华北理工大学《工程材料基础》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《工程材料基础》2022-2023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、在陶瓷材料的烧结助剂选择中，需要考虑多个因素。以下关于烧结助剂作用和选择原则的描述，正确的是（）A.烧结助剂可以降低烧结温度，但会降低陶瓷的性能B.烧结助剂的加入量越多，陶瓷的烧结效果越好C.烧结助剂应与陶瓷材料具有良好的化学相容性D.所有的氧化物都可以作为陶瓷的烧结助剂2、在高分子材料的老化过程中，以下哪种因素是导致材料性能下降的主要原因？（）A.光照B.温度C.湿度D.以上都是3、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4、陶瓷材料具有高强度、高硬度和耐高温等优良性能，但同时也存在脆性大的缺点。为了提高陶瓷材料的韧性，以下哪种方法是可行的？（）A.增加陶瓷的孔隙率B.引入玻璃相C.细化晶粒D.降低烧成温度5、材料的导电性取决于其内部的电子结构和晶体缺陷。对于半导体材料，如硅，在掺入适量的杂质后，其导电性会发生显著变化。以下哪种杂质的掺入可以使硅成为N型半导体？（）A.硼B.磷C.铝D.镓6、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7、在研究聚合物的降解行为时，发现其在光照下性能迅速下降。以下哪种添加剂可以有效地提高其光稳定性？（）A.抗氧化剂B.光稳定剂C.增塑剂D.填充剂8、在材料的疲劳性能研究中，疲劳极限是衡量材料抗疲劳能力的重要指标。对于一种铝合金材料，经过多次循环加载实验，确定其疲劳极限为200MPa。如果实际工作应力为150MPa，且应力比为0.2，预计其疲劳寿命大约是多少？（）A.10^5次B.10^6次C.10^7次D.10^8次9、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10、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11、对于泡沫材料，其孔隙率对性能有重要影响。孔隙率增加通常会导致以下哪种结果？（）A.强度增加B.密度减小C.导热性提高D.导电性增强12、在研究材料的辐射损伤时，发现一种材料在高能粒子辐照下性能下降。以下哪种微观缺陷的产生是导致性能下降的主要原因？（）A.空位B.位错环C.间隙原子D.空洞13、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0.3414、对于一种用于锂离子电池的负极材料，要提高其充放电循环性能，以下哪种策略可能最为有效？（）A.构建纳米结构B.表面改性C.优化材料的孔隙率D.以上都是15、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16、金属材料的腐蚀防护方法有很多种，那么常见的腐蚀防护方法有哪些？（）A.涂层保护、阴极保护、阳极保护B.选择耐腐蚀材料、控制环境因素C.加入缓蚀剂、进行表面处理D.以上都是17、在材料的疲劳性能研究中，发现一种材料在经过多次循环加载后发生了疲劳断裂。以下哪种因素对材料的疲劳寿命影响最大？（）A.加载应力幅B.平均应力C.加载频率D.环境温度18、在高分子材料的聚合反应中，逐步聚合和链式聚合的反应机理不同。逐步聚合通常（）A.反应速度快B.分子量分布窄C.单体转化率高D.以上都是19、在研究材料的热稳定性时，热重分析（TGA）是一种常用的测试方法。通过TGA曲线，可以得到材料的失重情况。对于一种聚合物材料，在加热过程中出现两次明显的失重阶段，可能的原因是什么？（）A.分解产生两种不同的气体产物B.存在两种不同的结晶形态C.发生了两次相变D.以上原因均有可能20、在研究金属间化合物的性能时，以下哪种金属间化合物具有良好的高温强度和抗氧化性能？（）A.铝钛化合物B.镍铝化合物C.铁硅化合物D.铜锌化合物二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述材料的储氢材料的分类（如金属氢化物和配位氢化物）和储氢原理。分析储氢材料的性能评价指标和研究进展，并举例说明在氢能领域的应用。2、（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。3、（本题5分）论述形状记忆合金的原理和特点，分析其在工程领域中的应用实例。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一块形状不规则的金属块，质量为2kg，放入装满水的容器中，溢出的水体积为800cm³，计算该金属的密度。2、（本题5分）一块正方形的铝板，边长为15厘米，厚度为2毫米，铝的电导率为3.5×10^7西门子/米，计算电阻。3、（本题5分）有一圆锥形的玻璃灯罩，底面直径为20厘米，高为30厘米，玻璃的密度为2.5克/立方厘米，求灯罩的质量。4、（本题5分）一个圆柱形的玻璃容器，内径为10厘米，高为20厘米，装满水后，水的折射率为1.33，计算光在水中的传播时间。5、（本题5分）已知某种金属材料的硬度为250HBW，一个长方体的金属试样，长为20毫米，宽为15毫米，高为10毫米，用一个100