江苏省（职教高考）机电类 《金属加工基础》项目二任务二 45分钟专题训练卷

江苏省（职教高考）机电类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共245份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《机械基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机电类 《金属加工基础》 项目二：常用金属材料 任务二：新型工程材料简介 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 纳米材料的典型尺度特征是（ ） A. 至少有一个尺度处于1～100 nm范围 B. 所有尺度均大于100 μm C. 材料熔点必然低于常温 D. 材料密度必然小于普通材料 2. 由两种或两种以上不同性质材料组成，并能发挥各组分优点的材料是（ ） A. 高分子材料 B. 金属功能材料 C. 复合材料 D. 无机非金属材料 3. 关于复合材料的说法，正确的是（ ） A. 由一种材料单独制成的均质材料 B. 由两种以上材料复合形成的新型材料 C. 由单一金属元素熔炼形成的材料 D. 由一种非金属材料烧结形成的材料 4. 工程陶瓷材料通常具有的性能特点是（ ） A. 硬度高且耐高温 B. 塑性好且易冷弯 C. 密度大且易焊接 D. 韧性好且易冲压 5. 形状记忆合金的主要特性是（ ） A. 受压后永久改变原有形状 B. 受冷后硬度必然降低 C. 受热后能够恢复预先设定形状 D. 受力后强度必然超过钢材 6. 形状记忆合金制成的连接件发生变形后，经加热可（ ） A. 维持变形后的尺寸 B. 增大材料内部硬度 C. 消除材料全部缺陷 D. 恢复预先设定形状 7. 工程陶瓷通常具有的性能特点是（ ） A. 具有高韧性和良好塑性 B. 具有低硬度和较大延展性 C. 具有优良导电性和导磁性 D. 具有高硬度和良好耐高温性 8. 以树脂为基体、碳纤维为增强体制成的材料属于（ ） A. 碳纤维增强树脂基复合材料 B. 氧化铝陶瓷基复合材料 C. 镍基高温合金材料 D. 聚氯乙烯工程塑料材料 9. 非晶态合金的组织特征是（ ） A. 原子排列不具有长程有序性 B. 晶粒尺寸通常达到毫米级以上 C. 内部原子排列严格遵循晶格规律 D. 加热后必然保持原有组织状态 10. 形状记忆合金经适当变形并加热后，通常能够恢复原有形状，这种特性称为（ ） A. 超导特性 B. 形状记忆效应 C. 压电转换效应 D. 光电转换效应 11. 与普通金属材料相比，工程陶瓷通常具有较高的（ ） A. 塑性和延展性 B. 韧性和抗冲击性 C. 硬度和耐高温性 D. 导电性和导热性 12. 通常将材料中至少有一个尺寸处于纳米尺度范围的材料称为（ ） A. 纳米材料 B. 复合材料 C. 梯度材料 D. 超导材料 13. 工程塑料在机械零件中得到应用，主要是因为其具有较好的（ ） A. 耐磨性和耐腐蚀性 B. 导磁性和导电性 C. 高温强度和淬透性 D. 焊接性和锻造性 14. 纤维增强复合材料中，增强纤维的主要作用是（ ） A. 提高材料的承载能力 B. 降低材料的熔化温度 C. 增加材料的流动性能 D. 改善材料的着色效果 15. 金属玻璃与普通晶态金属相比，其组织结构的主要特点是（ ） A. 具有规则的晶格排列 B. 具有长程有序结构 C. 缺少长程有序排列 D. 由大量陶瓷晶粒组成 16. 压电陶瓷受到机械力作用时能够产生电信号，因此适合用于制造（ ） A. 普通结构支架 B. 压力传感器 C. 低速传动齿轮 D. 耐磨密封垫片 17. 航空部件要求质量较小并具有较高的比强度，优先考虑使用（ ） A. 铸铁结构材料 B. 铅基减振材料 C. 碳纤维复合材料 D. 普通玻璃装饰材料 18. 功能梯度材料沿厚度方向逐渐改变组成和性能，主要目的是（ ） A. 使材料各处性能完全相同 B. 满足不同区域的性能要求 C. 取消材料内部的组织变化 D. 降低所有区域的制造精度 19. 某设备外壳要求质量较小、比强度较高并具有一定耐腐蚀性，较适合选用的材料是（ ） A. 氧化铝工程陶瓷材料 B. 