湖北汽车工业学院《新能源材料与器件导论》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《新能源材料与器件导论》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、对于一种用于防弹衣的纤维增强复合材料，要提高其防弹性能，以下哪种措施最为重要？（）A.增加纤维的强度B.提高纤维的含量C.优化纤维的排列方式D.改善基体的性能2、在纳米材料的研究中，纳米粒子的尺寸效应对材料性能有重要影响。当纳米粒子尺寸减小到一定程度时，以下哪种性能会发生显著变化？（）A.光学性能B.电学性能C.磁学性能D.以上都是3、纳米材料的制备方法有多种，如物理气相沉积、化学气相沉积等。对于制备纳米金属粉末，以下哪种方法更常用？（）A.物理气相沉积B.化学气相沉积C.溶胶-凝胶法D.机械球磨法4、在研究一种用于核反应堆的结构材料时，需要考虑其在辐射环境下的性能变化。以下哪种辐射损伤机制对材料性能的削弱作用最为严重？（）A.原子移位B.氦泡形成C.空位聚集D.裂变产物沉积5、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6、在研究金属材料的热处理过程中，淬火是一种常用的工艺。以下关于淬火工艺和其对金属性能影响的描述，正确的是（）A.淬火可以提高金属材料的硬度和强度B.所有金属材料都适合进行淬火处理C.淬火速度越慢，金属材料的性能越好D.淬火不会改变金属材料的组织结构7、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8、陶瓷材料的断裂韧性通常较低，那么提高陶瓷材料断裂韧性的方法有哪些？（）A.纤维增韧、晶须增韧、相变增韧B.表面处理、化学强化、热处理C.控制晶粒尺寸、优化烧结工艺D.以上都是9、材料的热稳定性是指材料在高温下保持性能稳定的能力，那么影响材料热稳定性的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.加热速率、保温时间、冷却方式C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是10、对于一种磁性半导体材料，其同时具有磁性和半导体特性。以下哪种材料最有可能属于磁性半导体？（）A.氧化锌B.砷化镓C.硫化亚铁D.碲化铬11、在研究材料的光学透明性时，以下哪种因素会导致材料的透明度降低？（）A.内部缺陷B.结晶度增加C.杂质含量增多D.以上都是12、在陶瓷材料的离子导电性能研究中，以下哪种陶瓷具有较高的离子电导率？（）A.氧化锆B.氧化铝C.氧化镁D.氧化钙13、在研究磁性材料的磁滞回线时，以下关于磁滞回线特征和应用的描述，正确的是（）A.磁滞回线的面积越大，磁性材料的磁损耗越小B.软磁材料的磁滞回线狭窄C.磁滞回线可以用于评估磁性材料的存储性能D.磁滞回线与磁性材料的居里温度无关14、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15、在研究材料的疲劳性能时，疲劳极限是一个重要的指标。以下关于疲劳极限的描述，错误的是（）A.材料的疲劳极限是指在无限次循环加载下不发生疲劳破坏的最大应力B.表面粗糙度对材料的疲劳极限没有影响C.提高材料的强度可以提高其疲劳极限D.材料的疲劳极限与加载频率无关16、功能陶瓷材料具有多种特殊的功能，如压电陶瓷、热敏陶瓷等。对于压电陶瓷，其主要的功能特点是什么？（）A.能够将压力转化为电能B.电阻随温度变化而显著变化C.具有高的介电常数D.硬度高、耐磨性好17、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18、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19、在分析一种新型的生物医用材料时，需要考虑其与生物体的相容性。以下哪种材料特性对生物相容性的影响最为关键？（）A.表面化学性质B.力学性能C.降解速率D.电导率20、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.以上都不是二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释材料的阻尼性能，分析影响阻尼性能的因素，以及如何提高材料的阻尼效果。2、（本题5分）解释金属材料的氢脆现象，探讨氢脆产生的条件和预防措施。3、（本题5分）详细说明材料的疲劳裂纹扩展规律，包括Paris公式和疲劳门槛值，分析影响疲劳裂纹扩展速率的因素及在结构寿命预测中的应用。4、（本题5分）深入探讨材料的光电性能，包括光电转换效率、光响应特性等，分析影响光电性能的因素，以及在太阳能电池和光电探测器中的应用。5、（本题5分）全面分析材料的摩擦磨损性能，包括磨损类型、摩擦系数等，讨论影响摩擦磨损的因素，以及如何选择合适的材料来降低摩擦磨损。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某聚合物的玻璃化转变温度为80℃，从100℃迅速冷却到0℃，计算冷却速率。2、（本题5分）一种半导体材料的载流子迁移率为1000平方厘米/（伏·秒），电场强度为50伏/厘米，计算电流密度。3、（本题5分）已知一种金属的原子半径为0.16nm，晶体结构为简单立方，计算其晶格常数。4、（本题5分）有一光纤，纤芯折射率为1.5，包层折射率为1.45，计算该光纤的数值孔径。5、（本题5分）一种金属的屈服强度为300MPa，拉伸试样的直径为10毫米，计算试样屈服时的载荷。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述材料的量子点的性质和应用，研究其光学、电学特性