北京理工大学《能源材料》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《能源材料》2021-2022学年第一学期期末试卷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、在研究金属材料的晶体结构时，面心立方晶格的原子配位数为12，致密度为0.74。对于体心立方晶格，其原子配位数和致密度分别是多少？（）A.8和0.68B.12和0.74C.6和0.58D.4和0.342、在复合材料的设计中，需要考虑增强体和基体的相容性。以下哪种因素对相容性影响较大？（）A.化学组成B.热膨胀系数C.弹性模量D.以上都是3、一种新型的储氢材料在实验中表现出了较高的储氢容量。以下哪种材料体系最有可能具有这种性能？（）A.金属氢化物B.碳纳米管C.金属有机框架（MOF）D.以上均有可能4、对于一种用于电动汽车电池的隔膜材料，要提高其离子透过性和安全性，以下哪种材料特性的优化最为关键？（）A.孔隙率和孔径分布B.化学稳定性C.热关闭性能D.以上都是5、在材料的表面改性技术中，离子注入可以改变材料表面的性能。对于金属材料表面的离子注入，以下哪种离子的注入可以提高其耐磨性？（）A.氮离子B.氧离子C.氢离子D.钠离子6、纳米材料由于其特殊的尺寸效应，表现出与常规材料不同的性能。以下关于纳米材料性能特点的描述，正确的是（）A.纳米材料的熔点随着颗粒尺寸减小而升高B.纳米材料的硬度通常低于常规材料C.纳米材料的比表面积大，活性高D.纳米材料的光学性能与常规材料相同7、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8、在研究一种用于量子计算的超导材料时，发现其相干时间较短。以下哪种方法可能有助于延长相干时间？（）A.提高材料纯度B.优化制备条件C.降低工作温度D.以上都是9、在材料的强化机制中，固溶强化是通过在基体中溶入溶质原子来提高材料强度的。对于铝合金，以下哪种溶质原子的固溶强化效果最显著？（）A.锌B.镁C.铜D.硅10、在研究材料的疲劳裂纹扩展行为时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种关系能够较好地描述这种行为？（）A.线性关系B.抛物线关系C.指数关系D.幂函数关系11、在材料的阻尼性能研究中，以下关于阻尼机制和影响因素的描述，正确的是（）A.内摩擦是材料阻尼的主要来源B.材料的阻尼性能与温度无关C.高分子材料的阻尼性能优于金属材料D.阻尼性能对材料的振动特性没有影响12、在研究金属材料的疲劳性能时，通常会对试样进行循环加载。当加载应力水平较低但循环次数很高时，材料发生疲劳破坏，以下哪种理论能较好地解释这一现象？（）A.位错理论B.滑移理论C.断裂力学理论D.晶体结构理论13、在研究材料的扩散现象时，扩散系数是一个重要的参数。对于间隙扩散和置换扩散，以下关于其扩散系数的描述，正确的是？（）A.间隙扩散系数大于置换扩散系数B.间隙扩散系数小于置换扩散系数C.间隙扩散系数等于置换扩散系数D.两者的扩散系数大小关系取决于温度14、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15、在材料的失效分析中，断裂是一种常见的失效形式。以下关于断裂类型和特征的描述，正确的是（）A.脆性断裂通常伴随着较大的塑性变形B.韧性断裂的断口呈现出河流花样C.疲劳断裂的断口具有明显的疲劳辉纹D.环境断裂与材料的内部结构无关16、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17、对于一种新型的陶瓷基复合材料，其由氧化铝陶瓷基体和碳纤维增强体组成。在高温环境下使用时，发现其性能逐渐下降。以下哪种因素最有可能是造成性能下降的主要原因？（）A.碳纤维氧化B.陶瓷基体晶界滑移C.界面结合强度降低D.热膨胀系数不匹配18、在研究聚合物的流变性能时，发现其在一定剪切速率下表现出非牛顿流体的特征。以下哪种聚合物结构因素可能导致这种现象？（）A.长链支化B.线性结构C.低分子量D.高结晶度19、在分析一种用于骨科植入物的生物材料时，需要考虑其生物活性和力学相容性。以下哪种材料可能最符合要求？（）A.钛合金B.羟基磷灰石C.聚醚醚酮D.以上都不是20、在研究超导材料时，临界温度是一个关键参数。以下关于超导材料临界温度的影响因素的描述，错误的是（）A.材料的化学成分对临界温度有重要影响B.压力增大通常会提高超导材料的临界温度C.杂质的存在会降低超导材料的临界温度D.临界温度与材料的晶体结构无关二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析金属陶瓷材料的组成和性能特点，以及其在刀具和模具等领域的应用。2、（本题5分）深入探讨材料的电性能，包括导电性、介电性、压电性等，分析影响材料电性能的因素，以及在电子器件中的应用和发展趋势。3、（本题5分）详细分析材料在磨损过程中的表面变化和损伤机制，讨论如何通过表面处理和润滑技术来减少磨损，并举例说明在实际工程中的应用。4、（本题5分）详细分析高分子共混物中相容性对性能的影响，探讨提高相容性的方法和手段。5、（本题5分）详细解释材料的磁电阻效应，分析其在磁存储和传感器领域的应用前景和面临的挑战。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某种聚合物的分子量分布如下：分子量为10000的占10%，分子量为20000的占30%，分子量为30000的占40%，分子量为40000的占20%，计算该聚合物的数均分子量和重均分子量。2、（本题5分）一块长方形的铜板，长为40cm，宽为30cm，厚度为1.5mm，铜的热导率为400W/(m·K)，铜板两侧的温差为100°C，计算通过铜板的热流量。3、（本题5分）一个圆锥形的镍合金零件，底面直径为12毫米，高为18毫米，密度为8.9克/立方厘米，计算质量。4、（本题5分）某高分子材料的粘弹性响应可以用Maxwell模型描述，已知弹性模量和粘性系数，计算在给定应力下的应变随时间的变化。5、（本题5分）有一玻璃纤维增强塑料，玻璃纤维的长度为10mm，直径为10μm，纤维体积分数为30%，计算单位体积中玻璃纤维的根数。四、论述题（本大题共3