碳纤维增强树脂材料 C. 灰铸铁工程材料 D. 普通低碳钢材料 20. 某管路接头需要在温度变化时自动恢复预定形状，宜选用具有哪种特性的材料（ ） A. 高温耐磨特性 B. 形状记忆特性 C. 优良导热特性 D. 高强度绝缘特性 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 复合材料通常由基体材料和______材料组成。 22. 纳米材料的结构单元尺寸通常处于______范围内。 23. 形状记忆合金受热后能够恢复到预先设定的______。 24. 工程陶瓷具有硬度高、耐磨性好和耐高温等优点，但其主要缺点是______。 25. 碳纤维增强复合材料具有较高的比强度和比刚度，适用于对结构______要求较高的工程场合。 26. 由基体材料和增强材料组成，并能获得优于单一材料综合性能的材料称为______。 27. 碳纤维增强复合材料具有较高的比强度和比______。 28. 形状记忆合金受热后能够恢复预先设定的形状，这种性能称为______效应。 29. 工程陶瓷通常具有较高的硬度、耐磨性和______性。 30. 功能梯度材料的组成和性能沿材料的某一方向呈______变化。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 新型工程材料包括新型金属材料、先进高分子材料、先进陶瓷材料和复合材料等。（ ） 32. 材料被称为新型工程材料，说明其各项性能都优于传统工程材料。（ ） 33. 先进陶瓷通常具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，但韧性相对较差。（ ） 34. 热固性塑料受热软化后可以反复冷却定型和加热成形。（ ） 35. 在纤维增强复合材料中，基体能够固定和保护增强体，并传递部分载荷。（ ） 36. 碳纤维增强复合材料通常具有较高的比强度，适合用于对结构轻量化有要求的零部件。（ ） 37. 形状记忆合金发生一次形状恢复后便不能再次利用其形状记忆性能。（ ） 38. 功能梯度材料通过使组成或性能逐渐变化，可以减小异种材料直接连接时产生的界面突变。（ ） 39. 工程材料按主要用途可分为结构材料和功能材料，结构材料主要用于承受载荷或构成零部件。（ ） 40. 陶瓷材料通常具有较高的硬度和耐热性，同时具有较好的塑性和抗冲击性能，不易发生脆性断裂。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述新型工程材料相对于传统工程材料的主要特点，并列举两种常见的新型工程材料。 42. 简述复合材料的组成、性能特点及其应用时应注意的问题。 43. 简述复合材料的基本组成及其主要特点。 44. 某电气控制柜安装在潮湿环境中，要求外壳质量较轻、耐腐蚀并具有良好的绝缘性能。分析选用工程塑料制作外壳是否合适，并说明理由。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某机器人制造企业对机械臂进行轻量化改造。机械臂外壳采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料，设计体积为 。已知碳纤维体积分数为 60%，环氧树脂体积分数为 40%，碳纤维密度为 ，环氧树脂密度为 。若采用相同体积的钢制外壳，钢的密度为 。机械臂连接支座选用可热处理强化的铝合金。（1）按复合材料密度等于各组分密度与体积分数乘积之和计算，求碳纤维增强环氧树脂基复合材料的密度、外壳质量，以及相同体积钢制外壳的质量。（2）计算采用复合材料后外壳质量的减小百分比，并说明仅依据质量指标是否可以直接确定复合材料一定适用于机械臂外壳。（3）若连接支座选用可时效强化的铝合金，简述其基本热处理过程及主要目的；说明复合材料不能直接采用相同金属热处理的原因，并写出一项适合复合材料的性能保证措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省（职教高考）机电类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共245份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《机械基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机电类 《金属加工基础》 项目二：常用金属材料 任务二：新型工程材料简介 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 纳米材料的典型尺度特征是（ ） A. 