Verbundwerkstoffe: Eigenschaften, Herstellung und Anwendung

Question 1

Welche der folgenden Aussagen über Verbundwerkstoffe ist falsch?

Accepted Answer

Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien besitzen Verbundwerkstoffe in der Regel eine geringere Dichte.

Answer

Verbundwerkstoffe bestehen aus einer Kombination verschiedener Materialien.

Answer

Die Matrix eines Verbundwerkstoffs kann aus verschiedenen Materialien bestehen, einschließlich Polymeren.

Answer

Die Verstärkungsphase eines Verbundwerkstoffs kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich Fasern.

Question 2

Welcher Faktor beeinflusst **NICHT** die Festigkeit eines Verbundwerkstoffs?

Accepted Answer

Bearbeitungsprozess

Answer

Fasertyp und Fasermenge

Answer

Harzmatrix

Answer

Faserausrichtung

Question 3

Welches Material ist in der Regel das Verstärkungsmaterial in kohlenstofffaserverstärkten Polymeren (CFK)?

Accepted Answer

Kohlenstofffasern

Answer

Glasfasern

Answer

Aramidfasern

Answer

Nylonfasern

Question 4

Welche Herstellungsmethode wird bei glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) verwendet?

Accepted Answer

Handlaminieren

Answer

Pulverbeschichtung

Answer

Spritzguss

Answer

Sintern

Question 5

Welche Eigenschaft zeichnet Verbundwerkstoffe besonders aus?

Accepted Answer

Geringes spezifisches Gewicht

Answer

Korrosionsbeständigkeit

Answer

Elektrische Leitfähigkeit

Answer

Hohe Bruchdehnung

Question 6

Was ist der Hauptvorteil der Verwendung von Verbundwerkstoffen gegenüber herkömmlichen Materialien?

Accepted Answer

Verbessertes Festigkeit-Gewichts-Verhältnis

Answer

Geringere Kosten

Answer

Höhere Haltbarkeit

Answer

Bessere Bearbeitbarkeit

Question 7

Wie werden Verbundwerkstoffe nach ihren Bestandteilen klassifiziert?

Accepted Answer

Nach Art des Verstärkungsmaterials und der Matrix

Answer

Nach ihrer Größe

Answer

Nach ihrer Festigkeit

Question 8

Welche der folgenden Methoden eignet sich **nicht** zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Radiographie

Answer

Zugversuch

Answer

Biegeversuch

Answer

Schlagzähigkeitsprüfung

Question 9

Welche zwei international anerkannten Normen werden häufig zur Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen herangezogen?

Accepted Answer

ISO 527-4 und ASTM D3039

Answer

DIN EN ISO 14129 und ASTM D790

Answer

ASTM C1583 und ISO 6527

Question 10

Welche der folgenden Fertigungsmethoden wird häufig bei FVK eingesetzt?

Accepted Answer

Handlaminieren

Answer

Spritzgießen

Answer

Schweißen

Answer

Gießen

Question 11

Welche Art von Verbundwerkstoff besteht aus einer Metallmatrix, die mit Keramikfasern verstärkt ist?

Accepted Answer

Metallmatrix-Verbundwerkstoff (MMC)

Answer

Keramikmatrix-Verbundwerkstoff (CMC)

Answer

Polymermatrix-Verbundwerkstoff (PMC)

Answer

Faserverstärkter Kunststoff (FVK)

Question 12

Welches Herstellungsverfahren wird üblicherweise für die Produktion von Faserverstärkten Kunststoffen (FVK) eingesetzt?

Accepted Answer

Autoklav-Verfahren

Answer

Spritzguss

Answer

Pulvermetallurgie

Answer

Schmieden

Question 13

Welcher Vorteil ist typisch für Verbundwerkstoffe im Vergleich zu herkömmlichen Werkstoffen wie Stahl?

Accepted Answer

Höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Answer

Höheres Gewicht

Answer

Niedrigere Festigkeit

Answer

Geringere Korrosionsbeständigkeit

Question 14

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Festigkeit von Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Korngröße der Matrix

Answer

Art der Verstärkungsfasern

Answer

Volumenanteil der Verstärkungsfasern

Answer

Matrixtyp

Question 15

Welche Anwendung von Verbundwerkstoffen ist in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet?

Accepted Answer

Flugzeugrümpfe

Answer

Autoteile

Answer

Medizinische Geräte

Answer

Sportgeräte

Question 16

Nenne die drei Hauptkategorien, in die Verbundwerkstoffe anhand ihrer Matrix eingeteilt werden.

