集宁师范学院《新能源材料设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《新能源材料设计》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、在材料的失效分析中，断裂是一种常见的失效形式。对于脆性断裂和韧性断裂，以下关于其断口特征的描述，正确的是？（）A.脆性断裂断口平齐，韧性断裂断口粗糙B.脆性断裂断口粗糙，韧性断裂断口平齐C.脆性断裂和韧性断裂断口都平齐D.脆性断裂和韧性断裂断口都粗糙2、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3、在考察一种用于储氢的金属材料时，发现其储氢容量较低。以下哪种方法可以有效地提高储氢容量？（）A.形成合金B.纳米化处理C.引入催化活性位点D.以上都是4、材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时尺寸的变化率，那么影响材料热膨胀系数的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度范围、加热速率C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是5、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.降为零6、在研究一种用于光学存储的相变材料时，发现其相变速度较慢。以下哪种方法可以加快相变速度？（）A.减小材料颗粒尺寸B.引入掺杂元素C.优化薄膜制备工艺D.以上都是7、材料的导热性能对于热管理和散热应用非常重要。以下关于材料导热系数的影响因素的描述，错误的是（）A.材料的晶体结构对导热系数有显著影响B.材料中的杂质会降低导热系数C.温度升高，材料的导热系数总是增大D.孔隙率增加，材料的导热系数减小8、在陶瓷材料的压电性能研究中，以下关于压电效应原理和应用的描述，正确的是（）A.压电效应是由于材料的极化引起B.所有陶瓷材料都具有压电性能C.压电陶瓷主要用于制造压力传感器D.压电性能与材料的化学成分无关9、在研究金属材料的再结晶行为时，发现以下哪种因素会促进再结晶的进行？（）A.变形程度增加B.变形温度升高C.杂质含量增加D.冷却速度加快10、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11、在分析一种用于超级电容器的电极材料时，发现其比电容较低。以下哪种改进方法可能有助于提高比电容？（）A.增加活性物质的负载量B.优化电极的孔隙结构C.提高电极的导电性D.以上都是12、一种新型的电致变色材料在电场作用下能够实现颜色的可逆变化。以下哪种材料类别最有可能具有这种性能？（）A.过渡金属氧化物B.有机聚合物C.无机化合物D.以上均有可能13、对于一种磁性薄膜材料，要提高其磁存储密度，以下哪种方法可能有效？（）A.减小薄膜厚度B.优化磁畴结构C.提高矫顽力D.以上都有可能14、对于一种用于传感器的压电材料，要提高其灵敏度，以下哪种方法最为有效？（）A.选择具有更高压电系数的材料B.优化晶体取向C.减小材料的尺寸D.以上都是15、一种新型的复合材料在航空航天领域有潜在应用。为了满足轻量化要求，应重点关注以下哪种性能指标？（）A.强度-重量比B.硬度-重量比C.弹性模量-重量比D.韧性-重量比16、在研究材料的抗蠕变性能时，发现以下哪种强化机制对提高抗蠕变能力效果显著？（）A.固溶强化B.沉淀强化C.细晶强化D.加工硬化17、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18、在研究聚合物的粘弹性行为时，发现材料在不同的加载时间和温度下表现出不同的力学响应。以下哪种模型最常用于描述聚合物的粘弹性？（）A.胡克定律B.麦克斯韦模型C.开尔文模型D.广义麦克斯韦模型19、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20、金属间化合物具有独特的性能和结构。对于TiAl这种金属间化合物，其主要的应用领域是？（）A.航空航天B.电子通讯C.医疗器械D.日常生活用品二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明功能梯度金属材料的性能特点和制备工艺，分析其在机械工程中的应用。2、（本题5分）分析高分子材料的熔体流动特性，以及其对高分子材料加工成型的影响。3、（本题5分）详细说明高温陶瓷材料的种类和性能特点，分析其在高温炉窑等领域的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）已知一种半导体材料的禁带宽度为2.0eV，计算该材料吸收光的波长上限。2、（本题5分）一混凝土构件，截面尺寸为25cm×35cm，长度为4m，混凝土的抗压强度为25MPa，计算构件能承受的最大压力。3、（本题5分）有一圆柱形的陶瓷电阻，底面半径为3mm，高度为15mm，陶瓷的电阻率为1×10⁹Ω·m，计算电阻值。4、（本题5分）一长方体形状的玻璃块，长为15cm，宽为8cm，高为6cm，折射率为1.6，一束光线从一个面垂直入射，从相对面射出，计算光线在玻璃中的传播时间。5、（本题5分）某种陶瓷基复合材料的导热系数为15W/(m·K)，一块长20厘米，宽15厘米，厚3厘米的板材，两侧温差为50℃，计算通过板材的热流量。四、论述题（本大题