至少有一个尺度处于1～100 nm范围 B. 所有尺度均大于100 μm C. 材料熔点必然低于常温 D. 材料密度必然小于普通材料 【答案】A 【解析】纳米材料通常是指至少有一个特征尺度处于1～100 nm范围内的材料。 2. 由两种或两种以上不同性质材料组成，并能发挥各组分优点的材料是（ ） A. 高分子材料 B. 金属功能材料 C. 复合材料 D. 无机非金属材料 【答案】C 【解析】复合材料由两种或两种以上材料组合而成，可综合各组分的优良性能。 3. 关于复合材料的说法，正确的是（ ） A. 由一种材料单独制成的均质材料 B. 由两种以上材料复合形成的新型材料 C. 由单一金属元素熔炼形成的材料 D. 由一种非金属材料烧结形成的材料 【答案】B 【解析】复合材料由两种或两种以上性质不同的材料组成，能够综合利用各组分的优点。 4. 工程陶瓷材料通常具有的性能特点是（ ） A. 硬度高且耐高温 B. 塑性好且易冷弯 C. 密度大且易焊接 D. 韧性好且易冲压 【答案】A 【解析】工程陶瓷具有硬度高、耐磨和耐高温等特点，但塑性和韧性通常较差。 5. 形状记忆合金的主要特性是（ ） A. 受压后永久改变原有形状 B. 受冷后硬度必然降低 C. 受热后能够恢复预先设定形状 D. 受力后强度必然超过钢材 【答案】C 【解析】形状记忆合金发生塑性变形后，在适当温度作用下能够恢复预先设定的形状。 6. 形状记忆合金制成的连接件发生变形后，经加热可（ ） A. 维持变形后的尺寸 B. 增大材料内部硬度 C. 消除材料全部缺陷 D. 恢复预先设定形状 【答案】D 【解析】形状记忆合金在达到一定温度后，能够恢复其预先设定的形状。 7. 工程陶瓷通常具有的性能特点是（ ） A. 具有高韧性和良好塑性 B. 具有低硬度和较大延展性 C. 具有优良导电性和导磁性 D. 具有高硬度和良好耐高温性 【答案】D 【解析】工程陶瓷硬度高、耐磨性好、耐高温，但脆性较大，塑性和韧性较低。 8. 以树脂为基体、碳纤维为增强体制成的材料属于（ ） A. 碳纤维增强树脂基复合材料 B. 氧化铝陶瓷基复合材料 C. 镍基高温合金材料 D. 聚氯乙烯工程塑料材料 【答案】A 【解析】碳纤维增强树脂基复合材料由树脂基体和碳纤维增强体组成，具有较高的比强度和比刚度。其他选项的基体或材料类别与题干条件不符。 9. 非晶态合金的组织特征是（ ） A. 原子排列不具有长程有序性 B. 晶粒尺寸通常达到毫米级以上 C. 内部原子排列严格遵循晶格规律 D. 加热后必然保持原有组织状态 【答案】A 【解析】非晶态合金内部原子排列没有长程有序的晶格结构，因此又称金属玻璃。 10. 形状记忆合金经适当变形并加热后，通常能够恢复原有形状，这种特性称为（ ） A. 超导特性 B. 形状记忆效应 C. 压电转换效应 D. 光电转换效应 【答案】B 【解析】形状记忆效应是指材料在一定温度条件下受热后能够恢复预先设定形状的特性。超导、压电和光电分别属于其他材料功能。 11. 与普通金属材料相比，工程陶瓷通常具有较高的（ ） A. 塑性和延展性 B. 韧性和抗冲击性 C. 硬度和耐高温性 D. 导电性和导热性 【答案】C 【解析】工程陶瓷通常具有高硬度、耐磨损和耐高温等特点，但塑性和抗冲击能力相对较低。选项C准确反映了其典型性能。 12. 通常将材料中至少有一个尺寸处于纳米尺度范围的材料称为（ ） A. 纳米材料 B. 复合材料 C. 梯度材料 D. 超导材料 【答案】A 【解析】纳米材料是指至少有一个尺寸处于纳米尺度范围，通常约为1至100纳米的材料。复合材料、梯度材料和超导材料是按组成或功能划分的其他类别。 13. 工程塑料在机械零件中得到应用，主要是因为其具有较好的（ ） A. 耐磨性和耐腐蚀性 B. 导磁性和导电性 C. 高温强度和淬透性 D. 