湖南工业大学《薄膜材料与技术》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖南工业大学《薄膜材料与技术》

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、在材料的力学性能测试中，拉伸试验可以得到材料的屈服强度、抗拉强度等指标。对于一种钢材，其屈服强度为300MPa，抗拉强度为500MPa。在拉伸过程中，当应力达到400MPa时，材料发生了明显的塑性变形。此时，材料的应变大约是多少？（）A.0.05B.0.1C.0.15D.0.22、对于一种用于储能飞轮的复合材料，要提高其能量存储密度，以下哪种设计策略最为关键？（）A.提高转速B.增加飞轮质量C.优化材料的强度和密度D.改进制造工艺3、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4、一种新型的纳米材料在实验中表现出了独特的性能。以下哪种测试方法最适合用于表征其纳米尺度的结构和形貌？（）A.扫描电子显微镜（SEM）B.透射电子显微镜（TEM）C.原子力显微镜（AFM）D.X射线衍射（XRD）5、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6、在电子材料领域，半导体材料的导电性能对器件性能起着关键作用。以下哪种半导体材料的禁带宽度较大？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟7、超导材料的临界电流密度是衡量其承载电流能力的重要参数。对于高温超导带材，以下哪种方法可以提高其临界电流密度？（）A.增加超导层厚度B.优化制备工艺C.提高磁场强度D.降低工作温度8、在材料的加工过程中，经常会用到冷加工和热加工两种方法。如果对一种金属进行冷加工，以下哪种性能的变化最为显著？（）A.强度B.塑性C.韧性D.导电性9、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是12，而体心立方晶格的原子配位数是8。以下关于这两种晶格结构特点的描述，正确的是（）A.面心立方晶格的致密度高于体心立方晶格B.体心立方晶格的塑性优于面心立方晶格C.面心立方晶格的硬度大于体心立方晶格D.体心立方晶格的熔点高于面心立方晶格10、对于磁性材料，其磁滞回线的形状反映了材料的磁性能。以下哪种磁滞回线对应的材料具有较好的磁存储性能？（）A.矩形磁滞回线B.椭圆形磁滞回线C.直线型磁滞回线D.闭合型磁滞回线11、在研究聚合物的粘弹性行为时，发现材料在不同的加载时间和温度下表现出不同的力学响应。以下哪种模型最常用于描述聚合物的粘弹性？（）A.胡克定律B.麦克斯韦模型C.开尔文模型D.广义麦克斯韦模型12、在金属材料的疲劳裂纹扩展过程中，以下关于裂纹扩展速率和影响因素的描述，正确的是（）A.裂纹扩展速率与应力强度因子成正比B.材料的韧性越好，裂纹扩展速率越快C.环境湿度对裂纹扩展速率没有影响D.裂纹扩展速率与加载频率无关13、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14、在研究金属的腐蚀行为时，发现一种金属在特定环境中表面形成了一层致密的氧化膜，从而有效地阻止了进一步的腐蚀。以下哪种金属的氧化膜具有这种良好的保护作用？（）A.铝B.铁C.铜D.锌15、在陶瓷材料的晶界工程中，以下关于晶界性质和作用的描述，正确的是（）A.晶界是陶瓷材料中的薄弱环节B.晶界可以提高陶瓷材料的导电性C.晶界对陶瓷材料的强度没有影响D.晶界的存在总是不利于陶瓷材料的性能16、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17、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18、在研究材料的耐磨损性能时，以下哪种磨损机制通常在高载荷和高速度下发生？（）A.粘着磨损B.磨粒磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损19、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20、在材料的疲劳测试中，发现一种材料在经过一定次数的循环载荷后发生断裂。以下哪种因素对材料的疲劳寿命影响最大？（）A.平均应力B.应力幅C.加载频率D.环境温度二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述材料的热障涂层的工作原理和性能要求，分析热障涂层的材料选择和制备技术，以及在航空发动机等高温部件中的应用。2、（本题5分）详细阐述材料的失效分析方法和步骤，包括外观检查、断口分析、成分分析等，分析如何通过失效分析找出材料失效的原因和预防措施。3、（本题5分）请详细阐述金属材料的强化机制，包括固溶强化、细晶强化、加工硬化和第二相强化，并分别说明其强化原理和应用场景。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一块塑料板，长60cm，宽40cm，厚8mm，材料的密度为1.2g/cm³，比热容为1800J/(kg·K)，从30℃加热到100℃，计算所需热量。2、（本题5分）已知一种陶瓷材料的硬度为1500HV，压头为四棱锥，试验力为500gf，计算压痕对角线的长度。3、（本题5分）某种磁性材料的矫顽力为1000Oe，样品的横截面积为2cm²，计算使样品退磁所需的反向磁场强度。4、（本题5分）一种纤维增强复合材料，纤维的强度为2000兆帕，基体的强度为500兆帕，纤维体积分数为50%，计算该复合材料的强度。5、（本题5分）一块边长为20mm的正方体磁性材料，在垂直于某一表面的方向上施加1000A/m的磁场，测得磁通为0.002