北京化工大学《高分子材料模拟理论与应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《高分子材料模拟理论与应用》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、对于一种高温合金，要提高其抗氧化性能，以下哪种元素的添加通常是有效的？（）A.铝B.钛C.铬D.镍2、在研究高分子材料的结晶行为时，发现结晶温度对晶体结构和性能有重要影响。一般来说，较高的结晶温度会导致（）A.晶体完善程度提高B.晶体尺寸增大C.结晶速度加快D.结晶度降低3、对于一种金属玻璃材料，其具有优异的力学性能和耐腐蚀性。以下哪种制备方法常用于获得金属玻璃？（）A.铸造法B.粉末冶金法C.溅射法D.快速凝固法4、在研究材料的热稳定性时，发现以下哪种添加剂可以提高材料的热分解温度？（）A.阻燃剂B.增塑剂C.抗氧剂D.润滑剂5、在高分子材料的老化测试中，以下关于老化测试方法和评估指标的描述，正确的是（）A.热老化测试可以模拟长期使用过程中的性能变化B.老化测试只需要考虑材料的力学性能变化C.颜色变化不能作为老化评估的指标D.老化测试时间越长，结果越准确6、对于一种纳米晶材料，其强度远高于传统粗晶材料。以下哪种强化机制在纳米晶材料中起到了主要作用？（）A.细晶强化B.固溶强化C.弥散强化D.加工硬化7、在材料的腐蚀防护方法中，涂层防护是一种常用的手段。以下哪种涂层能够提供较好的防腐效果？（）A.有机涂层B.无机涂层C.金属涂层D.复合涂层8、在材料的加工过程中，铸造是一种常用的方法。对于铝合金的铸造，为了提高铸件的质量，通常需要控制哪些工艺参数？（）A.浇注温度、铸型温度、冷却速度B.浇注速度、铸型材料、熔炼温度C.铸型湿度、熔炼时间、冷却方式D.浇注压力、铸型结构、化学成分9、在研究材料的摩擦学性能时，摩擦系数是一个重要的参数。对于干摩擦和边界摩擦，以下关于摩擦系数的描述，正确的是？（）A.干摩擦系数大于边界摩擦系数B.干摩擦系数小于边界摩擦系数C.干摩擦系数等于边界摩擦系数D.两者的摩擦系数大小关系不确定10、陶瓷材料的热压烧结是一种在高温和压力同时作用下的烧结方法。与普通烧结相比，热压烧结的优点是什么？（）A.烧结温度低、烧结时间短、致密度高B.烧结温度高、烧结时间长、致密度低C.烧结温度和时间与普通烧结相同，但致密度高D.烧结温度低、烧结时间长、致密度低11、在分析一种用于摩擦制动的材料时，发现其在高温下摩擦系数不稳定。以下哪种因素最有可能是造成这种现象的原因？（）A.材料的热衰退B.磨损颗粒的堆积C.接触面的氧化D.以上都是12、在研究金属材料的再结晶行为时，发现以下哪种因素会促进再结晶的进行？（）A.变形程度增加B.变形温度升高C.杂质含量增加D.冷却速度加快13、在材料的失效分析中，断裂是一种常见的失效形式。对于脆性断裂和韧性断裂，以下关于其断口特征的描述，正确的是？（）A.脆性断裂断口平齐，韧性断裂断口粗糙B.脆性断裂断口粗糙，韧性断裂断口平齐C.脆性断裂和韧性断裂断口都平齐D.脆性断裂和韧性断裂断口都粗糙14、在高分子材料的共聚改性中，以下关于共聚类型和性能影响的描述，正确的是（）A.无规共聚可以提高高分子材料的结晶度B.交替共聚可以改善高分子材料的溶解性C.嵌段共聚对高分子材料的力学性能影响不大D.共聚不会改变高分子材料的玻璃化转变温度15、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16、复合材料的界面对于其性能有着重要影响。对于纤维增强复合材料，良好的界面结合应该具备哪些特点？（）A.高强度、高韧性、低残余应力B.低强度、高韧性、高残余应力C.高强度、低韧性、高残余应力D.低强度、低韧性、低残余应力17、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18、在研究金属的疲劳性能时，发现经过某种表面处理后，疲劳寿命显著提高。以下哪种表面处理方法最有可能产生这种效果？（）A.电镀B.喷丸强化C.化学蚀刻D.阳极氧化19、在材料的腐蚀与防护研究中，电化学腐蚀是一种常见的腐蚀形式。以下哪种环境因素会加速金属的电化学腐蚀？（）A.干燥的空气B.无氧的溶液C.酸性溶液D.高纯度的水20、一种新型的金属泡沫材料具有轻质高强的特点。以下哪种制备方法常用于生产这种材料？（）A.粉末冶金B.铸造C.发泡法D.3D打印二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释材料的量子限域效应及其对材料性能的影响。分析量子限域材料的应用（如量子点和纳米线）和研究进展，并举例说明在光电器件中的应用。2、（本题5分）阐述材料的表面改性技术（如离子注入、激光表面处理和等离子体处理）的原理和特点。分析这些技术对材料表面性能的改善作用，并举例说明在提高材料耐磨损和耐腐蚀性能方面的应用。3、（本题5分）请详细阐述金属材料的疲劳断裂机制，包括疲劳裂纹的萌生、扩展过程以及影响疲劳寿命的主要因素，并举例说明如何提高金属材料的抗疲劳性能。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某种聚合物的泊松比为0.3，在受到三向等拉应力作用下，一个方向的应变达到0.06，计算另外两个方向的应变。2、（本题5分）在金属材料的硬度测试中，使用洛氏硬度计，压头压入试样的深度为0.2毫米，表盘读数为80，已知硬度与压入深度和表盘读数的关系为H=100-0.002h-0.001R，其中h为压入深度（毫米），R为表盘读数，计算该金属材料的洛氏硬度值。3、（本题5分）一块正方形的碳纤维复合材料板，边长为20cm，碳纤维的体积分数为60%，碳纤维的拉伸强度为3500MPa，基体的拉伸强度为800MPa，计算板的拉伸强度。4、（本题5分）某种复合材料由纤维和基体组成，纤维体积分数为40%，纤维的弹性模量为200GPa，基体的弹性模量为10GPa，计算该复合材料的弹性模量。5、（本题5分）有一圆锥形的陶瓷零件，底面直径为30mm，高为45mm，陶瓷的密度为2.5g/cm³，计算零件的质量。若要对其进行表面抛光处理，抛光去除量为0.1mm，计算抛光所需时间（假设抛光速率为0.05mm/min）。