焊接性和锻造性 【答案】A 【解析】工程塑料通常具有质量轻、耐腐蚀和减摩耐磨等特点，适合制造轴承、齿轮等部分机械零件。导磁、淬透、焊接和锻造并不是工程塑料的主要优势。 14. 纤维增强复合材料中，增强纤维的主要作用是（ ） A. 提高材料的承载能力 B. 降低材料的熔化温度 C. 增加材料的流动性能 D. 改善材料的着色效果 【答案】A 【解析】增强纤维能够承受主要载荷，从而提高复合材料的强度和刚度。降低熔化温度、增加流动性和改善着色不是增强纤维的主要作用。 15. 金属玻璃与普通晶态金属相比，其组织结构的主要特点是（ ） A. 具有规则的晶格排列 B. 具有长程有序结构 C. 缺少长程有序排列 D. 由大量陶瓷晶粒组成 【答案】C 【解析】金属玻璃属于非晶态合金，原子排列缺少长程有序结构，这是其区别于普通晶态金属的主要特征。选项A和B描述的是晶态材料特征，选项D混淆了金属玻璃与陶瓷材料。 16. 压电陶瓷受到机械力作用时能够产生电信号，因此适合用于制造（ ） A. 普通结构支架 B. 压力传感器 C. 低速传动齿轮 D. 耐磨密封垫片 【答案】B 【解析】压电陶瓷具有机械能与电能相互转换的特性，受到压力或振动时可产生相应电信号，适合制作压力传感器。其他选项主要要求承载、传动或密封性能。 17. 航空部件要求质量较小并具有较高的比强度，优先考虑使用（ ） A. 铸铁结构材料 B. 铅基减振材料 C. 碳纤维复合材料 D. 普通玻璃装饰材料 【答案】C 【解析】碳纤维复合材料具有密度较小、比强度和比刚度较高等特点，适合航空部件的轻量化设计。铸铁和铅基材料密度较大，普通玻璃不适合作为主要承力部件。 18. 功能梯度材料沿厚度方向逐渐改变组成和性能，主要目的是（ ） A. 使材料各处性能完全相同 B. 满足不同区域的性能要求 C. 取消材料内部的组织变化 D. 降低所有区域的制造精度 【答案】B 【解析】功能梯度材料通过连续或分级改变材料组成，使不同区域分别满足耐磨、耐热、韧性或强度等要求。其特点不是使性能完全相同，也不会取消组织变化或降低制造精度。 19. 某设备外壳要求质量较小、比强度较高并具有一定耐腐蚀性，较适合选用的材料是（ ） A. 氧化铝工程陶瓷材料 B. 碳纤维增强树脂材料 C. 灰铸铁工程材料 D. 普通低碳钢材料 【答案】B 【解析】碳纤维增强树脂材料密度小、比强度高且耐腐蚀，能满足设备外壳轻量化和耐久性要求。 20. 某管路接头需要在温度变化时自动恢复预定形状，宜选用具有哪种特性的材料（ ） A. 高温耐磨特性 B. 形状记忆特性 C. 优良导热特性 D. 高强度绝缘特性 【答案】B 【解析】形状记忆材料受温度变化后可恢复预先设定的形状，适合实现管路接头的自动复位。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 复合材料通常由基体材料和______材料组成。 【答案】增强 【解析】复合材料通过基体与增强材料的协同作用，获得优于单一材料的综合性能。 22. 纳米材料的结构单元尺寸通常处于______范围内。 【答案】1～100 nm 【解析】纳米材料的结构单元至少有一个维度处于1～100 nm范围内，因而表现出特殊性能。 23. 形状记忆合金受热后能够恢复到预先设定的______。 【答案】形状 【解析】形状记忆合金利用热弹性马氏体相变，在适当温度下恢复预定形状。 24. 工程陶瓷具有硬度高、耐磨性好和耐高温等优点，但其主要缺点是______。 【答案】脆性大 【解析】工程陶瓷内部塑性变形能力较弱，受到冲击或拉伸时容易发生脆性断裂。 25. 碳纤维增强复合材料具有较高的比强度和比刚度，适用于对结构______要求较高的工程场合。 【答案】轻量化 【解析】碳纤维增强复合材料密度较小且强度、刚度较高，能够减轻结构质量。 26. 由基体材料和增强材料组成，并能获得优于单一材料综合性能的材料称为______。 【答案】复合材料 【解析】复合材料由两种或两种以上性质不同的材料组成，通常通过基体承载和增强材料强化来获得较好的综合性能。 27. 碳纤维增强复合材料具有较高的比强度和比______。 【答案】刚度 【解析】碳纤维具有较高的强度和弹性模量，用其增强树脂基体可使复合材料具有较高的比强度和比刚度，适合轻量化结构。 