Accepted Answer

Faserverstärkte Kunststoffe, Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe

Answer

Faserverstärkte Kunststoffe, Laminat-Verbundwerkstoffe, Partikelverstärkte Verbundwerkstoffe

Answer

Thermoplastische Verbundwerkstoffe, Duroplastische Verbundwerkstoffe, Elastomere Verbundwerkstoffe

Question 17

Welche der folgenden Aussagen über die Festigkeit von Faserverbundwerkstoffen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie hängt sowohl von der Festigkeit der Fasern als auch von der Festigkeit der Matrix ab.

Answer

Faserverbundwerkstoffe sind immer stärker als Stahl.

Answer

Die Festigkeit hängt nur von der Faserausrichtung ab.

Question 18

Welches Herstellungsverfahren wird verwendet, um Verbundwerkstoffe mit einer präzisen Ausrichtung der Verstärkungsfasern zu erzielen?

Accepted Answer

Faserwickeln

Answer

Pressen

Answer

Handlaminieren

Answer

Pultrusion

Question 19

Welche Arten von Materialien werden typischerweise als Matrix in Verbundwerkstoffen verwendet?

Accepted Answer

Polymere, Keramik und Metalle

Answer

Leder und Gummi

Answer

Nur Polymere

Answer

Holz und Glas

Question 20

Welcher der folgenden Vorteile ist ein Hauptgrund für den Einsatz von Verbundwerkstoffen gegenüber Metallen?

Accepted Answer

Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Answer

Leichtere Bearbeitung

Answer

Höhere Schlagzähigkeit

Answer

Geringere Kosten

Question 21

Welche der folgenden Anwendungen ist für Verbundwerkstoffe nicht geeignet?

Accepted Answer

Zylinderköpfe von Verbrennungsmotoren aufgrund ihrer hohen thermischen Belastung

Answer

Sportgeräte

Answer

Flugzeugrümpfe

Answer

Rotorblätter von Windkraftanlagen

Question 22

Was ist ein wichtiger Faktor, der die Haftung zwischen Fasern und Matrix in einem Verbundwerkstoff beeinflusst?

Accepted Answer

Oberflächenbehandlung der Fasern

Answer

Feuchtigkeitsgehalt der Matrix

Answer

Temperatur beim Aushärten

Answer

Dicke der Matrix

Question 23

Welches Kriterium hat Vorrang bei der Auswahl der richtigen Faserart für einen Verbundwerkstoff?

Accepted Answer

Anwendungsanforderungen

Answer

Kosten

Answer

Verfügbarkeit

Answer

Umweltfreundlichkeit

Question 24

Welche Aussage über die Herstellung von Verbundwerkstoffen ist richtig?

Accepted Answer

Es können verschiedene Verstärkungsformen verwendet werden, wie z. B. Fasern, Gewebe und Partikel.

Answer

Verbundwerkstoffe werden immer bei hohen Temperaturen hergestellt.

Answer

Verbundwerkstoffe erfordern keine Nachbearbeitung.

Question 25

Welche Eigenschaft ist charakteristisch für Verbundwerkstoffe?

Accepted Answer

Anisotropie

Answer

Homogenität

Answer

Isotropie

Question 26

Welche der folgenden Herstellungsverfahren wird typischerweise für die Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) verwendet?

Accepted Answer

Handlaminieren

Answer

Gießen

Answer

Pulverbeschichtung

Answer

Schmieden

Question 27

Nennen Sie einen Vorteil von Verbundwerkstoffen.

Accepted Answer

Hohe Festigkeit-Gewichts-Verhältnis

Answer

Hohe Leitfähigkeit

Answer

Niedrige Kosten

Answer

Leichte Verarbeitung

Question 28

Welches der folgenden Materialien wird häufig als Matrix in Verbundwerkstoffen eingesetzt?

Accepted Answer

Epoxidharz

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Question 29

Welches der folgenden numerischen Modelle wird häufig zur Simulation des Verhaltens von Verbundwerkstoffen verwendet?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode

Answer

Diskrete-Elemente-Methode

Answer

Monte-Carlo-Simulation

Answer

Molekulardynamik

Question 30

Welche Aussage zu Verbundwerkstoffen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie kombinieren verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften.

Answer

Sie sind grundsätzlich schwerer als ihre Einzelkomponenten.

Answer

Sie haben immer eine geringere Festigkeit als ihre Einzelkomponenten.

