南京大学金陵学院《材料科学基础（上）》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页南京大学金陵学院《材料科学基础（上）》

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15个小题，每小题2分，共30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、对于一种用于污水处理的吸附材料，要提高其吸附容量和选择性，以下哪种改性方法可能最为有效？（）A.表面官能团化B.构建多孔结构C.负载金属离子D.以上都是2、在研究超导材料时，发现其在低温下电阻突然降为零。以下哪种理论可以较好地解释超导现象？（）A.能带理论B.自由电子气模型C.库珀对理论D.价键理论3、在研究材料的热膨胀性能时，热膨胀系数是一个重要的参数。对于大多数陶瓷材料，其热膨胀系数与金属材料相比，通常是怎样的？（）A.较大B.较小C.相当D.无法比较4、对于一种新型的碳材料，如石墨烯，其具有独特的电学和力学性能。以下哪种应用领域最有可能首先受益于石墨烯的这些特性？（）A.航空航天B.电子器件C.生物医学D.能源存储5、对于高分子材料，其玻璃化转变温度是一个重要的性能指标。当一种聚合物的玻璃化转变温度升高时，通常意味着其（）A.耐热性提高B.柔韧性增强C.加工性能变好D.结晶度降低6、在陶瓷材料的增韧机制中，相变增韧是一种重要的方法。以下关于相变增韧原理和效果的描述，正确的是（）A.相变增韧是通过改变陶瓷的晶体结构来实现B.相变增韧会降低陶瓷材料的强度C.只有部分陶瓷材料可以通过相变增韧D.相变增韧对陶瓷材料的耐磨性没有影响7、在研究金属材料的强度和塑性时，发现一种合金在经过特定的热处理工艺后，其抗拉强度显著提高，但塑性略有下降。以下哪种微观结构的变化最有可能是导致这种现象的原因？（）A.晶粒细化B.析出强化C.固溶强化D.位错密度增加8、在研究金属材料的再结晶过程时，发现再结晶温度与变形程度有关。变形程度越大，再结晶温度通常会（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低9、在考察材料的生物相容性时，发现一种材料在植入生物体后没有引起明显的免疫反应。以下哪种材料特性是其具有良好生物相容性的主要原因？（）A.表面化学性质B.力学性能C.热性能D.电性能10、在电子材料领域，半导体材料的导电性能对器件性能起着关键作用。以下哪种半导体材料的禁带宽度较大？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟11、研究一种用于电子封装的高分子材料，需要其具有低的热膨胀系数和高的导热性能。以下哪种高分子材料的改性方法最有可能同时满足这两个要求？（）A.填充金属颗粒B.引入交联结构C.共混其他高分子D.增加分子量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、在研究材料的导热性能时，热导率是一个重要的参数。对于金属材料，其热导率随温度的升高通常会怎样变化？（）A.升高B.降低C.先升高后降低D.先降低后升高14、在材料的失效分析中，断裂是一种常见的失效形式。对于脆性断裂和韧性断裂，以下关于其断口特征的描述，正确的是？（）A.脆性断裂断口平齐，韧性断裂断口粗糙B.脆性断裂断口粗糙，韧性断裂断口平齐C.脆性断裂和韧性断裂断口都平齐D.脆性断裂和韧性断裂断口都粗糙15、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3个小题，共15分)1、（本题5分）解释什么是智能材料，论述智能材料的种类和性能特点，分析其响应机制和应用领域，如形状记忆合金和压电材料。2、（本题5分）详细说明形状记忆合金的原理和性能特点。分析形状记忆合金的应用领域（如医疗器械、航空航天和智能结构）和发展趋势，并探讨其性能优化的途径。3、（本题5分）论述材料热稳定性的评价方法和影响因素，分析如何通过材料组成和结构设计来提高材料的热稳定性。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨梯度功能材料的结构设计和性能特点，分析制备过程中的梯度控制和性能优化，论述梯度功能材料在热防护、生物医学和电子领域的应用和发展前景。2、（本题5分）深入探讨材料的软物质材料的特点和应用，分析液晶、胶体和聚合物凝胶等软物质的结构和性能，以及在显示、药物传递等方面的应用。3、（本题5分）全面论述磁性半导体材料在自旋电子学器件中的应用原理和关键技术，以及磁性半导体材料的研究现状和挑战。4、（本题5分）论述金属材料在不同温度和加载速率下的力学性能变化规律，包括屈服强度、抗拉强度、延伸率等，并分析其微观机制。5、（本题5分）论述材料的微纳制造技术的发展和应用，分析光刻、刻蚀等工艺在微纳器件制造中的关键技术和挑战，并探讨在集成电路和微机电系统中的应用。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一块平行四边形的金属片，底边长为12厘米，高为8厘米，厚度为1毫米，金属的密度为8.8克/立方厘米，计算这块金属片的质量是多少克？2、（本题10分）某种聚合物的玻璃化转变温度为80℃，在20℃时的储能模