28. 形状记忆合金受热后能够恢复预先设定的形状，这种性能称为______效应。 【答案】形状记忆 【解析】形状记忆效应是形状记忆合金的重要特性，材料经变形后在适当温度作用下能够恢复原先设定的形状。 29. 工程陶瓷通常具有较高的硬度、耐磨性和______性。 【答案】耐高温 【解析】工程陶瓷具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性，适用于高温、耐磨等工作环境，但其脆性通常较大。 30. 功能梯度材料的组成和性能沿材料的某一方向呈______变化。 【答案】连续或渐变 【解析】功能梯度材料通过使组成或组织沿特定方向逐渐改变，使材料性能平缓过渡，从而减小不同材料直接连接时的界面突变。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 新型工程材料包括新型金属材料、先进高分子材料、先进陶瓷材料和复合材料等。（ ） 【答案】正确 【解析】新型工程材料按组成和性能可分为新型金属、先进高分子、先进陶瓷及复合材料等。 32. 材料被称为新型工程材料，说明其各项性能都优于传统工程材料。（ ） 【答案】错误 【解析】新型材料通常只在某些性能方面具有优势，可能同时存在成本高、加工难等局限。 33. 先进陶瓷通常具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，但韧性相对较差。（ ） 【答案】正确 【解析】先进陶瓷适用于耐磨、耐高温等场合，但其脆性较大，抗冲击能力通常较弱。 34. 热固性塑料受热软化后可以反复冷却定型和加热成形。（ ） 【答案】错误 【解析】热固性塑料固化后形成稳定网状结构，不能反复熔融成形，反复加热可能发生分解。 35. 在纤维增强复合材料中，基体能够固定和保护增强体，并传递部分载荷。（ ） 【答案】正确 【解析】复合材料由基体和增强体组成，基体具有粘结、保护增强体和传递载荷的作用。 36. 碳纤维增强复合材料通常具有较高的比强度，适合用于对结构轻量化有要求的零部件。（ ） 【答案】正确 【解析】碳纤维密度较小且强度较高，用其增强树脂基体可获得较高的比强度，因此适用于航空、车辆和机械结构的轻量化制造。 37. 形状记忆合金发生一次形状恢复后便不能再次利用其形状记忆性能。（ ） 【答案】错误 【解析】形状记忆合金在适当条件下可重复进行变形和形状恢复，形状记忆性能并非只能使用一次，但反复使用会受到材料和工况的影响。 38. 功能梯度材料通过使组成或性能逐渐变化，可以减小异种材料直接连接时产生的界面突变。（ ） 【答案】正确 【解析】功能梯度材料的组成和性能沿一定方向逐渐变化，能够使两种材料之间实现平缓过渡，从而降低界面应力集中和性能突变的影响。 39. 工程材料按主要用途可分为结构材料和功能材料，结构材料主要用于承受载荷或构成零部件。（ ） 【答案】正确 【解析】结构材料主要承担机械载荷或构成产品的主体零部件，功能材料则主要利用其特殊的物理、化学性能实现特定功能。该说法符合工程材料的基本分类。 40. 陶瓷材料通常具有较高的硬度和耐热性，同时具有较好的塑性和抗冲击性能，不易发生脆性断裂。（ ） 【答案】错误 【解析】陶瓷材料通常具有高硬度、耐高温和耐腐蚀等特点，但塑性较差，抗冲击能力弱，受突然冲击时容易发生脆性断裂。题干将陶瓷材料的脆性特点表述错误。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述新型工程材料相对于传统工程材料的主要特点，并列举两种常见的新型工程材料。 【答案】（1）新型工程材料通常具有优良的力学性能、物理性能或化学性能，能够满足特殊工程条件下的使用要求。（2）部分新型工程材料具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、耐磨损或特殊功能等特点。（3）常见的新型工程材料有复合材料、陶瓷材料、纳米材料和功能材料等，任举两种即可。 【解析】新型工程材料相对于传统工程材料，主要特点是能够弥补传统材料在强度、重量、耐热性、耐腐蚀性或特殊功能等方面的不足，通常具有性能优异、应用针对性强等特点，部分材料还具有轻质、高强、耐高温、耐磨损等优点。