湖南工程学院《半导体物理学》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《半导体物理学》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在材料的疲劳裂纹扩展过程中，裂纹扩展速率与应力强度因子幅之间的关系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛顿定律描述D.胡克定律描述2、在研究陶瓷材料的韧性时，发现引入相变增韧机制可以显著提高其韧性。以下哪种陶瓷材料最常采用相变增韧？（）A.氧化铝陶瓷B.氧化锆陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷3、在分析一种用于风力发电叶片的复合材料时，发现其在长期使用后出现分层现象。以下哪种因素最有可能是导致分层的主要原因？（）A.环境湿度B.疲劳载荷C.界面结合不良D.以上都是4、在研究材料的热稳定性时，热重分析（TGA）是一种常用的测试方法。通过TGA曲线，可以得到材料的失重情况。对于一种聚合物材料，在加热过程中出现两次明显的失重阶段，可能的原因是什么？A.分解产生两种不同的气体产物B.存在两种不同的结晶形态C.发生了两次相变D.以上原因均有可能5、在研究聚合物的结晶行为时，以下哪种因素会促进聚合物的结晶？A.冷却速度快B.分子链柔性差C.分子量小D.杂质含量高6、一种金属间化合物在高温下具有良好的强度和稳定性。以下哪种元素组合最有可能形成这种高性能的金属间化合物？（）A.铝-钛B.铁-镍C.铜-锌D.镁-铝7、在研究材料的扩散行为时，发现扩散系数与温度密切相关。以下哪种关系能够较好地描述扩散系数与温度的关系？（）A.线性关系B.指数关系C.幂函数关系D.对数关系8、在高分子材料的聚合反应中，逐步聚合和链式聚合的反应机理不同。逐步聚合通常（）A.反应速度快B.分子量分布窄C.单体转化率高D.以上都是9、陶瓷材料的强度测试通常采用三点弯曲或四点弯曲的方法。对于同一种陶瓷材料，在三点弯曲和四点弯曲试验中，得到的强度值是否相同？A.相同B.不同C.有时相同，有时不同D.取决于加载速度10、在考察一种用于3D打印的金属粉末材料时，发现打印出的零件存在孔隙和裂纹等缺陷。以下哪种因素最有可能是造成这些缺陷的主要原因？（）A.粉末粒度不均匀B.打印工艺参数不合理C.粉末的含氧量过高D.以上都是11、在研究材料的热膨胀性能时，发现以下哪种晶体结构的材料热膨胀系数较小？（）A.简单立方B.体心立方C.面心立方D.密排六方12、高分子材料的老化是指材料在使用过程中性能逐渐下降的现象，那么高分子材料老化的主要原因有哪些？（）A.光氧化、热氧化、化学腐蚀B.机械应力、辐射、微生物作用C.湿度、温度、氧气D.以上都是13、复合材料的界面结合方式有哪些？（）A.机械结合、物理结合、化学结合B.扩散结合、溶解结合、反应结合C.氢键结合、范德华力结合、共价键结合D.以上都是14、材料的磁性是其重要的物理性能之一。对于铁磁性材料，以下描述正确的是（）A.铁磁性材料在居里温度以上会转变为顺磁性B.铁磁性材料的磁化强度与外加磁场强度成正比C.铁磁性材料的磁导率是一个常数D.所有金属都是铁磁性材料15、材料的导热性能对其在热管理领域的应用至关重要，那么影响材料导热性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度、压力、湿度C.材料的微观结构、孔隙率D.以上都是16、材料的电磁性能包括导电性、磁性等，那么影响材料电磁性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度、磁场强度、电场强度C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是17、对于高分子材料，其玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的性能指标。已知某种聚合物在较低温度下呈现脆性，随着温度升高逐渐变得柔韧。当温度升高到一定值时，材料的性能发生显著变化，这个转变温度通常被称为玻璃化转变温度。在以下哪种测试方法中最容易准确测定该聚合物的Tg？（）A.热重分析（TGA）B.差示扫描量热法（DSC）C.动态力学分析（DMA）D.红外光谱分析（IR）18、在材料的疲劳测试中，发现一种材料在经过一定次数的循环载荷后发生断裂。以下哪种因素对材料的疲劳寿命影响最大？（）A.平均应力B.应力幅C.加载频率D.环境温度19、对于一种压电材料，其能够将机械能转化为电能，反之亦然。以下哪种压电材料在实际应用中最为常见？（）A.石英B.钛酸钡C.锆钛酸铅D.硫化镉20、对于一种光学玻璃材料，要提高其折射率，以下哪种成分的添加通常是有效的？（）A.碱金属氧化物B.重金属氧化物C.碱土金属氧化物D.二氧化硅二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）详细阐述材料的磁性能，包括铁磁性、顺磁性、抗磁性等，解释其产生的物理机制，分析影响材料磁性能的因素以及在实际应用中的意义。2、（本题10分）阐述超导材料的基本特性和超导机制，介绍目前常见的超导材料体系，并展望超导材料的应用前景。3、（本题10分）阐述材料拉伸试验中的屈服现象和屈服强度的确定方法，分析影响屈服强度的因素，并说明屈服强度在工程设计中的重要性。4、（本题10分）深入探讨材料的纳米压痕技术，分析纳米压痕测试的原理和方法，讨论纳米压痕结果对材料力学性能评估的意义。三、论述题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）详细论述金属材料