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《材料科学基础(一)》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共20个小题,每小题1分,共20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、在研究材料的磨损机制时,发现粘着磨损是主要的磨损方式。以下哪种措施可以减少粘着磨损?()A.提高表面硬度B.改善润滑条件C.选择合适的配对材料D.以上都可以2、研究一种半导体材料的电学性能时,发现其电导率随温度升高而迅速增加。这种材料最可能是()A.本征半导体B.N型半导体C.P型半导体D.绝缘体3、一种新型的复合材料在航空航天领域有潜在应用。为了满足轻量化要求,应重点关注以下哪种性能指标?()A.强度-重量比B.硬度-重量比C.弹性模量-重量比D.韧性-重量比4、在分析材料的电性能时,发现以下哪种材料的电阻率随温度变化最显著?()A.金属B.半导体C.绝缘体D.超导体5、对于一种陶瓷基复合材料,要改善其韧性,以下哪种增强相的引入通常是有效的?()A.连续纤维B.颗粒C.晶须D.短纤维6、在研究材料的热稳定性时,热重分析是一种常用的方法。以下关于热重分析原理和应用的描述,正确的是()A.热重分析可以测量材料在加热过程中的质量变化B.热重分析只能用于无机材料的研究C.材料的热稳定性与加热速率无关D.热重分析不能用于研究材料的分解过程7、一种新型的隔热材料在高温下具有很低的热导率。以下哪种微观结构特征最有可能是导致其低导热性能的原因?()A.大量封闭气孔B.层状结构C.纤维状结构D.纳米孔隙8、对于一种用于石油管道的防腐涂层材料,以下哪种性能对其长期防护效果的影响最大?()A.附着力B.耐化学腐蚀性C.抗渗透性D.硬度9、在分析一种用于制造刀具的硬质合金时,发现其硬度和韧性难以同时兼顾。以下哪种改进措施可能有助于解决这一问题?()A.调整粘结相的含量B.细化晶粒C.优化烧结工艺D.以上都是10、在分析材料的磁滞回线时,发现一种磁性材料的矫顽力较大。这表明该材料()A.容易磁化B.不容易磁化C.剩磁较大D.磁导率较高11、在研究一种用于航空发动机叶片的高温合金时,发现其抗氧化性能有待提高。以下哪种元素的添加可以显著增强其抗氧化能力?()A.铝B.钛C.铬D.钼12、一种新型的储能材料在充放电过程中表现出高容量和长循环寿命。以下哪种储能机制最有可能是其高性能的原因?()A.锂离子嵌入脱出B.双电层电容C.法拉第准电容D.以上均有可能13、在陶瓷材料的制备过程中,需要控制烧结工艺以获得理想的性能。如果烧结温度过高,可能会导致陶瓷材料出现以下哪种问题?()A.孔隙率增加B.致密度下降C.晶粒异常长大D.强度降低14、在研究材料的热性能时,热膨胀系数是一个重要参数。一般来说,金属材料的热膨胀系数()A.小于陶瓷材料B.大于陶瓷材料C.等于陶瓷材料D.与陶瓷材料无关15、玻璃是一种常见的无机非金属材料,具有多种性能特点。以下关于玻璃的结构和性能的描述,正确的是()A.玻璃是一种晶体材料,具有固定的熔点B.玻璃的强度主要取决于其化学组成C.玻璃的热稳定性差,容易因温度变化而破裂D.玻璃的导电性良好,可用于制造电子器件16、对于一种压电陶瓷材料,要提高其压电系数,以下哪种掺杂元素可能有效?()A.铅B.钛C.镧D.铌17、对于一种磁性薄膜材料,其磁畴结构对其磁性能有重要影响。以下哪种方法可以观察到磁畴结构?()A.扫描电子显微镜B.透射电子显微镜C.磁力显微镜D.原子力显微镜18、在研究陶瓷材料的电学性能时,发现一种陶瓷具有较高的介电常数。以下哪种陶瓷材料最有可能具有这种特性?()A.氧化铝陶瓷B.钛酸钡陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷19、在材料的疲劳性能研究中,发现一种材料在经过多次循环加载后发生了疲劳断裂。以下哪种因素对材料的疲劳寿命影响最大?()A.加载应力幅B.平均应力C.加载频率D.环境温度20、一种聚合物在加工过程中出现熔体破裂现象。以下哪种方法可以减少这种现象的发生?()A.降低加工温度B.提高加工速度C.增加润滑剂D.调整模具结构二、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)解释什么是材料的梯度功能材料,分析其设计理念和制备方法,并举例说明其在工程中的应用。2、(本题5分)详细说明材料的表面处理技术,如电镀、化学镀、阳极氧化和磷化等,阐述每种技术的原理、工艺过程和应用范围。3、(本题5分)深入探讨材料的阻尼合金的开发和应用,分析阻尼合金的阻尼机制和性能特点,讨论如何提高阻尼合金的性能和拓宽其应用范围。4、(本题5分)论述材料的光学非线性现象,如二次谐波产生和克尔效应,解释其物理机制和应用领域,分析影响光学非线性性能的因素。5、(本题5分)在金属材料的冷加工过程中,阐述加工硬化现象的产生机制和消除方法,分析加工硬化对材料后续加工和使用性能的影响。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)有一压电陶瓷片,压电系数为200×10⁻¹²C/N,施加500V的电压,陶瓷片的面积为1cm²,计算陶瓷片产生的电荷量。2、(本题5分)一种复合材料由两种纤维组成,纤维A的强度为1500兆帕,体积分数为30%,纤维B的强度为1800兆帕,体积分数为70%,计算该复合材料的强度。3、(本题5分)一块形状不规则的金属块,通过称重法测量其在空气中的质量为800克,在水中的质量为700克,计算金属的密度。4、(本题5分)某种聚合物的泊松比为0.4,在受到双向拉伸时,一个方向的应变达到0.08,计算另一个方向的应变。5、(本题5分)一块铝板,长1m,宽0.5m,厚2mm,在20℃时的电阻率为2.7×10⁻⁸Ω·m,通过电流5A,计算板的电阻和功率损耗。四、论述题(本大题共3个小题,共30分)1、(本题10分)深入探讨生物医用材料的性能要求和分类,分析其生物相容性、生物活性和
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