华南师范大学《纳米材料与器件》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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、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2、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3、复合材料的力学性能通常优于单一材料，那么复合材料力学性能的主要特点有哪些？（）A.高强度、高刚度、低密度B.良好的韧性、抗疲劳性、耐腐蚀性C.可设计性强、性能各向异性D.以上都是4、在考察材料的热稳定性时，发现一种材料在高温下发生分解。以下哪种分析方法可以确定分解产物的成分？（）A.热重分析B.差热分析C.红外光谱分析D.X射线衍射分析5、一种高分子材料在溶液中表现出良好的溶解性。以下哪种分子结构特征最有可能是导致其溶解性好的原因？（）A.分子链规整B.分子链柔性好C.分子间作用力小D.以上均有可能6、高分子材料的分子量及其分布对其性能有着重要影响。对于聚苯乙烯（PS）这种高分子材料，分子量分布较宽时，其力学性能会发生怎样的变化？（）A.强度增加，韧性降低B.强度降低，韧性增加C.强度和韧性都增加D.强度和韧性都降低7、在研究材料的磨损机制时，发现粘着磨损是主要的磨损方式。以下哪种措施可以减少粘着磨损？（）A.提高表面硬度B.改善润滑条件C.选择合适的配对材料D.以上都可以8、材料的电磁性能包括导电性、磁性等，那么影响材料电磁性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度、磁场强度、电场强度C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是9、在研究材料的磨损性能时，发现一种材料在摩擦过程中磨损量较小，表面损伤轻微。以下哪种磨损机制在这种情况下可能起到了主要作用？（）A.粘着磨损B.磨粒磨损C.疲劳磨损D.氧化磨损10、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11、一种新型的储氢材料在实验中表现出了较高的储氢容量。以下哪种材料体系最有可能具有这种性能？（）A.金属氢化物B.碳纳米管C.金属有机框架（MOF）D.以上均有可能12、在研究材料的声学性能时，发现一种材料具有良好的吸声效果。以下哪种材料微观结构特征最有可能是导致其吸声性能良好的原因？（）A.多孔结构B.纤维状结构C.层状结构D.颗粒状结构13、复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成，其具有优异的性能，那么复合材料的主要优点有哪些？（）A.强度高、重量轻B.耐腐蚀、耐高温C.可设计性强D.以上都是14、高分子材料在现代工业和生活中有着广泛的应用。对于高分子材料的分子量分布，以下说法正确的是（）A.分子量分布越宽，高分子材料的性能越稳定B.分子量分布对高分子材料的加工性能没有影响C.窄分子量分布的高分子材料通常具有更好的力学性能D.分子量分布只影响高分子材料的溶解性15、一种复合材料由纤维增强体和基体材料组成，纤维具有高强度和高模量，基体材料具有良好的韧性和耐腐蚀性。在承受外力作用时，以下哪种情况最能发挥复合材料的优势？（）A.拉伸应力B.压缩应力C.剪切应力D.弯曲应力16、一种新型磁性材料在室温下表现出很强的磁性，但其居里温度相对较低。当温度超过居里温度时，磁性急剧下降。以下哪种方法可以有效提高该材料的居里温度？（）A.掺杂其他元素B.改变制备工艺C.增加材料的厚度D.施加外加磁场17、在金属材料的加工过程中，冷加工和热加工会对材料性能产生不同影响。冷加工通常会使金属材料的（）A.强度增加，塑性降低B.强度降低，塑性增加C.强度和塑性都增加D.强度和塑性都降低18、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19、对于泡沫材料，其孔隙率对性能有重要影响。孔隙率增加通常会导致以下哪种结果？（）A.强度增加B.密度减小C.导热性提高D.导电性增强20、在材料的强化机制中，细晶强化是一种有效的方法。以下关于细晶强化原理和效果的描述，正确的是（）A.细晶强化是通过增加晶体缺陷来提高材料强度B.细晶强化会降低材料的塑性和韧性C.晶粒越细小，材料的强度越高D.细晶强化对材料的硬度没有影响二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述材料的晶态结构，包括晶体的点阵结构、晶体缺陷等，解释晶体结构对材料性能的影响，分析如何通过控制晶态结构来优化材料性能。2、（本题5分）详细分析高分子材料的老化原因（如热氧老化、光氧老化等），并介绍延缓高分子材料老化的措施。3、（本题5分）解释材料的阻尼性能的测试方法和评价指标。分析不同类型材料（如金属、高分子和复合材料）阻尼性能的差异和产生机制，并举例说明阻尼材料在航空航天和汽车工业中的应用。4、（本题5分）全面论述材料的超塑性现象，分析产生超塑性的条件和机制，讨论超塑性材料的性能特点和应用领域。5、（本题5分）分析复合材料中增强体和基体之间的界面作用，解释界面结合强度对复合材料力学性能的影响，并提出优化界面性能的方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一块长方体形状的镍板，长25厘米，宽15厘米，厚5毫米，镍的密度为8.9克/立方厘米，计算镍板的质量。2、（本题5分）某种高分子材料在不同温度下的粘度分别为1000Pa·s（20℃）、100Pa·s（80℃），计算该材料的粘流活化能。3、（本题5分）一种塑料材料的拉伸强度为40MPa，一个矩形塑料试样，宽度为10毫米，厚度为5毫米，计算该试样断裂时所能承受的最大拉力。4、（本题5分）一种高分子材料的应力松弛模量与时间的关系符合指数函数，已知参数，计算在特定时间的应力松弛模量。5、（本题5分）某高分子材料的降解速率与温度的关系符合阿伦尼乌斯方程，已知活化能和指前因子，计算在特定温度下的降解速率。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）探讨