而设计的，热阻材料、隔热材料和电磁屏蔽材料都是为了满足飞机和航天器特定环境下的功能需求。

4.答案：a)两种或两种以上不同物理功能材料组成的材料

解题思路：复合材料的定义是两种或两种以上具有不同物理功能的材料组合在一起，以发挥各自材料的优点，实现单一材料难以达到的功能。

5.答案：a)熔炼、轧制、锻造、焊接

解题思路：航空航天材料加工工艺主要包括金属材料的熔炼、轧制、锻造和焊接等基本工艺，这些工艺是为了将原材料加工成所需的航空部件。二、填空题1.航空航天材料按照应用环境分为高温、低温、高压、腐蚀等几种类型。

解题思路：根据航空航天材料在极端环境中的应用情况，可知材料需适应高温、低温、高压和腐蚀等环境。

2.航空航天材料加工过程中，为保证加工精度，一般需要采取温度控制、润滑冷却、机械加工等措施。

解题思路：在材料加工过程中，控制温度以减少热变形，润滑冷却以降低加工阻力，机械加工以保证加工尺寸精度。

3.航空航天材料的力学功能测试主要包括强度、硬度、韧性、疲劳等方面。

解题思路：力学功能是材料抵抗外力作用的能力，主要包括材料的强度、硬度、韧性和疲劳功能等。

4.航空航天材料的热功能测试主要包括热导率、热膨胀系数、比热容、热辐射等方面。

解题思路：热功能是材料传递热量的能力，主要包括热导率、热膨胀系数、比热容和热辐射等参数。

答案及解题思路：

1.高温、低温、高压、腐蚀

解题思路：结合航空航天材料在不同环境中的应用，可得出以上四种类型。

2.温度控制、润滑冷却、机械加工

解题思路：根据加工过程中保证精度的需求，分析出需采取的相应措施。

3.硬度、韧性、疲劳

解题思路：结合力学功能测试的目的，找出需要测试的主要参数。

4.热导率、热膨胀系数、比热容、热辐射

解题思路：根据热功能测试的目的，找出需要测试的主要参数。三、判断题1.航空航天材料的使用寿命与加工工艺无关。（×）

解题思路：航空航天材料的使用寿命与其加工工艺有直接关系。加工工艺的不当可能导致材料内部结构的损伤，如残余应力的产生、微观缺陷的扩大等，这些因素都会降低材料的使用寿命。

2.航空航天材料加工过程中，机械功能会发生变化。（√）

解题思路：在航空航天材料的加工过程中，如铸造、焊接、热处理等，材料的内部组织和结构会发生改变，从而影响其机械功能，如强度、硬度、韧性等。

3.航空航天材料的热稳定性与其化学成分有关。（√）

解题思路：航空航天材料在高温环境下需要保持良好的热稳定性，而热稳定性与材料的化学成分密切相关。例如某些高温合金在高温下具有较高的抗氧化性和耐热性，这与其特定的化学成分有关。

4.复合材料比单一材料具有更好的综合功能。（√）

解题思路：复合材料由两种或两种以上不同功能的材料组成，具有各自材料的优点。例如碳纤维复合材料结合了碳纤维的高强度、高模量与树脂的轻质，因此在航空航天领域得到广泛应用。四、简答题1.简述航空航天结构材料的特点及其分类。

