湖南应用技术学院《新材料科学概论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《新材料科学概论》2023-2024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、一种新型的储氢材料在实验中表现出了较高的储氢容量。以下哪种材料体系最有可能具有这种性能？（）A.金属氢化物B.碳纳米管C.金属有机框架（MOF）D.以上均有可能2、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3、对于半导体材料，其导电性能介于导体和绝缘体之间。以下哪种半导体材料常用于集成电路制造？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟4、金属间化合物具有独特的性能和结构。以下关于金属间化合物特点和应用的描述，正确的是（）A.金属间化合物的塑性通常较好B.金属间化合物的硬度低于纯金属C.金属间化合物可用于高温结构材料D.金属间化合物在常温下容易加工成型5、材料的磁性是其重要的物理性能之一。对于铁磁性材料，以下描述正确的是（）A.铁磁性材料在居里温度以上会转变为顺磁性B.铁磁性材料的磁化强度与外加磁场强度成正比C.铁磁性材料的磁导率是一个常数D.所有金属都是铁磁性材料6、在研究材料的磁致伸缩性能时，以下哪种材料具有较大的磁致伸缩系数？（）A.铁B.钴C.镍D.稀土合金7、在研究聚合物的降解行为时，发现一种聚合物在特定环境中容易发生水解。以下哪种聚合物结构特征最容易导致水解降解？（）A.酯键B.醚键C.酰胺键D.双键8、在材料的腐蚀过程中，电化学腐蚀是一种常见的形式。以下关于电化学腐蚀的条件和特点的描述，正确的是（）A.电化学腐蚀只有在电解质溶液存在时才会发生B.金属在干燥空气中不会发生电化学腐蚀C.电化学腐蚀的速度与金属的电极电位无关D.电化学腐蚀是一种均匀的腐蚀过程9、材料的声学性能包括吸音、隔音等，那么影响材料声学性能的主要因素有哪些？（）A.材料的密度、孔隙率、弹性模量B.材料的厚度、形状、表面状态C.声波的频率、波长、入射角度D.以上都是10、在分析材料的电性能时，发现以下哪种材料的电阻率随温度变化最显著？（）A.金属B.半导体C.绝缘体D.超导体11、对于磁性材料，其磁滞回线的形状和大小反映了材料的磁性能。以下哪种磁滞回线特征表示材料具有较好的磁存储能力？（）A.狭窄的回线B.宽大的回线C.矩形的回线D.不规则的回线12、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13、在研究材料的阻尼性能时，发现一种高分子材料在玻璃化转变温度附近阻尼性能显著提高。这是因为在该温度附近（）A.分子链运动加剧B.自由体积增加C.内摩擦增大D.以上都是14、高分子材料的降解是一个重要的问题。对于可生物降解的高分子材料，其降解机制主要包括哪些？（）A.水解、氧化、酶解B.热分解、光分解、化学分解C.物理老化、化学老化、生物老化D.结晶、取向、交联15、一种高分子材料在溶剂中的溶解性较差。为了改善其溶解性，可以采取以下哪种方法？（）A.增加分子量B.引入极性基团C.提高结晶度D.减少支链16、陶瓷材料通常具有高强度、高硬度和耐高温的特性。在陶瓷材料的制备过程中，烧结是一个关键步骤。下列关于陶瓷材料烧结过程的描述，正确的是（）A.烧结过程中，颗粒之间通过物质迁移实现致密化B.提高烧结温度总是能提高陶瓷材料的性能C.延长烧结时间对陶瓷材料的性能没有影响D.烧结过程中不会发生化学反应17、在材料的表面改性技术中，离子注入可以改变材料表面的性能。对于金属材料表面的离子注入，以下哪种离子的注入可以提高其耐磨性？（）A.氮离子B.氧离子C.氢离子D.钠离子18、一种高温合金在长时间高温服役后性能下降。以下哪种微观组织变化最有可能是导致性能下降的主要原因？（）A.晶粒长大B.相析出C.位错密度降低D.元素扩散19、在分析一种用于航天器热防护的隔热材料时，发现其隔热效果不理想。以下哪种因素最有可能是造成这种情况的原因？（）A.材料的热导率较高B.隔热层厚度不足C.材料的热稳定性差D.以上都是20、在考察一种用于防弹头盔的复合材料时，发现其抗冲击性能有待提高。以下哪种增强方式可能最为有效？（）A.增加纤维层数B.改变纤维编织方式C.优化树脂基体D.以上都是二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明材料的智能材料的概念和分类（如形状记忆材料、压电材料和磁致伸缩材料）。分析智能材料的性能特点和应用领域，并探讨其在未来科技中的发展前景。2、（本题5分）阐述超导材料临界磁场的影响因素，讨论在实际应用中如何提高超导材料在高磁场下的性能。3、（本题5分）详细阐述在研究材料的微纳加工技术时，如何实现高精度和高分辨率的材料结构制备。4、（本题5分）分析陶瓷材料的烧结过程及其影响因素，说明如何通过控制烧结工艺来优化陶瓷材料的性能。5、（本题5分）详细阐述材料的热障涂层的性能要求和制备方法，分析热障涂层在航空发动机和燃气轮机中的应用和面临的问题。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个圆柱形的钛合金管，外径为25毫米，内径为20毫米，长度为1.5米，密度为4.5克/立方厘米，计算质量。2、（本题5分）已知一种聚合物的结晶度为60%，完全结晶时的密度为1.0g/cm³，非晶态时的密度为0.9g/cm³，计算该聚合物的密度。3、（本题5分）一块矩形的钛板，长150厘米，宽100厘米，厚10毫米，钛的密度为4.5克/立方厘米，计算钛板的质量。4、（本题5分）一种复合材料由两种材料组成，材料A的热导率为50瓦/（米·开尔文），体积分数为30%，材料B的热导率为20瓦/（米·开尔文），体积分数为70%，计算该复合材料的热导率。5、（本题5分）一种复合材料由两种材料组成，材料A的弹性模量为100吉帕，体积分数为40%，材料B的弹性模量为50吉帕，体积分数为60%，计算该复合材料的弹性模量。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述材料的冲击性能和冲击试验方法，分析冲击过程中的能量吸收和破坏机制，论述材料的韧性和脆性转变