Question 31

Welcher Vorteil ist ein zentrales Merkmal von Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis

Answer

Hohe elektrische Leitfähigkeit

Answer

Geringe Wärmeausdehnung

Answer

Geringe Korrosionsbeständigkeit

Question 32

Welche Art von Matrix wird in Sandwichstrukturen in der Regel verwendet?

Accepted Answer

Schaumstoffkern

Answer

Metall

Answer

Keramik

Answer

Polymer

Question 33

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Festigkeit eines Verbundwerkstoffs?

Accepted Answer

Faserorientierung

Answer

Faserlänge

Answer

Matrixmaterial

Answer

Herstellungsverfahren

Question 34

Welches Prüfverfahren wird zur Bestimmung der Biegefestigkeit von Verbundwerkstoffen eingesetzt?

Accepted Answer

Dreipunktbiegeversuch

Answer

Härteprüfung

Answer

Druckversuch

Answer

Zugversuch

Question 35

Welche Aussage über die Verwendung von Verbundwerkstoffen zur elektromagnetischen Abschirmung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können elektromagnetische Wellen dämpfen.

Answer

Sie sind immer elektrisch leitend.

Answer

Sie besitzen eine hohe magnetische Permeabilität.

Answer

Sie eignen sich ausschließlich für Anwendungen im Niederfrequenzbereich.

Question 36

Welcher der folgenden Vorteile ist kennzeichnend für Verbundwerkstoffe?

Accepted Answer

Hohe Festigkeit bei geringem Gewicht

Answer

Geringe Korrosionsbeständigkeit

Answer

Hohe Entflammbarkeit

Answer

Komplizierte Verarbeitung

Question 37

Welche Herstellungsmethode für Verbundwerkstoffe umfasst das Aufbringen einer Harzmatrix auf Verstärkungsfasern?

Accepted Answer

Laminieren

Answer

Extrudieren

Answer

Pulvermetallurgie

Answer

Schmieden

Question 38

Welche Verstärkungsfaser verleiht Verbundwerkstoffen eine hohe Zugfestigkeit?

Accepted Answer

Kohlenstofffaser

Answer

Glasfaser

Answer

Polyethylenfaser

Answer

Aramidfaser

Question 39

Welche Eigenschaft von Verbundwerkstoffen ist auf die Ausrichtung der Verstärkungsfasern zurückzuführen?

Accepted Answer

Anisotropie

Answer

Duktilität

Answer

Isotropie

Answer

Sprödigkeit

Question 40

Welche Art von Matrixmaterial wird üblicherweise in Verbundwerkstoffen auf Epoxidharzbasis verwendet?

Accepted Answer

Duroplast

Answer

Metall

Answer

Elastomer

Answer

Thermoplast

Question 41

Welche Prüfung dient zur Bestimmung der Festigkeit von Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Zugversuch

Answer

Schlagzähigkeitsprüfung

Answer

Ermüdungsprüfung

Answer

Härteprüfung

Question 42

Textile Verbundwerkstoffe bestehen aus einer Verstärkung in welcher Form?

Accepted Answer

Gewebe oder Gestrick

Answer

Schichtstrukturen

Answer

Fasermatten

Answer

Disperse Partikel

Question 43

Welche Industrieanwendung von Verbundwerkstoffen erfordert eine hohe Korrosionsbeständigkeit?

Accepted Answer

Chemische Industrie

Answer

Sportartikelindustrie

Answer

Automobilindustrie

Answer

Luft- und Raumfahrtindustrie

Question 44

Was beschreibt am besten die Rolle der Matrix in einem Verbundwerkstoff?

Accepted Answer

Ein kontinuierliches Material, das die Verstärkung umgibt und verbindet

Answer

Eine Grenzfläche zwischen Verstärkung und Matrix

Answer

Ein diskretes Material, das der Verstärkung Festigkeit verleiht

Question 45

Welches Verfahren wird häufig zur Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen verwendet?

Accepted Answer

Wickeltechnik

Answer

Gießen

Answer

Schmieden

Answer

Extrusion

Question 46

Welcher der folgenden Vorteile ist ein Hauptgrund für die Verwendung von Verbundwerkstoffen anstelle traditioneller Metalle?

Accepted Answer

Günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Answer

Hohe elektrische Leitfähigkeit

Answer

Hohe Wärmeausdehnung

Answer

Hohe Dichte

Question 47

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften eines Verbundwerkstoffs?

