陕西理工大学《计算材料学基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《计算材料学基础》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、在材料的阻尼性能研究中，以下关于阻尼机制和影响因素的描述，正确的是（）A.内摩擦是材料阻尼的主要来源B.材料的阻尼性能与温度无关C.高分子材料的阻尼性能优于金属材料D.阻尼性能对材料的振动特性没有影响2、在陶瓷材料的性能测试中，抗弯强度是一个重要指标。以下哪种测试方法常用于测定陶瓷材料的抗弯强度？（）A.三点弯曲法B.拉伸试验C.压缩试验D.冲击试验3、在材料的疲劳测试中，发现一种材料在经过一定次数的循环载荷后发生断裂。以下哪种因素对材料的疲劳寿命影响最大？（）A.平均应力B.应力幅C.加载频率D.环境温度4、对于一种用于航空发动机涡轮叶片的单晶高温合金，以下哪种晶体取向的高温性能最优？（）A.B.C.D.随机取向5、对于一种形状记忆合金，其能够在加热时恢复到原始形状。以下哪种相变过程是实现形状记忆效应的关键？（）A.马氏体相变B.奥氏体相变C.珠光体相变D.贝氏体相变6、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7、在分析材料的抗疲劳性能时，发现以下哪种因素对疲劳裂纹萌生的影响最大？（）A.表面粗糙度B.材料强度C.应力集中D.工作环境8、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9、在材料的腐蚀类型中，缝隙腐蚀是一种局部腐蚀形式。对于不锈钢在海水环境中的应用，以下哪种情况容易发生缝隙腐蚀？（）A.表面光滑无缝隙B.存在微小的缝隙和狭窄的空间C.大面积接触海水D.处于流动的海水中10、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11、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12、高分子材料的玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的参数。对于聚苯乙烯（PS），以下哪种方法可以提高其玻璃化转变温度？（）A.增加分子量B.加入增塑剂C.提高结晶度D.降低分子量13、对于一种泡沫金属材料，要提高其孔隙率，以下哪种制备工艺参数需要调整？（）A.发泡剂含量B.发泡温度C.凝固速度D.以上都需要14、在研究材料的电学性能时，电导率反映了材料的导电能力。以下哪种因素会导致金属材料的电导率降低？（）A.温度升高B.杂质含量增加C.冷加工D.以上都是15、在分析材料的光学反射性能时，发现以下哪种表面处理可以提高反射率？（）A.抛光B.镀膜C.蚀刻D.氧化16、在研究材料的热变形行为时，以下哪种测试方法可以测量材料的热膨胀系数？（）A.差示扫描量热法B.热机械分析C.动态热机械分析D.以上都是17、在研究聚合物的降解行为时，发现其在光照下性能迅速下降。以下哪种添加剂可以有效地提高其光稳定性？（）A.抗氧化剂B.光稳定剂C.增塑剂D.填充剂18、在研究材料的抗辐射性能时，发现一种材料在辐射环境下性能稳定。以下哪种材料结构特征最有助于提高其抗辐射能力？（）A.致密的晶体结构B.非晶态结构C.纳米结构D.多孔结构19、材料的阻尼性能是指材料在振动过程中消耗能量的能力，那么影响材料阻尼性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、微观结构B.温度、频率、应变幅值C.材料的制备工艺、热处理条件D.以上都是20、对于高分子材料，其玻璃化转变温度是一个重要的性能指标。当一种聚合物的玻璃化转变温度升高时，通常意味着其（）A.耐热性提高B.柔韧性增强C.加工性能变好D.结晶度降低二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述材料的热膨胀现象，解释热膨胀系数的物理意义和影响因素，分析热膨胀在材料应用中的利弊以及如何控制热膨胀。2、（本题5分）详细阐述材料的储氢性能，解释储氢的原理和方法，分析影响储氢材料性能的因素，以及在氢能存储和利用中的挑战。3、（本题5分）论述半导体材料的导电机制，比较本征半导体和杂质半导体的导电特性，并解释如何通过掺杂来调控半导体的导电性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某种金属材料在500°C时的蠕变应变速率为1×10⁻⁶s⁻¹，应力为150MPa，蠕变激活能为200kJ/mol。计算在600°C时，应力为120MPa时的蠕变应变速率。2、（本题5分）某种半导体材料的施主能级位于导带底下方0.1eV，计算施主杂质电离能。3、（本题5分）某种半导体材料的电阻率为1×10^-3欧姆·厘米，长度为5厘米，横截面积为0.1平方厘米，计算电阻。4、（本题5分）一块正方形的硅晶片，边长为10厘米，硅的密度为2.33克/立方厘米，计算这块硅晶片的质量是多少克？5、（本题5分）一块形状不规则的陶瓷块，通过排水法测量其体积为180立方厘米，质量为450克，计算陶瓷的密度。四、