北京化工大学《高分子材料科学前沿与实践》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022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15个小题，每小题1分，共15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、材料的热性能对于其在不同环境下的应用至关重要。热膨胀系数是描述材料热膨胀特性的重要参数。以下关于热膨胀系数的说法，正确的是（）A.所有材料的热膨胀系数都随温度升高而增大B.热膨胀系数越大，材料在温度变化时的尺寸稳定性越好C.金属材料的热膨胀系数通常大于陶瓷材料D.热膨胀系数与材料的晶体结构无关2、在研究材料的光学性能时，发现一种材料对特定波长的光具有很强的吸收能力。这种吸收现象主要是由于材料内部的以下哪种作用？（）A.电子跃迁B.分子振动C.晶格振动D.自由电子运动3、对于一种纤维增强复合材料，要提高其在特定方向上的强度，以下哪种方法最为有效？（）A.增加纤维的长度B.提高纤维的体积分数C.改善纤维与基体的界面结合D.改变纤维的排列方向4、在陶瓷材料的制备过程中，烧结是一个关键步骤。以下哪种因素对于陶瓷材料烧结过程中的致密化程度影响最大？（）A.烧结温度B.烧结时间C.粉末颗粒大小D.气氛控制5、在研究一种用于磁性传感器的软磁材料时，发现其磁导率不够高。以下哪种因素最有可能限制磁导率的提升？（）A.残余应力B.杂质含量C.晶界结构D.以上都是6、在陶瓷材料的微波烧结技术中，以下关于微波烧结特点和优势的描述，正确的是（）A.微波烧结可以实现均匀加热，但烧结速度慢B.微波烧结适用于所有类型的陶瓷材料C.微波烧结能够降低能耗和提高产品质量D.微波烧结对设备要求不高7、在分析材料的摩擦磨损性能时，发现一种材料在特定的摩擦条件下表现出良好的耐磨性。以下哪种因素对其耐磨性的贡献最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.润滑条件D.摩擦副的材料8、在考察材料的生物相容性时，发现一种材料在植入生物体后没有引起明显的免疫反应。以下哪种材料特性是其具有良好生物相容性的主要原因？（）A.表面化学性质B.力学性能C.热性能D.电性能9、在研究一种用于高温超导的材料时，发现其临界温度受到多种因素的影响。以下哪种因素对临界温度的提升作用最为显著？（）A.元素替代B.制备工艺优化C.施加高压D.引入缺陷10、对于金属基复合材料，以下哪种增强相能够同时提高材料的强度和耐磨性？（）A.陶瓷颗粒B.碳纤维C.金属纤维D.玻璃纤维11、在分析陶瓷材料的断裂韧性时，发现其裂纹扩展方式对韧性有很大影响。以下哪种裂纹扩展方式通常会导致较高的断裂韧性？（）A.沿晶断裂B.穿晶断裂C.混合断裂D.解理断裂12、一种高分子共混物在性能上优于其组成的单一聚合物。以下哪种因素对共混物性能的改善起到了关键作用？（）A.相容性B.分子量C.分子链结构D.结晶度13、在分析材料的光催化性能时，发现一种材料能够有效地分解水产生氢气。以下哪种材料特性对其光催化效率的影响最大？（）A.能带结构B.表面形貌C.晶体结构D.化学成分14、一种高分子材料在溶剂中的溶解性较差。为了改善其溶解性，可以采取以下哪种方法？（）A.增加分子量B.引入极性基团C.提高结晶度D.减少支链15、复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成，其具有优异的性能，那么复合材料的主要优点有哪些？（）A.强度高、重量轻B.耐腐蚀、耐高温C.可设计性强D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明材料的磨损机制，如粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等，分析影响材料磨损性能的因素及提高耐磨性的方法。2、（本题5分）详细阐述磁性材料的分类和性能特点，如软磁材料和硬磁材料，分析影响磁性材料性能的因素及应用。3、（本题5分）论述材料的热障涂层的作用和要求，分析其失效机制，并说明提高热障涂层性能的途径。4、（本题5分）论述高分子共混材料的性能特点和制备方法，分析共混比例和相容性对共混材料性能的影响，以及在塑料改性中的应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述材料的泡沫金属的制备和性能，研究泡沫金属的制备工艺和孔隙结构控制，分析其力学、热学、声学等性能特点和应用领域。2、（本题5分）全面论述陶瓷材料的晶体结构特点与化学键类型如何共同决定其力学、热学和电学性能，并举例说明。3、（本题5分）详细论述材料的耐腐蚀性与腐蚀监测技术，探讨材料在不同腐蚀介质中的腐蚀行为，分析腐蚀监测的方法和技术及其在工程中的应用。4、（本题5分）深入探讨材料的表面处理技术，包括电镀、化学镀、阳极氧化和磷化等，分析处理工艺参数对表面膜层结构和性能的影响，论述表面处理在提高材料耐腐蚀性和装饰性方面的作用。5、（本题5分）全面论述功能梯度材料的设计原则和制备技术，研究其性能梯度分布的特点和优势，以及在航空航天、能源等领域的应用前景。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一圆柱形的陶瓷电阻，直径为5mm，长度为10mm，陶瓷的电阻率为10⁸Ω·m，计算其电阻值。2、（本题10分）有一环形的碳纤维增强复合材料，内半径为6cm，外半径为10cm，高度为5cm，碳纤维的弹性模量为300GPa，基体的弹性模量为50GPa，碳纤维体积分数为50%，计算复合材料的环向拉伸模量。3、（本题10分