首都师范大学科德学院《材料创新导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《材料创新导论》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、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2、在研究材料的热性能时，热膨胀系数是一个重要参数。一般来说，金属材料的热膨胀系数（）A.小于陶瓷材料B.大于陶瓷材料C.等于陶瓷材料D.与陶瓷材料无关3、高分子材料的加工方法有很多种，那么常见的高分子材料加工方法有哪些？（）A.挤出成型、注塑成型、吹塑成型B.压延成型、模压成型、传递成型C.发泡成型、热成型、旋转成型D.以上都是4、在分析材料的光催化性能时，发现一种材料能够有效地分解水产生氢气。以下哪种材料特性对其光催化效率的影响最大？（）A.能带结构B.表面形貌C.晶体结构D.化学成分5、对于一种高温合金，要提高其抗氧化性能，以下哪种元素的添加通常是有效的？（）A.铝B.钛C.铬D.镍6、对于一种超导材料，除了临界温度和临界电流密度外，还有一个重要的参数是临界磁场。以下哪种因素会影响超导材料的临界磁场？（）A.材料的纯度B.晶体结构C.制备工艺D.以上均会7、金属材料在加工过程中会发生组织和性能的变化，那么冷加工和热加工的区别主要是什么？（）A.加工温度不同B.对材料性能的影响不同C.加工方式不同D.以上都是8、对于一种用于锂离子电池的负极材料，要提高其充放电循环性能，以下哪种策略可能最为有效？（）A.构建纳米结构B.表面改性C.优化材料的孔隙率D.以上都是9、在高分子材料的溶解过程中，溶剂的选择非常重要。以下关于溶剂选择原则的描述，错误的是（）A.溶剂的极性应与高分子材料的极性相似B.溶剂的溶解度参数应与高分子材料接近C.溶剂的挥发性对溶解过程没有影响D.溶剂应具有良好的化学稳定性10、在研究一种用于激光焊接的金属材料时，发现焊缝处存在气孔和裂纹等缺陷。以下哪种焊接工艺参数的调整可能有助于减少这些缺陷？（）A.降低焊接速度B.增加激光功率C.优化保护气体流量D.以上都是11、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12、一种高分子材料在户外使用时发生老化。以下哪种老化机制是主要的？（）A.热氧老化B.光氧老化C.水解老化D.疲劳老化13、在材料的表面处理技术中，电镀可以在材料表面形成一层金属镀层。以下哪种金属镀层常用于提高材料的耐腐蚀性？（）A.铜B.锌C.镍D.金14、在电子材料领域，半导体材料的导电性能对器件性能起着关键作用。以下哪种半导体材料的禁带宽度较大？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟15、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.冲击试验二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析材料的磨损机制（如粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等），并探讨减少材料磨损的方法和途径。2、（本题5分）论述材料的光学薄膜的制备技术，如溅射镀膜和蒸发镀膜等，比较它们的优缺点和适用范围。3、（本题5分）解释金属间化合物的结构特点和性能特征，分析其在工程应用中的优势和限制。4、（本题5分）说明材料的力学性能指标，如屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度等，分析这些指标的物理意义和测试方法，以及它们在材料选择中的应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨半导体材料的能带结构对其导电性能的影响，以及如何通过能带工程来调控半导体材料的性能。2、（本题5分）详细论述陶瓷材料的成型工艺，如干压成型、注浆成型、热压铸成型等，探讨每种工艺的优缺点、适用范围及影响成型质量的因素。3、（本题5分）全面论述金属材料的焊接性能和焊接接头的组织与性能特点，分析焊接方法、焊接工艺参数和焊接材料对焊接质量的影响，探讨提高焊接接头性能的措施和焊接技术的发展趋势。4、（本题5分）全面论述高分子共混物的相容性和相结构，分析影响相容性的因素，如分子结构、分子量等，并探讨在塑料改性中的应用。5、（本题5分）深入论述材料的疲劳性能与寿命预测方法，探讨疲劳裂纹的萌生和扩展机制，分析影响疲劳寿命的因素及常用的寿命预测模型和方法。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一块钢板，受到450MPa的拉应力，材料的断裂韧性为40MPa·m^(1/2)，假设裂纹长度为1.5mm，计算材料是否会发生断裂。2、（本题10分）一块塑料的弹性模量为2GPa，泊松比为0.4，受到双向拉伸应力，应力大小分别为10MPa和5MPa，计算应变张量的各个分量。3、（本题10分）一种陶瓷材料