中国矿业大学（北京）《功能材料与表面工程》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页中国矿业大学（北京）《功能材料与表面工程》

2022-2023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15个小题，每小题1分，共15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、一种高分子共混物在性能上优于其组成的单一聚合物。以下哪种因素对共混物性能的改善起到了关键作用？（）A.相容性B.分子量C.分子链结构D.结晶度2、对于玻璃材料，其结构特点决定了其性能。以下关于玻璃材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.长程有序，短程无序B.长程无序，短程有序C.长程和短程均有序D.长程和短程均无序3、复合材料的界面对于其性能有着重要影响。对于纤维增强复合材料，良好的界面结合应该具备哪些特点？（）A.高强度、高韧性、低残余应力B.低强度、高韧性、高残余应力C.高强度、低韧性、高残余应力D.低强度、低韧性、低残余应力4、在材料的无损检测技术中，超声波检测具有广泛的应用。以下关于超声波检测原理和适用范围的描述，正确的是（）A.超声波检测可以检测材料内部的微小缺陷B.超声波在材料中的传播速度与材料的密度无关C.超声波检测只能用于金属材料D.超声波检测对操作人员的技术要求不高5、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6、高分子材料的分子量及其分布对其性能有着重要影响。对于聚苯乙烯（PS）这种高分子材料，分子量分布较宽时，其力学性能会发生怎样的变化？（）A.强度增加，韧性降低B.强度降低，韧性增加C.强度和韧性都增加D.强度和韧性都降低7、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8、材料的光学性能在许多领域都有重要应用。对于半导体材料的光吸收特性，以下说法正确的是（）A.本征吸收发生在光子能量小于禁带宽度时B.杂质吸收对半导体材料的光电性能没有影响C.直接跃迁的光吸收系数大于间接跃迁D.光吸收与半导体材料的晶体结构无关9、在研究超导材料时，临界温度是一个关键参数。以下关于超导材料临界温度的影响因素的描述，错误的是（）A.材料的化学成分对临界温度有重要影响B.压力增大通常会提高超导材料的临界温度C.杂质的存在会降低超导材料的临界温度D.临界温度与材料的晶体结构无关10、对于高分子材料，其玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的性能指标。已知某种聚合物在较低温度下呈现脆性，随着温度升高逐渐变得柔韧。当温度升高到一定值时，材料的性能发生显著变化，这个转变温度通常被称为玻璃化转变温度。在以下哪种测试方法中最容易准确测定该聚合物的Tg？（）A.热重分析（TGA）B.差示扫描量热法（DSC）C.动态力学分析（DMA）D.红外光谱分析（IR）11、在研究聚合物的结晶行为时，发现一种聚合物在特定条件下可以形成完善的晶体结构，而在其他条件下则形成半结晶或无定形结构。以下哪种因素对聚合物的结晶度影响最为显著？（）A.冷却速率B.分子量分布C.分子链结构D.添加剂的种类和含量12、在陶瓷材料的微波烧结技术中，以下关于微波烧结特点和优势的描述，正确的是（）A.微波烧结可以实现均匀加热，但烧结速度慢B.微波烧结适用于所有类型的陶瓷材料C.微波烧结能够降低能耗和提高产品质量D.微波烧结对设备要求不高13、在金属材料的强化机制中，通过细化晶粒来提高强度的方法被广泛应用。以下哪种工艺能够有效地细化金属材料的晶粒？（）A.淬火B.退火C.冷加工D.正火14、在超导材料的研究中，临界温度是一个关键参数。当温度低于临界温度时，材料的电阻（）A.急剧增大B.保持不变C.逐渐减小D.降为零15、在金属材料的冷加工过程中，以下哪种现象会导致材料的强度增加而塑性降低？（）A.回复B.再结晶C.加工硬化D.相变二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）比较金属材料的铸造、锻造和焊接等加工方法的优缺点。结合具体零件，说明如何选择合适的加工方法以满足性能要求。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）解释什么是高分子材料的粘弹性，描述其在不同条件下的表现，并举例说明粘弹性在高分子材料应用中的影响。4、（本题5分）论述金属基复合材料的制备方法和性能优势，分析其在航空航天领域的应用前景。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述金属间化合物的制备工艺和强化机制，以及在高温结构材料和耐磨材料中的应用前景和限制。2、（本题5分）详细论述材料的光热转换性能和太阳能利用，研究光热转换材料的工作原理和性能评价，分析影响光热转换效率的因素，探讨在太阳能热水器和光热发电中的应用。3、（本题5分）深入探讨先进陶瓷材料的发展现状和趋势，研究结构陶瓷和功能陶瓷的最新研究成果和应用前景，以及面临的技术挑战。4、（本题5分）全面论述材料的超导性能与应用，解释超导现象的物理原理，分析高温超导材料和低温超导材料的特点及在能源、交通等领域的应用前景。5、（本题5分）详细论述材料的断裂韧性的测试方法和评价指标，分析影响材料断裂韧性的因素，如微观组织、裂纹尺寸等，并探讨在工程结构中的应用。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一块长度为500mm的金属丝，电阻随温度的变化关系为R=R₀(1+αΔT)，其中R₀=10Ω，α=0.004/°C，温度从20°C升高到100°C，计算电阻的变化量。2、（本题10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。3、（本题10分）某种复合材