Accepted Answer

Ausrichtung der Fasern

Answer

Matrixzusammensetzung

Answer

Faserlänge

Answer

Fasertyp

Question 48

Was ist eine korrekte Aussage über Delaminierung in Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Eine Trennung zwischen Matrix und Verstärkungsmaterial

Answer

Eine Form der Korrosion, die Verbundwerkstoffe angreift

Answer

Eine Eigenschaft, die die Festigkeit von Verbundwerkstoffen erhöht

Question 49

Welches Material wird häufig als Verstärkung in Verbundwerkstoffen verwendet?

Accepted Answer

Kohlenstofffasern

Answer

Kupfer

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Question 50

Welcher Nachteil ist mit der Verwendung von Verbundwerkstoffen verbunden?

Accepted Answer

Anfälligkeit für Feuchtigkeit

Answer

Hohe elektrische Isolierung

Answer

Geringe akustische Dämpfung

Answer

Hohe thermische Leitfähigkeit

Question 51

Welcher der folgenden Faktoren hat den größten Einfluss auf die Haltbarkeit eines Verbundwerkstoffs?

Accepted Answer

Grenzflächenhaftung zwischen Faser und Matrix

Answer

Faserlänge

Answer

Matrixviskosität

Answer

Verarbeitungsbedingungen

Question 52

Welche Technik wird verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen zu verbessern?

Accepted Answer

Hybridisierung (Kombination verschiedener Faser- und/oder Matrixmaterialien)

Answer

Legieren

Answer

Beschichtung

Answer

Härten

Question 53

Welche der folgenden Eigenschaften ist kein Vorteil eines Verbundwerkstoffs?

Accepted Answer

Hohe Dichte

Answer

Hohe Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis

Answer

Geringes Gewicht

Answer

Korrosionsbeständigkeit

Question 54

Welches Herstellungsverfahren wird häufig zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen eingesetzt?

Accepted Answer

Faserausrichtung

Answer

Gießen

Answer

Walzen

Answer

Schmieden

Question 55

Was ist die Hauptaufgabe der Matrix in einem Verbundwerkstoff?

Accepted Answer

Übertragung von Lasten und Schutz der Fasern

Answer

Erhöhung der Festigkeit

Answer

Verbesserung der Duktilität

Question 56

Welche Aussage über die Festigkeit von Verbundwerkstoffen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie hängt von der Ausrichtung der Fasern ab.

Answer

Sie wird nur durch die Fasermenge bestimmt.

Answer

Sie ist unabhängig von der Art der Matrix.

Answer

Sie ist immer höher als die Festigkeit der Matrix.

Question 57

Was ist eine wesentliche Einschränkung von Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Relativ hohe Herstellungskosten

Answer

Geringe Festigkeit

Answer

Korrosionsanfälligkeit

Answer

Hohe Dichte

Question 58

Welche Eigenschaft ist charakteristisch für Faserverbundwerkstoffe?

Accepted Answer

Anisotropie (richtungsabhängige Festigkeit)

Answer

Duktilität

Answer

Isotropie (richtungsunabhängige Festigkeit)

Answer

Sprödigkeit

Question 59

Welcher Werkstoff ist KEIN Verbundwerkstoff?

Accepted Answer

Aluminium

Answer

Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK)

Answer

Metallmatrix-Verbundwerkstoff

Answer

Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK)

Question 60

Welcher Vorteil zeichnet Verbundwerkstoffe aus?

Accepted Answer

Hohe Festigkeit bei geringem Gewicht

Answer

Sprödigkeit und Bruchgefahr

Answer

Hohes Gewicht und Korrosionsanfälligkeit

Answer

Wärmebeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit

Question 61

Welches Verfahren wird zur Herstellung von Verbundwerkstoffen verwendet?

Accepted Answer

Laminieren

Answer

Schweißen

Answer

Schmieden

Answer

Gießen

Question 62

Was ist der Hauptunterschied zwischen GFK und CFK?

Accepted Answer

CFK ist fester und leichter als GFK

Answer

CFK ist günstiger als GFK

Answer

GFK ist flexibler als CFK

Answer

GFK leitet Strom besser als CFK

Question 63

Welche Aussage zur Festigkeit von Verbundwerkstoffen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie sind anisotrop, ihre Festigkeit hängt von der Belastungsrichtung ab

Answer

Sie sind isotrop, ihre Festigkeit ist in allen Richtungen gleich

Answer

Ihre Festigkeit ist unabhängig von der Faserorientierung