吉首大学《半导体物理与器件》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《半导体物理与器件》2021-2022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、在考察材料的阻尼性能时，发现一种材料具有较高的阻尼系数。以下哪种微观机制对其阻尼性能的贡献最大？（）A.位错运动B.晶界滑移C.分子链内摩擦D.界面摩擦2、在材料的电学性能中，材料的导电性可以分为导体、半导体和绝缘体，那么半导体材料的主要特点是什么？（）A.导电性介于导体和绝缘体之间B.具有特定的能带结构C.可以通过掺杂改变导电性D.以上都是3、在分析材料的摩擦磨损性能时，发现表面粗糙度对磨损率有重要影响。一般来说，表面粗糙度越大，磨损率（）A.越高B.越低C.不变D.先升高后降低4、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5、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6、一种纳米材料在制备过程中容易团聚。为了减少团聚现象，可以采用以下哪种方法？（）A.降低反应温度B.增加分散剂C.提高搅拌速度D.以上都可以7、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8、金属材料的热处理工艺可以改善其性能，那么不同的热处理工艺对金属材料的组织和性能有哪些影响？（）A.淬火提高硬度、回火消除应力、正火改善组织B.退火降低硬度、淬火增加韧性、回火提高强度C.正火细化晶粒、淬火增加塑性、回火降低脆性D.以上都不是9、对于聚合物材料，其分子量分布对材料性能有较大影响。较宽的分子量分布通常会导致以下哪种结果？（）A.材料强度增加B.材料韧性增加C.材料加工性能变好D.材料耐热性提高10、对于金属材料，常见的晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方，其中哪种结构的金属具有较高的塑性？（）A.面心立方B.体心立方C.密排六方D.以上三种结构塑性相同11、在高分子材料的溶解过程中，溶剂的选择非常重要。以下关于溶剂选择原则的描述，错误的是（）A.溶剂的极性应与高分子材料的极性相似B.溶剂的溶解度参数应与高分子材料接近C.溶剂的挥发性对溶解过程没有影响D.溶剂应具有良好的化学稳定性12、一种新型的纤维增强复合材料在拉伸过程中表现出非线性的应力-应变关系。以下哪种因素可能是导致这种现象的原因？（）A.纤维断裂B.基体开裂C.界面脱粘D.以上都有可能13、对于一种用于燃料电池的质子交换膜材料，以下哪种性能指标对其性能的影响最为关键？（）A.质子传导率B.化学稳定性C.机械强度D.气体渗透性14、在研究金属材料的再结晶过程时，发现再结晶温度与变形程度有关。变形程度越大，再结晶温度通常会（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低15、在材料的表面处理技术中，电镀可以提高材料的表面性能。对于钢铁材料的电镀，以下哪种金属镀层的耐腐蚀性最好？（）A.锌B.铜C.镍D.铬16、对于一种光学晶体材料，要提高其光学均匀性，以下哪种方法可能有效？（）A.优化生长工艺B.进行退火处理C.控制杂质含量D.以上都有可能17、对于一种耐磨涂层材料，要提高其与基体的结合强度，以下哪种方法较为有效？（）A.增加涂层厚度B.进行预处理C.优化涂层成分D.以上都可以18、在研究材料的光学性能时，折射率是一个重要参数。对于透明材料，折射率越大，其以下哪种性能越好？（）A.透光性B.反射性C.散射性D.吸收性19、对于一种聚合物材料，在不同的溶剂中表现出不同的溶解性。以下哪种因素对聚合物的溶解性影响最大？（）A.聚合物的分子量B.溶剂的极性C.聚合物的结晶度D.温度20、在研究材料的热电性能时，发现一种材料具有较高的热电优值。以下哪种因素对提高热电优值最为关键？（）A.降低热导率B.提高电导率C.增加Seebeck系数D.同时优化热导率、电导率和Seebeck系数二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明材料的相图及其在材料研究和工程中的作用。以二元相图为例，分析相图中的相变规律和组织形成过程，并举例说明根据相图进行材料设计和工艺制定。2、（本题5分）阐述材料的防辐射材料的分类（如金属、陶瓷和高分子）和防护机制。分析防辐射材料的性能要求和研究进展，并举例说明在核工业和医疗领域的应用。3、（本题5分）详细说明陶瓷基复合材料的性能特点和应用领域，分析其与传统陶瓷材料的区别，以及在制备和使用中面临的问题。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一形状复杂的铸铁零件，体积为800cm³，密度为7.2g/cm³，计算该零件的质量。若要对其进行表面渗碳处理，渗碳层厚度要求达到2mm，渗碳剂的消耗速率为0.5g/cm²·h，计算渗碳处理所需的时间。2、（本题5分）一圆柱形的钛合金棒，直径为60mm，长度为1.2m，承受轴向拉力为1500kN，钛合金的屈服强度为1200MPa，计算棒的伸长量。3、（本题5分）已知一种金属的晶格类型为面心立方，原子量为60g/mol，晶格常数为0.4nm，计算该金属的理论密度。4、（本题5分）某合金的抗拉强度为600兆帕，试样在拉伸实验中断裂时的横截面积为150平方毫米，计算断裂时的拉伸力是多少牛顿？5、（本题5分）某种陶瓷材料的断裂韧性为5MPa·m^(1/2)，一个带有预制裂纹的矩形陶瓷试样，宽度为20毫米，厚度为4毫米，裂纹长度为5毫米，计算试样断裂时所需要的应力。四、论述