中国矿业大学（北京）《材料专题》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《材料专题》2023-2024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、对于半导体材料，其导电性能主要取决于载流子的浓度和迁移率。已知一种新型半导体材料在低温下导电性能较差，但随着温度升高导电性能迅速提高。以下哪种因素最可能是导致这种现象的主要原因？（）A.施主杂质浓度增加B.受主杂质浓度增加C.本征激发增强D.晶格散射减弱2、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3、在分析材料的声学性能时，发现一种材料具有良好的隔音效果。以下哪种因素对其隔音性能的贡献最大？（）A.材料的密度B.材料的弹性模量C.材料的内部孔隙结构D.材料的表面粗糙度4、对于一种泡沫材料，其密度较低但具有一定的强度和隔热性能。以下哪种发泡方法最有可能制备出这种材料？（）A.化学发泡B.物理发泡C.机械发泡D.以上方法均可5、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6、对于非晶态材料，其结构特点决定了其性能。以下关于非晶态材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.不存在长程有序和短程有序B.存在短程有序但不存在长程有序C.存在长程有序但不存在短程有序D.长程有序和短程有序都存在，但程度较低7、在金属材料的冷加工过程中，以下关于冷加工变形机制和影响的描述，正确的是（）A.冷加工主要通过位错滑移实现B.冷加工会提高金属的塑性C.冷加工不会改变金属的晶体结构D.冷加工对金属的硬度没有影响8、对于一种光学玻璃材料，要降低其折射率，以下哪种成分的调整可能有效？（）A.增加碱金属氧化物含量B.增加二氧化硅含量C.增加重金属氧化物含量D.增加氟化物含量9、在分析陶瓷材料的断裂韧性时，发现其裂纹扩展方式对韧性有很大影响。以下哪种裂纹扩展方式通常会导致较高的断裂韧性？（）A.沿晶断裂B.穿晶断裂C.混合断裂D.解理断裂10、对于一种磁性陶瓷材料，要提高其饱和磁化强度，以下哪种方法可能有效？（）A.优化成分B.控制烧结温度C.进行磁场处理D.以上都有可能11、一种高分子材料在加工过程中出现了熔体破裂现象。以下哪种因素最有可能导致这种现象的发生？（）A.加工温度过高B.剪切速率过大C.分子量分布过宽D.添加剂含量过高12、高分子材料的老化是指材料在使用过程中性能逐渐下降的现象，那么高分子材料老化的主要原因有哪些？（）A.光氧化、热氧化、化学腐蚀B.机械应力、辐射、微生物作用C.湿度、温度、氧气D.以上都是13、一种新型的碳材料在能源领域有潜在应用。以下哪种碳材料可能具有较高的比容量？（）A.石墨烯B.碳纤维C.活性炭D.碳纳米管14、在研究陶瓷材料的电击穿性能时，发现击穿场强与陶瓷的气孔率有关。气孔率越高，击穿场强通常会（）A.升高B.降低C.不变D.先降低后升高15、在磁性材料中，根据磁化特性的不同可以分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料通常具有（）A.高矫顽力和高剩磁B.低矫顽力和低剩磁C.高矫顽力和低剩磁D.低矫顽力和高剩磁16、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17、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.0.218、在材料的疲劳试验中，通常采用应力控制或应变控制的加载方式。对于低周疲劳试验，一般采用哪种加载方式？（）A.应力控制B.应变控制C.应力和应变同时控制D.随机控制19、在研究材料的摩擦磨损性能时，发现润滑剂的使用能够显著降低磨损。以下哪种润滑剂的作用机制主要是形成油膜隔离？（）A.固体润滑剂B.液体润滑剂C.气体润滑剂D.半固体润滑剂20、研究一种磁性材料，其磁性能在不同温度下有明显变化。当温度升高到居里温度时，磁性材料会发生以下哪种转变？（）A.从铁磁性转变为顺磁性B.从顺磁性转变为抗磁性C.从铁磁性转变为反铁磁性D.磁性消失二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明材料的力学性能测试中的拉伸试验，包括试验原理、设备、试样制备和数据处理，分析拉伸曲线所反映的材料性能。2、（本题5分）分析高分子电解质材料的分类和性能特点，以及在电池和燃料电池中的应用。3、（本题5分）解释什么是材料的扩散，论述扩散的机制和影响扩散的因素，分析扩散在材料加工和性能改善中的作用。4、（本题5分）解释材料的扩散现象和扩散机制（如间隙扩散和置换扩散）。分析影响扩散系数的因素，并举例说明扩散在材料加工和性能改善中的作用。5、（本题5分）论述材料的硬度测试方法，包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等，比较它们的特点和适用范围。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个哑铃形的塑料零件，中间圆柱部分直径为4厘米，长度为10厘米，两端球体半径为3厘米，塑料的密度为1.0克/立方厘米，计算这个零件的质量。2、（本题5分）一种超导材料的临界电流密度为10^6安培/平方厘米，样品的横截面积为0.1平方厘米，计算临界电流。3、（本题5分）一块正方形的碳纤维复合材料板，边长为30cm，碳纤维的体积分数为70%，碳纤维的拉伸强度为4000MPa，基体的拉伸强度为1000MPa，计算板的拉伸强度。4、（本题5分）一种磁性材料的饱和磁化强度为1000安培/米，样品的体积为0.01立方米，计算样品的饱和磁矩。5、（本题5分）一块平行四边形的铜板，底为10厘米，高为6厘米，厚度为1毫米，铜的热导率为400瓦/（米·开尔文），两侧温差为100℃，计算热流量。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨材料的热分析技术，包括差热分析、热重分析和差示扫描量热分析等，分析热分析曲线的特征和解读方法，论述热分析技术在材料相变研究、热稳定性评估和成分分析中的应用和发展。2