中国科学院大学《材料科学与工程专业导论》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页中国科学院大学《材料科学与工程专业导论》

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2分，共40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、在研究一种用于航空航天领域的高强度钛合金时，发现经过特定的热处理工艺后，其强度得到显著提升，但韧性略有下降。以下哪种热处理过程中的相变最可能是导致这种现象的原因？（）A.马氏体相变B.贝氏体相变C.珠光体相变D.奥氏体相变2、在高分子材料的老化过程中，以下哪种因素是导致材料性能下降的主要原因？（）A.光照B.温度C.湿度D.以上都是3、在研究材料的热膨胀性能时，发现一种材料在加热过程中线性膨胀系数较大。以下哪种晶体结构的材料通常具有较大的热膨胀系数？（）A.密排六方结构B.体心立方结构C.面心立方结构D.简单立方结构4、在材料的强化机制中，固溶强化是通过在基体中溶入溶质原子来提高材料强度的。对于铝合金，以下哪种溶质原子的固溶强化效果最显著？（）A.锌B.镁C.铜D.硅5、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6、材料的导电性取决于其内部的电子结构和晶体缺陷。对于半导体材料，如硅，在掺入适量的杂质后，其导电性会发生显著变化。以下哪种杂质的掺入可以使硅成为N型半导体？（）A.硼B.磷C.铝D.镓7、在考察一种用于光学透镜的玻璃材料时，发现其在高温下容易变形。以下哪种成分的调整可以提高玻璃的耐热性能？（）A.增加二氧化硅含量B.减少碱金属氧化物含量C.引入硼氧化物D.以上都是8、在材料的磁致伸缩性能研究中，以下关于磁致伸缩现象和应用的描述，正确的是（）A.磁致伸缩是指材料在磁场作用下发生长度变化B.磁致伸缩效应只存在于磁性金属材料中C.磁致伸缩材料可用于制造扬声器D.磁致伸缩性能与磁场强度无关9、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10、对于一种压电陶瓷材料，要提高其压电系数，以下哪种掺杂元素可能有效？（）A.铅B.钛C.镧D.铌11、在研究材料的疲劳裂纹扩展行为时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种关系能够较好地描述这种行为？（）A.线性关系B.抛物线关系C.指数关系D.幂函数关系12、在考察一种用于防弹头盔的复合材料时，发现其抗冲击性能有待提高。以下哪种增强方式可能最为有效？（）A.增加纤维层数B.改变纤维编织方式C.优化树脂基体D.以上都是13、高分子材料的降解是指材料在自然环境或特定条件下分解的现象，那么高分子材料的降解方式有哪些？（）A.生物降解、光降解、热降解B.化学降解、机械降解、水解降解C.氧化降解、辐射降解、微生物降解D.以上都是14、对于一种纤维增强复合材料，要提高其在特定方向上的强度，以下哪种方法最为有效？（）A.增加纤维的长度B.提高纤维的体积分数C.改善纤维与基体的界面结合D.改变纤维的排列方向15、在研究金属材料的再结晶行为时，发现以下哪种因素会促进再结晶的进行？（）A.变形程度增加B.变形温度升高C.杂质含量增加D.冷却速度加快16、在研究金属的腐蚀行为时，发现一种金属在特定的腐蚀介质中表面形成了一层致密的氧化膜，从而有效地减缓了腐蚀速率。这种氧化膜的形成主要是由于以下哪种机制？（）A.电化学保护B.钝化作用C.物理阻挡D.化学吸附17、在研究材料的扩散现象时，扩散系数是一个重要的参数。对于间隙扩散和置换扩散，以下关于其扩散系数的描述，正确的是？（）A.间隙扩散系数大于置换扩散系数B.间隙扩散系数小于置换扩散系数C.间隙扩散系数等于置换扩散系数D.两者的扩散系数大小关系取决于温度18、一种高分子材料在使用过程中出现了老化现象，表现为性能下降、颜色变黄。以下哪种老化机制最有可能是导致这种现象的主要原因？（）A.热氧老化B.光氧老化C.化学降解D.微生物侵蚀19、对于一种功能陶瓷材料，需要其具有高介电常数和低介电损耗。以下哪种陶瓷材料最有可能满足这些要求？（）A.钛酸锶陶瓷B.铌酸锂陶瓷C.氧化锌陶瓷D.钽酸锂陶瓷20、研究一种半导体材料的电学性能时，发现其电导率随温度升高而迅速增加。这种材料最可能是（）A.本征半导体B.N型半导体C.P型半导体D.绝缘体二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述材料的导电性的本质，分析金属、半导体和绝缘体导电性差异的原因。2、（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。3、（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。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某金属材料的屈服强度为300兆帕，拉伸试样的原始横截面积为200平方毫米，拉伸至屈服时的载荷为60000牛顿，计算此时试样的应变。2、（本题5分）已知某陶瓷材料的导热系数为2W/(m·K)，厚度为10mm，两侧温差为50℃，面积为0.1m²，计算通过该陶瓷的热流量。3、（本题5分）一个圆柱形的塑料棒，直径为10毫米，长度为1米，弹性模量为2GPa，受到100牛顿的轴向拉力，计算伸长量。4、（本题5分）某种光学材料对波长为600nm的光的折射率为1.6，要使其发生全反射，入射角至少为多少度（假设光从空气入射）。5、（本题5分）有一玻璃纤维增强塑料，玻璃纤维的长度为10mm，直径为10μm，纤维体积分数为