北方工业大学《金属材料科学与工程导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页北方工业大学《金属材料科学与工程导论》

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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、在研究材料的阻尼性能时，发现一种材料在振动过程中能够有效地消耗能量。以下哪种机制最有可能是其高阻尼的原因？（）A.位错阻尼B.界面阻尼C.热弹性阻尼D.磁滞阻尼2、在材料的腐蚀防护中，涂层防护是一种常用的方法。对于有机涂层，其防护作用主要取决于什么？（）A.涂层的厚度B.涂层的硬度C.涂层与基体的结合力D.涂层的颜色3、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4、纳米材料由于其特殊的尺寸效应，表现出与常规材料不同的性能。对于纳米金属材料，以下哪种性能会显著提高？（）A.强度B.塑性C.导电性D.热稳定性5、在分析材料的磨损性能时，发现以下哪种磨损类型通常伴随着剧烈的能量消耗？（）A.磨粒磨损B.粘着磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损6、在金属材料的疲劳试验中，疲劳极限是指材料在无限次循环应力作用下不发生疲劳破坏的（）A.最大应力B.最小应力C.平均应力D.应力幅7、在分析材料的热性能时，需要考虑热导率这个参数。以下哪种材料通常具有较高的热导率？（）A.高分子材料B.陶瓷材料C.金属材料D.复合材料8、一种新型的纳米材料表现出优异的催化性能。以下哪种因素对其催化活性的贡献最大？（）A.高比表面积B.独特的电子结构C.小尺寸效应D.表面缺陷9、在研究金属材料的热处理过程中，淬火是一种常用的工艺。以下关于淬火工艺和其对金属性能影响的描述，正确的是（）A.淬火可以提高金属材料的硬度和强度B.所有金属材料都适合进行淬火处理C.淬火速度越慢，金属材料的性能越好D.淬火不会改变金属材料的组织结构10、陶瓷材料的强度测试通常采用三点弯曲或四点弯曲的方法。对于同一种陶瓷材料，在三点弯曲和四点弯曲试验中，得到的强度值是否相同？（）A.相同B.不同C.有时相同，有时不同D.取决于加载速度11、在考察一种用于3D打印的金属粉末材料时，发现打印出的零件存在孔隙和裂纹等缺陷。以下哪种因素最有可能是造成这些缺陷的主要原因？（）A.粉末粒度不均匀B.打印工艺参数不合理C.粉末的含氧量过高D.以上都是12、在研究超导材料的应用时，以下哪个领域是超导材料最有前景的应用方向之一？（）A.电力传输B.航空航天C.医疗器械D.汽车制造13、在高分子材料的合成过程中，聚合方法的选择对材料性能有重要影响。以下关于聚合方法的描述，正确的是（）A.自由基聚合反应速度快，但产物分子量分布宽B.离子聚合只能用于合成小分子化合物C.逐步聚合产物的分子量随反应时间线性增加D.所有聚合方法都可以得到高纯度的高分子材料14、在材料的失效分析中，应力腐蚀开裂是一种常见的失效形式。对于铝合金在氯化物溶液中的应力腐蚀开裂，以下哪种措施可以有效预防？（）A.增加合金元素含量B.进行表面处理C.降低应力水平D.以上措施均有效15、一种新型的储能材料在充放电过程中表现出高容量和长循环寿命。以下哪种储能机制最有可能是其高性能的原因？（）A.锂离子嵌入脱出B.双电层电容C.法拉第准电容D.以上均有可能16、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17、在分析材料的热膨胀性能时，发现不同材料的热膨胀系数差异较大。以下哪种因素对热膨胀系数的影响最为显著？（）A.原子间的结合能B.晶体结构C.化学成分D.温度18、在研究一种用于高温超导的材料时，发现其临界温度受到多种因素的影响。以下哪种因素对临界温度的提升作用最为显著？（）A.元素替代B.制备工艺优化C.施加高压D.引入缺陷19、材料的热性能对于其在不同环境下的应用至关重要。热膨胀系数是描述材料热膨胀特性的重要参数。以下关于热膨胀系数的说法，正确的是（）A.所有材料的热膨胀系数都随温度升高而增大B.热膨胀系数越大，材料在温度变化时的尺寸稳定性越好C.金属材料的热膨胀系数通常大于陶瓷材料D.热膨胀系数与材料的晶体结构无关20、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.降低分子量二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述材料的热辐射性能和测量方法，分析影响热辐射的因素，并说明如何利用热辐射性能进行材料的设计和应用。2、（本题5分）详细阐述材料的摩擦化学磨损机制，包括化学反应和润滑作用，分析影响摩擦化学磨损的因素及在润滑和耐磨材料设计中的应用。3、（本题5分）论述材料的抗辐照性能的评价指标和测试方法，分析影响材料抗辐照能力的主要因素，并说明在核能领域的应用。4、（本题5分）解释形状记忆聚合物的工作原理和性能特点，以及与形状记忆合金的比较。5、（本题5分）论述材料的耐候性和测试方法，分析环境因素（如温度、湿度、光照和化学介质）对材料耐候性的影响，并说明如何提高材料的耐候性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个圆柱形的塑料棒，直径为10毫米，长度为1米，弹性模量为2GPa，受到100牛顿的轴向拉力，计算伸长量。2、（本题5分）有一金属材料在不同应变率下进行拉伸试验，得到应力-应变曲线如下图所示，计算在应变率为10⁻³s⁻¹时的屈服强度。3、（本题5分）有一长方体形状的玻璃块，长15cm，宽10cm，高8cm，玻璃的密度为2.5g/cm³，计算其质量。4、（本题5分）一长方体形状的陶瓷块，长为16cm，宽为8cm，高为6cm，密度为2.6g/cm³，计算陶瓷块的质量。5、（本题5分）一个扇形的陶瓷板，半径为8厘米，圆心角为60度，厚度为4毫米，陶瓷的密度为2.6克/立方厘米，计算这块陶瓷板的质量是多少克？四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入论述材料的仿生表面的设计和性能，分析自然界生物表面的结构和功能，研究仿生表面的制备方法和性能特点，探讨在减阻、自清洁等方面的应用。2、（本题