香港科技大学（广州）《无机材料工程设计基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页香港科技大学（广州）《无机材料工程设计基础》

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、对于半导体材料，其导电性能主要取决于载流子的浓度和迁移率。已知一种新型半导体材料在低温下导电性能较差，但随着温度升高导电性能迅速提高。以下哪种因素最可能是导致这种现象的主要原因？（）A.施主杂质浓度增加B.受主杂质浓度增加C.本征激发增强D.晶格散射减弱2、复合材料的分类方法有很多种，那么常见的复合材料分类方法有哪些？（）A.按增强相的形态分类、按基体材料分类B.按性能特点分类、按用途分类C.按制备方法分类、按结构形式分类D.以上都是3、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。当环境温度从低于Tg升高到高于Tg时，高分子材料的力学性能通常会发生显著变化。以下哪种描述最能准确反映这种变化？（）A.从脆性转变为韧性B.从弹性转变为粘性C.从高硬度转变为低硬度D.从高强度转变为低强度4、复合材料由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有优异的综合性能。对于碳纤维增强环氧树脂复合材料，以下关于其性能特点的描述，正确的是？（）A.强度高、模量高、耐腐蚀性好B.强度低、模量低、耐腐蚀性差C.强度高、模量低、耐腐蚀性好D.强度低、模量高、耐腐蚀性差5、在金属的塑性变形过程中，会产生位错等缺陷。随着变形程度的增加，位错密度也会增加。下列关于位错对金属性能影响的描述，错误的是（）A.位错密度增加会提高金属的强度B.位错运动是金属塑性变形的主要机制C.位错会降低金属的导电性和导热性D.位错密度越高，金属的韧性越好6、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7、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8、在研究金属的腐蚀行为时，发现一种金属在特定的腐蚀介质中表面形成了一层致密的氧化膜，从而有效地减缓了腐蚀速率。这种氧化膜的形成主要是由于以下哪种机制？（）A.电化学保护B.钝化作用C.物理阻挡D.化学吸附9、在分析一种用于电子线路板的聚合物基板材料时，需要考虑其介电性能。以下哪种因素对介电常数的影响最大？（）A.分子极性B.结晶度C.孔隙率D.分子量10、在研究材料的光学透明性时，以下哪种因素会导致材料的透明度降低？（）A.内部缺陷B.结晶度增加C.杂质含量增多D.以上都是11、在材料的腐蚀防护方法中，涂层防护是一种常用的手段。以下哪种涂层能够提供较好的防腐效果？（）A.有机涂层B.无机涂层C.金属涂层D.复合涂层12、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13、在考察材料的生物相容性时，发现一种材料在植入生物体后没有引起明显的免疫反应。以下哪种材料特性是其具有良好生物相容性的主要原因？（）A.表面化学性质B.力学性能C.热性能D.电性能14、材料的摩擦磨损性能在机械工程中具有重要意义。以下关于摩擦磨损机制和影响因素的描述，正确的是（）A.粘着磨损是由于材料表面的分子间作用力引起B.材料的硬度越高，越容易发生磨损C.润滑可以完全消除材料的磨损D.摩擦系数与接触面积无关15、在研究材料的疲劳裂纹扩展时，Paris公式描述了裂纹扩展速率与应力强度因子幅的关系。对于一种材料，已知其Paris公式中的参数，当应力强度因子幅增大时，裂纹扩展速率会怎样变化？（）A.增大B.减小C.先增大后减小D.先减小后增大16、在研究一种用于太阳能热水器的吸热涂层材料时，发现其吸收率较低。以下哪种方法可以提高吸收率？（）A.增加涂层厚度B.优化涂层成分C.制备粗糙表面D.以上都是17、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18、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19、在研究一种用于磁性传感器的软磁材料时，发现其磁导率不够高。以下哪种因素最有可能限制磁导率的提升？（）A.残余应力B.杂质含量C.晶界结构D.以上都是20、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述金属材料的疲劳裂纹萌生机制和影响因素，分析如何通过材料的微观结构和表面处理来抑制疲劳裂纹的萌生。2、（本题5分）深入探讨材料的光电性能，包括光电转换效率、光响应特性等，分析影响光电性能的因素，以及在太阳能电池和光电探测器中的应用。3、（本题5分）论述材料的热障涂层的作用和要求，分析其失效机制，并说明提高热障涂层性能的途径。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）已知某种钢材的弹性模量为200GPa，受到1000N的拉力，试样横截面积为50mm²，计算其伸长量。2、（本题5分）一块陶瓷板的断裂韧性为3MPa·m^1/2，裂纹长度为1.5毫米，计算断裂时的应力。3、（本题5分）有一圆柱形金属棒，直径为10mm，长度为50cm，材料的密度为8.9g/cm³，计算该金属棒的质量。4、（本题5分）某种陶瓷材料的硬度为2000HV，压头为金刚石圆锥，试验力为1500N，计算压痕表面积。5、（本题5分）有一金属薄板，面积为0.8m²，厚度为0.8mm，材料的电导率为8×10^6S/m，施加8V的电压，计算通过薄板的电流。四、论述题（本大题共2个小