特点：

高比强度和高比刚度：以轻质高强为首要目标，满足结构轻量化需求。

高温功能：在高温环境下仍保持结构强度和稳定性。

耐腐蚀性：抵抗环境因素如大气、水汽等的侵蚀。

疲劳功能：在循环载荷作用下保持结构完整性。

可加工性：便于加工成形和装配。

分类：

金属结构材料：如钛合金、铝合金等。

非金属材料：如碳纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）等。

复合材料：结合金属和非金属材料的特点，如碳纤维/钛合金复合材料。

2.简述航空航天功能材料的作用及其分类。

作用：

改善材料功能：如耐热性、导电性、磁性等。

提升结构功能：如提高刚度、减轻重量等。

提供特殊功能：如隐身、耐辐射等。

分类：

功能金属：如超导材料、高温合金等。

功能陶瓷：如高温结构陶瓷、透明陶瓷等。

功能高分子：如导电高分子、形状记忆高分子等。

3.简述航空航天复合材料的发展趋势。

趋势：

高功能复合材料的应用：如高功能碳纤维/聚合物复合材料。

多功能复合材料的研究：如智能材料、自修复材料等。

复合材料加工工艺的优化：如激光加工、增材制造等。

4.简述航空航天材料加工过程中常见的质量问题和解决方案。

常见问题：

疲劳裂纹：由循环载荷引起，导致材料疲劳断裂。

腐蚀：材料表面受腐蚀介质侵蚀，导致功能下降。

热损伤：材料在高温环境下发生功能退化。

解决方案：

针对疲劳裂纹：优化结构设计，采用疲劳功能优异的材料，定期进行维护。

针对腐蚀：采用耐腐蚀材料，加强表面防护。

针对热损伤：优化热处理工艺，采用耐高温材料。

答案及解题思路：

1.解题思路：首先阐述航空航天结构材料的特点，如高强度、高比刚度等，然后按照金属、非金属和复合材料分类阐述。

2.解题思路：首先说明功能材料的作用，如改善功能、提升结构功能等，然后根据材料类型进行分类，如功能金属、功能陶瓷、功能高分子。

3.解题思路：先说明航空航天复合材料的发展趋势，如高功能复合材料的应用，然后阐述多功能复合材料和加工工艺的优化。

4.解题思路：列举航空航天材料加工过程中常见的质量问题，如疲劳裂纹、腐蚀、热损伤，然后针对每个问题阐述相应的解决方案。五、论述题1.论述航空航天材料在航空发动机中的应用及功能要求。

答案：

航空航天材料在航空发动机中的应用广泛，主要包括高温合金、钛合金、复合材料等。其功能要求

（1）高温功能：航空发动机在高温环境下工作，要求材料具有良好的耐高温功能，以承受高温环境下的应力；

（2）力学功能：材料需具有足够的强度、韧性、硬度等力学功能，以保证发动机在高速旋转时能承受较大载荷；

（3）耐腐蚀功能：航空发动机工作环境复杂，要求材料具有良好的耐腐蚀功能，以延长发动机使用寿命；

（4）抗氧化功能：航空发动机在高温环境下易发生氧化，要求材料具有良好的抗氧化功能，降低氧化速率；

（5）热膨胀系数：材料的热膨胀系数应与发动机材料相匹配，以保证发动机在工作过程中的尺寸稳定性。

解题思路：

（1）概述航空发动机对材料功能的要求；

（2）结合实例，说明航空航天材料在航空发动机中的应用；

（3）分析不同材料的功能特点及其在航空发动机中的应用优势。

2.论述航空航天材料在飞机结构件中的应用及功能要求。

答案：

航空航天材料在飞机结构件中的应用主要包括铝合金、钛合金、复合材料等。其功能要求

（1）轻量化：材料需具备较高的比强度和比刚度，以减轻飞机重量；

（2）力学功能：材料需具备足够的强度、韧性、硬度等力学功能，保证结构件的安全可靠；

（3）耐腐蚀功能：飞机结构件易受腐蚀，要求材料具有良好的耐腐蚀功能；

（4）热稳定性：材料需具备较高的热稳定性，以适应飞机在飞行过程中的温度变化；

（5）加工功能：材料需具备良好的加工功能，便于结构件的制造和维修。

解题思路：

（1）概述飞机结构件对材料功能的要求；

（2）结合实例，说明航空航天材料在飞机结构件中的应用；

（3）分析不同材料的功能特点及其在飞机结构件中的应用优势。

3.论述航空航天材料在航天器中的应用及功能要求。

答案：

航空航天材料在航天器中的应用主要包括高强度合金、复合材料、耐高温材料等。其功能要求

（1）耐高温功能：航天器在轨运行过程中，需要承受高温环境，要求材料具有良好的耐高温功能；

（2）高强度和低密度：航天器需要具备较大的结构强度和较小的质量，要求材料具有高强度、低密度的特点；

（3）耐腐蚀功能：航天器在轨运行过程中，需要具备良好的耐腐蚀功能，以延长使用寿命；

（4）热稳定性：航天器在轨运行过程中，需要适应不同的温度变化，要求材料具有良好的热稳定性；

（5）辐射防护功能：航天器在轨运行过程中，需要具备良好的辐射防护功能，以保护内部设备。

解题思路：

（1）概述航天器对材料功能的要求；

（2）结合实例，说明航空航天材料在航天器中的应用；

（3）分析不同材料的功能特点及其在航天器中的应用优势。

4.论述航空航天材料加工技术的研究现状及发展趋势。

答案：

航空航天材料加工技术的研究现状包括以下方面：

（1）精密加工技术：以提高材料加工精度和表面质量为目标，采用数控加工、激光加工等技术；

（2）复合加工技术：将不同加工方法相结合，提高加工效率和质量；

（3）绿色加工技术：以减少污染、降低能耗为目标，采用环保、节能的