南京理工大学泰州科技学院《功能材料与表面工程》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《功能材料与表面工程》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25个小题，每小题1分，共25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、在研究材料的电导机制时，发现一种半导体材料在低温下主要是由杂质电导贡献。随着温度升高，本征电导逐渐起主导作用。以下哪种因素决定了这种转变的温度？（）A.杂质浓度B.禁带宽度C.载流子迁移率D.晶体结构2、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3、一种新型的电致变色材料在电场作用下能够实现颜色的可逆变化。以下哪种材料类别最有可能具有这种性能？（）A.过渡金属氧化物B.有机聚合物C.无机化合物D.以上均有可能4、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5、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6、在考察一种用于激光切割的金属板材时，发现切割边缘质量不佳。以下哪种因素最有可能是导致这一问题的原因？（）A.板材的化学成分不均匀B.激光参数设置不合理C.板材表面存在氧化层D.以上都是7、材料的光学性能在许多领域都有重要应用。对于半导体材料的光吸收特性，以下说法正确的是（）A.本征吸收发生在光子能量小于禁带宽度时B.杂质吸收对半导体材料的光电性能没有影响C.直接跃迁的光吸收系数大于间接跃迁D.光吸收与半导体材料的晶体结构无关8、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9、功能陶瓷材料具有多种特殊的功能，如压电陶瓷、热敏陶瓷等。对于压电陶瓷，其主要的功能特点是什么？（）A.能够将压力转化为电能B.电阻随温度变化而显著变化C.具有高的介电常数D.硬度高、耐磨性好10、金属材料的焊接是一种重要的连接方法，那么常见的金属焊接方法有哪些？（）A.电弧焊、气焊、电阻焊B.激光焊、电子束焊、钎焊C.摩擦焊、扩散焊、爆炸焊D.以上都是11、对于纤维增强复合材料，界面结合强度对其性能有重要影响。当界面结合强度过高时，可能会导致以下哪种结果？（）A.材料强度增加B.材料韧性下降C.材料耐热性提高D.材料抗疲劳性能增强12、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13、在考察材料的耐腐蚀性时，发现一种合金在酸性溶液中的腐蚀速率明显低于在碱性溶液中的腐蚀速率。以下哪种因素最有可能导致这种差异？（）A.溶液的pH值B.溶液中的离子浓度C.合金的化学成分D.腐蚀产物的性质14、在研究金属间化合物的性能时，以下哪种金属间化合物具有良好的高温强度和抗氧化性能？（）A.铝钛化合物B.镍铝化合物C.铁硅化合物D.铜锌化合物15、对于金属材料，常见的晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方，其中哪种结构的金属具有较高的塑性？（）A.面心立方B.体心立方C.密排六方D.以上三种结构塑性相同16、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17、在金属材料的强化机制中，通过细化晶粒来提高强度的方法被广泛应用。以下哪种工艺能够有效地细化金属材料的晶粒？（）A.淬火B.退火C.冷加工D.正火18、在高分子材料的聚合反应中，逐步聚合和链式聚合的反应机理不同。逐步聚合通常（）A.反应速度快B.分子量分布窄C.单体转化率高D.以上都是19、在分析一种用于制造刀具的硬质合金时，发现其硬度和韧性难以同时兼顾。以下哪种改进措施可能有助于解决这一问题？（）A.调整粘结相的含量B.细化晶粒C.优化烧结工艺D.以上都是20、一种新型的磁性液体在磁场作用下表现出独特的性质。以下哪种应用最有可能利用其这种特性？（）A.密封B.减震C.润滑D.传感器21、在复合材料的设计中，需要考虑增强体和基体的相容性。以下哪种因素对相容性影响较大？（）A.化学组成B.热膨胀系数C.弹性模量D.以上都是22、金属材料的铸造是一种重要的成型方法，那么常见的金属铸造方法有哪些？（）A.砂型铸造、金属型铸造、压力铸造B.熔模铸造、离心铸造、消失模铸造C.低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造D.以上都是23、在研究材料的热稳定性时，热重分析（TGA）是一种常用的测试方法。通过TGA曲线，可以得到材料的失重情况。对于一种聚合物材料，在加热过程中出现两次明显的失重阶段，可能的原因是什么？（）A.分解产生两种不同的气体产物B.存在两种不同的结晶形态C.发生了两次相变D.以上原因均有可能24、在考察材料的光学透明性时，发现一种聚合物材料的光学透明性较差。以下哪种因素最有可能导致这种情况？（）A.存在结晶区域B.分子链缠结C.添加剂的使用D.分子量分布较宽25、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.相变二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述陶瓷材料的制备工艺，包括原料制备、成型和烧结等过程，说明每个工艺环节的关键技术和影响因素。2、（本题5分）请详细阐述金属材料的疲劳断裂机制，包括疲劳裂纹的萌生、扩展过程以及影响疲劳寿命的主要因素，并举例说明如何提高金属材料的抗疲劳性能。3、（本题5分）解释气凝胶材料的结构和性能特点，以及其在保温、吸附等领域的应用优势。4、（本题5分）深入探讨材料的电性能，包括导电性、介电性、压电性等，分析影响材料电性能的因素，以及在电子器件中的应用和发展趋势。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一圆锥形的陶瓷零件，底面直径为30mm，高为45mm，陶瓷的密度为2.5g/cm³，计算零件的质量。若要对其进行表面抛光处理，抛光去除量为0.1mm，计算抛光所需时间（假设抛光速率为0.05mm/min）。2、（本题5分）一块等腰梯形的铝板，上底为50厘米，下底为80厘米，高为40厘米，厚度为4毫米，铝的密度为2.7克/立方厘米，计算铝板的质量。3、（本题5分）有一聚合物薄膜，厚度为0.08mm，相对介电常数为3.5，面积为0.03m²，施加电压为1500V，计算储存的电能。4、（本题5分）已知一种半导体材料的禁带宽度为1.8eV，计算其能吸收的最长波长的光。5、（本题5分）一块长方形的不锈钢板，长1.5m，宽0.8m，厚度为2mm，不锈钢的密度为7.93g/cm³，计算其质量。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10