常见的新型工程材料包括复合材料、先进陶瓷材料、纳米材料和功能材料等，题目要求任举两种，例如复合材料和纳米材料。 42. 简述复合材料的组成、性能特点及其应用时应注意的问题。 【答案】（1）复合材料通常由基体材料和增强材料组成，二者通过合理组合形成新的材料体系。（2）复合材料能够综合基体和增强材料的优点，具有比强度高、质量轻、耐腐蚀或耐磨损等特点。（3）使用时应根据受力、温度、介质和连接方式等条件选择材料，并注意界面结合和环境适应性。 【解析】复合材料通常由基体材料、增强材料及其界面组成。基体用于黏结、固定和保护增强材料，并传递部分载荷；增强材料主要承担载荷或改善材料性能。通过合理组合，复合材料可以综合各组分的优点，具有比强度高、质量轻、耐腐蚀、耐磨损等性能。应用时应根据载荷、受力方向、工作温度、介质环境、连接方式和制造工艺等条件选择材料，并重点考虑基体与增强材料的界面结合、环境适应性及长期服役可靠性。 43. 简述复合材料的基本组成及其主要特点。 【答案】（1）复合材料通常由基体材料和增强材料组成，基体用于黏结和支承增强材料。 （2）增强材料主要用于提高材料的强度、刚度、耐磨性或耐热性等性能。 （3）复合材料能够综合不同材料的优点，具有性能可设计、比强度较高等特点。 【解析】复合材料不是单一材料，而是由基体和增强材料按一定方式组合形成的材料。答题时应说明两类组成材料的作用，并指出复合材料能够通过合理组合获得综合性能。 44. 某电气控制柜安装在潮湿环境中，要求外壳质量较轻、耐腐蚀并具有良好的绝缘性能。分析选用工程塑料制作外壳是否合适，并说明理由。 【答案】（1）选用工程塑料制作外壳是合适的。 （2）工程塑料密度较小，有利于减轻外壳质量。 （3）工程塑料通常具有较好的耐腐蚀性和电绝缘性，适合潮湿环境下对防腐和绝缘的要求。 【解析】该情境同时提出轻量化、耐腐蚀和绝缘要求，工程塑料在密度、耐化学腐蚀性和电绝缘性方面能够较好地满足这些条件，因此具有适用性。实际选材时还应结合工作温度、强度和阻燃要求进行校核。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某机器人制造企业对机械臂进行轻量化改造。机械臂外壳采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料，设计体积为 。已知碳纤维体积分数为 60%，环氧树脂体积分数为 40%，碳纤维密度为 ，环氧树脂密度为 。若采用相同体积的钢制外壳，钢的密度为 。机械臂连接支座选用可热处理强化的铝合金。（1）按复合材料密度等于各组分密度与体积分数乘积之和计算，求碳纤维增强环氧树脂基复合材料的密度、外壳质量，以及相同体积钢制外壳的质量。（2）计算采用复合材料后外壳质量的减小百分比，并说明仅依据质量指标是否可以直接确定复合材料一定适用于机械臂外壳。（3）若连接支座选用可时效强化的铝合金，简述其基本热处理过程及主要目的；说明复合材料不能直接采用相同金属热处理的原因，并写出一项适合复合材料的性能保证措施。 【答案】（1）复合材料密度：。外壳质量：。钢制外壳质量：。（2）质量减小百分比：。不能仅依据质量确定，还应校核强度、刚度、抗冲击性、连接可靠性及环境适应性。（3）铝合金基本热处理过程为固溶处理、淬火和人工时效。固溶处理使合金元素充分溶入基体，淬火保留过饱和固溶体，人工时效析出强化相以提高强度和硬度。复合材料由纤维和树脂基体组成，金属热处理温度可能使树脂软化、分解或损伤界面。可按树脂工艺进行固化或后固化，并结合铺层方向和连接部位进行强度验证。 【解析】（1）ρ=1.80×0.6+1.20×0.4=1.56 g/cm3；m=1.56×1200=1872 g=1.872 kg；m钢=7.85×1200=9420 g=9.420 kg。（2）η=(9.420−1.872)/9.420×100%=80.13%。还应校核强度、刚度、抗冲击性、连接可靠性和环境适应性。（3）铝合金经固溶、淬火、人工时效，形成析出强化，提高强度硬度。复材树脂及界面耐受不了金属热处理温度；应按树脂工艺固化或后固化并进行强度验证。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $