西南大学《材料分析与测试方法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《材料分析与测试方法》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、在考察一种用于食品包装的塑料材料时，需要考虑其阻隔性能和安全性。以下哪种塑料材料可能最适合？（）A.聚乙烯B.聚丙烯C.聚对苯二甲酸乙二醇酯D.聚偏二氯乙烯2、在研究材料的光学性能时，折射率是一个重要的参数。对于玻璃材料，其折射率主要与什么有关？（）A.化学成分B.密度C.硬度D.热3、在研究材料的介电性能时，介电常数反映了材料储存电能的能力。以下哪种材料通常具有较高的介电常数？（）A.陶瓷材料B.高分子材料C.金属材料D.半导体材料4、在研究材料的耐磨损性能时，以下哪种磨损机制通常在高载荷和高速度下发生？（）A.粘着磨损B.磨粒磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损5、对于一种用于激光加工的光学材料，要求其具有高的损伤阈值和良好的光学均匀性。以下哪种材料最有可能符合要求？（）A.蓝宝石B.石英玻璃C.氟化钙D.以上都是6、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）7、高分子材料在日常生活和工业中有着广泛的应用。对于聚乙烯（PE）这种常见的高分子材料，其分子链的结构特点是什么？（）A.线性结构，分子间作用力小B.支化结构，分子间作用力大C.网状结构，交联度高D.体型结构，不溶不熔8、高分子材料的阻燃性能可以通过添加阻燃剂来提高，那么常见的阻燃剂有哪些类型？（）A.卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂B.无机阻燃剂、有机阻燃剂、膨胀型阻燃剂C.反应型阻燃剂、添加型阻燃剂、复合型阻燃剂D.以上都是9、金属材料的蠕变现象是在高温和恒定应力作用下发生的缓慢变形。对于镍基高温合金，以下哪种因素会显著影响其蠕变性能？（）A.合金元素含量B.晶粒尺寸C.加工工艺D.以上因素均会影响10、对于一种光学晶体材料，要提高其光学均匀性，以下哪种方法可能有效？（）A.优化生长工艺B.进行退火处理C.控制杂质含量D.以上都有可能11、在研究一种新型金属材料的力学性能时，发现其抗拉强度明显高于传统材料，同时延展性也较好。以下哪种强化机制最有可能是导致这种性能提升的原因？（）A.固溶强化B.细晶强化C.沉淀强化D.加工硬化12、在研究材料的疲劳裂纹扩展行为时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种关系能够较好地描述这种行为？（）A.线性关系B.抛物线关系C.指数关系D.幂函数关系13、在研究金属材料的热处理时，淬火和回火是两个重要的工艺。对于一种中碳钢，经过淬火后得到马氏体组织，然后进行低温回火，其主要目的是什么？（）A.提高硬度和耐磨性B.消除内应力，提高韧性C.改善切削加工性能D.细化晶粒，提高强度14、陶瓷材料的制备工艺对其性能有重要影响，那么陶瓷材料的主要制备工艺有哪些？（）A.粉末冶金法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法B.热压烧结法、常压烧结法、反应烧结法C.等离子喷涂法、激光熔覆法、爆炸喷涂法D.以上都是15、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.化学成分二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述新型碳材料（如富勒烯、碳纳米管、石墨烯）的结构和性能特点，分析其应用前景和面临的问题。2、（本题5分）解释什么是材料的磁电阻效应，分析其产生的机制，并说明在磁存储和传感器等领域的应用。3、（本题5分）解释什么是非晶态材料，论述其结构特点和性能优势，分析非晶态材料的制备方法和应用领域，如非晶合金和非晶半导体。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）全面论述材料的表面改性技术在改善材料摩擦磨损性能方面的应用，包括表面渗碳、渗氮、激光表面处理等，分析其作用机制和效果。2、（本题5分）全面论述材料的生物医用材料的表面改性和生物活性，探讨生物医用材料表面改性的方法和目的，分析生物活性的评价指标和实现途径。3、（本题5分）探讨材料的磨损机理和耐磨材料的设计原则，包括粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等，以及提高材料耐磨性的方法。4、（本题5分）探讨高分子材料的降解机理和可降解材料的设计原则，包括生物降解、光降解和热降解等，以及可降解材料的应用前景。5、（本题5分）全面论述材料的吸波性能的原理和应用，分析影响吸波性能的因素，如材料电磁参数、涂层厚度等，并探讨在电磁隐身中的应用。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某种陶瓷材料的断裂韧性为5MPa·m^(1/2)，一个带有预制裂纹的矩形陶瓷试样，宽度为20毫米，厚度为4毫米，裂纹长度为5毫米，计算试样断裂时所需要的应力。2、（本题10分）一混凝土构件，截面尺寸为30cm×40cm，长度为5m，混凝土的抗压强度为30MPa，计算构件能承受的最大压力。3、（本题10分）一种形状记忆合金，在加热前长度为100mm，加热后伸长了10mm