哈尔滨师范大学《材料科学研究方法A》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《材料科学研究方法A》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、在研究材料的导热性能时，发现一种材料的热导率较高。以下哪种因素对材料的热导率贡献最大？（）A.自由电子的运动B.晶格振动C.声子散射D.杂质和缺陷2、在陶瓷材料的烧结助剂选择中，需要考虑多个因素。以下关于烧结助剂作用和选择原则的描述，正确的是（）A.烧结助剂可以降低烧结温度，但会降低陶瓷的性能B.烧结助剂的加入量越多，陶瓷的烧结效果越好C.烧结助剂应与陶瓷材料具有良好的化学相容性D.所有的氧化物都可以作为陶瓷的烧结助剂3、在研究材料的疲劳性能时，发现材料在循环载荷作用下容易发生失效。以下哪种措施可以提高材料的抗疲劳性能？（）A.增加表面粗糙度B.进行表面强化处理C.提高加载频率D.增大载荷幅值4、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5、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6、在材料的疲劳裂纹扩展过程中，裂纹扩展速率与应力强度因子幅之间的关系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛顿定律描述D.胡克定律描述7、金属材料在冷加工变形后，会产生加工硬化现象。对于铜材，经过较大程度的冷加工变形后，若要恢复其塑性，应进行何种热处理？（）A.退火B.正火C.淬火D.回火8、在研究高分子材料的流变性能时，发现其在不同的剪切速率下表现出不同的流动行为。以下哪种模型可以较好地描述这种流变特性？（）A.牛顿流体模型B.宾汉流体模型C.幂律流体模型D.虎克固体模型9、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10、对于纳米材料，由于其尺寸效应，表现出与常规材料不同的性能。纳米材料的比表面积通常（）A.小于常规材料B.等于常规材料C.大于常规材料D.与材料尺寸无关11、在研究金属材料的塑性变形时，滑移和孪生是两种主要的变形机制。对于面心立方金属，哪种变形机制更容易发生？（）A.滑移B.孪生C.滑移和孪生同样容易D.取决于变形温度12、在分析材料的热膨胀性能时，发现某合金的热膨胀系数很小。以下哪种合金元素的添加可能是导致这一现象的原因？（）A.铝B.铜C.钨D.锌13、在高分子材料的合成中，自由基聚合是一种常用的方法。以下哪种物质通常作为自由基聚合的引发剂？（）A.偶氮二异丁腈B.苯乙烯C.丁二烯D.氯乙烯14、在研究材料的光学性能时，发现一种材料对特定波长的光具有很强的吸收能力。这种吸收现象主要是由于材料内部的以下哪种作用？（）A.电子跃迁B.分子振动C.晶格振动D.自由电子运动15、在材料的加工过程中，铸造是一种常用的方法。对于铝合金的铸造，为了提高铸件的质量，通常需要控制哪些工艺参数？（）A.浇注温度、铸型温度、冷却速度B.浇注速度、铸型材料、熔炼温度C.铸型湿度、熔炼时间、冷却方式D.浇注压力、铸型结构、化学成分16、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17、对于一种陶瓷基复合材料，要改善其韧性，以下哪种增强相的引入通常是有效的？（）A.连续纤维B.颗粒C.晶须D.短纤维18、陶瓷材料的烧结过程是其制备的关键步骤。在烧结过程中，影响陶瓷致密化的主要因素有哪些？（）A.烧结温度、保温时间、颗粒尺寸B.压力、气氛、添加剂C.模具形状、成型方法、脱模剂D.原料纯度、搅拌速度、干燥时间19、对于一种用于航空轮胎的橡胶材料，要提高其耐磨性和抗老化性能，以下哪种添加剂的使用可能最为有效？（）A.炭黑B.白炭黑C.防老剂D.以上都是20、对于一种用于电动汽车电池的隔膜材料，要提高其离子透过性和安全性，以下哪种材料特性的优化最为关键？（）A.孔隙率和孔径分布B.化学稳定性C.热关闭性能D.以上都是二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析高分子材料的熔体流动特性，以及其对高分子材料加工成型的影响。2、（本题5分）论述在材料表面处理中，电镀和化学镀的基本原理、工艺流程和各自的优缺点。3、（本题5分）论述材料的电学性能测试中的电阻测量方法，如四探针法和电桥法，解释测量原理和误差来源，以及在材料导电性研究中的应用。4、（本题5分）全面分析材料的自润滑性能，讨论自润滑材料的种类和特点，分析自润滑机制和影响因素，以及在无油润滑条件下的应用。5、（本题5分）详细解释梯度功能材料的概念和特点，说明其设计原理和应用前景。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一复合材料，由体积分数为30%的纤维和70%的基体组成，纤维的弹性模量为500GPa，基体的弹性模量为100GPa，计算该复合材料的弹性模量。2、（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。3、（本题5分）一块长方体陶瓷材料，长20cm，宽10cm，高5cm，其孔隙率为10%，已知材料的真实密度为2.5g/cm³，计算该陶瓷材料的表观密度。4、（本题5分）已知一种陶瓷材料的断裂韧性为2MPa·m^(1/2)，裂纹长度为2mm，施加的应力为100MPa，计算裂纹尖端的塑性区尺寸。5、（本题5分）有一圆柱形的陶瓷电阻，底面半径为3mm，高度为15mm，陶瓷的电阻率为1×10⁹Ω·m，计算电阻值。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨材料疲劳裂纹扩展的微观机制，以及如何利用微观结构设计和表