南方医科大学《功能材料的计算与设计》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页南方医科大学

《功能材料的计算与设计》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15个小题，每小题1分，共15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2、对于一种超导陶瓷材料，要提高其临界转变温度，以下哪种途径可能有帮助？（）A.元素替代B.优化制备工艺C.控制氧含量D.以上都有可能3、对于磁性材料，其磁滞回线的形状和大小反映了材料的磁性能。以下哪种磁滞回线特征表示材料具有较好的磁存储能力？（）A.狭窄的回线B.宽大的回线C.矩形的回线D.不规则的回线4、在研究材料的热膨胀性能时，发现以下哪种晶体结构的材料热膨胀系数较小？（）A.简单立方B.体心立方C.面心立方D.密排六方5、一种新型的金属泡沫材料具有轻质高强的特点。以下哪种制备方法常用于生产这种材料？（）A.粉末冶金B.铸造C.发泡法D.3D打印6、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7、金属材料在加工过程中会发生组织和性能的变化，那么冷加工和热加工的区别主要是什么？（）A.加工温度不同B.对材料性能的影响不同C.加工方式不同D.以上都是8、在研究材料的光学透明性时，以下关于影响材料透明性的因素的描述，错误的是（）A.材料中的杂质和缺陷会降低透明性B.材料的结晶度越高，透明性越好C.光的波长对材料透明性有影响D.材料的表面粗糙度会影响透明性9、在研究金属材料的疲劳裂纹扩展时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种因素会加快疲劳裂纹的扩展？（）A.降低应力强度因子幅度B.增加材料的韧性C.存在腐蚀环境D.减小裂纹长度10、金属材料的腐蚀防护方法有很多种，那么常见的腐蚀防护方法有哪些？（）A.涂层保护、阴极保护、阳极保护B.选择耐腐蚀材料、控制环境因素C.加入缓蚀剂、进行表面处理D.以上都是11、金属材料的蠕变现象是在高温和恒定应力作用下发生的缓慢变形。对于镍基高温合金，以下哪种因素会显著影响其蠕变性能？（）A.合金元素含量B.晶粒尺寸C.加工工艺D.以上因素均会影响12、在研究材料的阻尼性能时，发现一种高分子材料在玻璃化转变温度附近阻尼性能显著提高。这是因为在该温度附近（）A.分子链运动加剧B.自由体积增加C.内摩擦增大D.以上都是13、金属材料的疲劳寿命是指材料在循环载荷作用下发生疲劳破坏的循环次数，那么影响金属材料疲劳寿命的主要因素有哪些？（）A.应力幅值、应力比、加载频率B.材料的强度、硬度、韧性C.材料的微观结构、表面状态D.以上都是14、在研究陶瓷材料的压电性能时，发现其压电常数与晶体的极化方向有关。以下哪种晶体取向的压电常数最大？（）A.方向B.方向C.方向D.随机方向15、在研究材料的热稳定性时，发现以下哪种添加剂可以提高材料的热分解温度？（）A.阻燃剂B.增塑剂C.抗氧剂D.润滑剂二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）全面分析材料的气敏性能，包括气敏材料的种类和响应机制，讨论影响气敏性能的因素，以及在气体检测中的应用。2、（本题5分）论述材料的电磁屏蔽性能及其影响因素，分析如何设计和制备具有良好电磁屏蔽性能的材料。3、（本题5分）详细阐述材料的微纳制造技术，包括光刻、刻蚀等工艺，分析微纳制造技术对材料性能和器件功能的影响。4、（本题5分）解释材料阻尼性能产生的机制，分析不同阻尼机制（如位错阻尼、界面阻尼等）在工程中的应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析高分子材料的性能调控方法，包括分子结构设计、共混改性和填充增强等方面。2、（本题5分）详细论述材料抗辐射性能的评估方法和标准，以及在核能和航天领域中的应用需求和研究方向。3、（本题5分）深入探讨材料的量子效应和在纳米材料中的表现，分析量子限域、量子隧穿等效应对材料性能的影响，以及在量子器件中的应用。4、（本题5分）详细论述高温合金在航空航天和能源领域的应用需求和性能要求，以及高温合金的研发方向和关键技术。5、（本题5分）论述材料的生物相容性的评价方法和指标，分析影响生物相容性的因素，如材料表面性质、化学组成等，并探讨在医疗器械中的应用。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某陶瓷材料的断裂韧性为5兆帕·米^(1/2)，裂纹长度为2毫米，施加的应力为100兆帕，计算断裂时的临界裂纹尖端张开位移。2、（本题10分）一圆柱形的玻璃管，内半径为8mm，外半径为10mm，长度为50cm，玻璃的密度为2.5g/cm³，计算其质量。3、（本题10