中国矿业大学《纳米材料与纳米技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《纳米材料与纳米技术》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、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2、在分析材料的导热性能时，发现以下哪种结构的材料导热各向异性较为明显？（）A.单晶材料B.多晶材料C.非晶材料D.复合材料3、在分析一种用于航天器热防护的隔热材料时，发现其隔热效果不理想。以下哪种因素最有可能是造成这种情况的原因？（）A.材料的热导率较高B.隔热层厚度不足C.材料的热稳定性差D.以上都是4、在研究材料的热膨胀性能时，以下关于热膨胀系数与材料结构关系的描述，错误的是（）A.共价键材料的热膨胀系数通常较小B.晶体结构对称性越高，热膨胀系数越大C.材料的孔隙率对热膨胀系数有影响D.原子间结合力越强，热膨胀系数越小5、在研究材料的阻尼性能时，发现一种材料在振动过程中能够有效地消耗能量。以下哪种机制最有可能是其高阻尼的原因？（）A.位错阻尼B.界面阻尼C.热弹性阻尼D.磁滞阻尼6、陶瓷材料的强度测试通常采用三点弯曲或四点弯曲的方法。对于同一种陶瓷材料，在三点弯曲和四点弯曲试验中，得到的强度值是否相同？（）A.相同B.不同C.有时相同，有时不同D.取决于加载速度7、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8、在研究一种用于太阳能热水器的吸热涂层材料时，发现其吸收率较低。以下哪种方法可以提高吸收率？（）A.增加涂层厚度B.优化涂层成分C.制备粗糙表面D.以上都是9、对于形状记忆合金，在一定条件下可以恢复其原始形状。以下哪种形状记忆合金应用最为广泛？（）A.钛镍合金B.铜基合金C.铁基合金D.以上都不是10、在研究材料的热稳定性时，以下哪种测试方法可以评估材料在高温下的重量变化？（）A.热重分析（TGA）B.差示扫描量热法（DSC）C.热机械分析（TMA）D.动态热机械分析（DMA）11、材料的热性能对于其在不同环境下的应用至关重要。热膨胀系数是描述材料热膨胀特性的重要参数。以下关于热膨胀系数的说法，正确的是（）A.所有材料的热膨胀系数都随温度升高而增大B.热膨胀系数越大，材料在温度变化时的尺寸稳定性越好C.金属材料的热膨胀系数通常大于陶瓷材料D.热膨胀系数与材料的晶体结构无关12、在金属材料的冷加工过程中，以下关于冷加工变形机制和影响的描述，正确的是（）A.冷加工主要通过位错滑移实现B.冷加工会提高金属的塑性C.冷加工不会改变金属的晶体结构D.冷加工对金属的硬度没有影响13、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14、陶瓷材料的烧结过程是其制备的关键步骤。在烧结过程中，影响陶瓷致密化的主要因素有哪些？（）A.烧结温度、保温时间、颗粒尺寸B.压力、气氛、添加剂C.模具形状、成型方法、脱模剂D.原料纯度、搅拌速度、干燥时间15、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16、对于非晶态材料，其结构特点决定了其性能。以下关于非晶态材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.不存在长程有序和短程有序B.存在短程有序但不存在长程有序C.存在长程有序但不存在短程有序D.长程有序和短程有序都存在，但程度较低17、在考察一种磁性材料的磁滞回线时，发现其矫顽力较大，剩磁较高。这种磁性材料最有可能应用于以下哪个领域？（）A.信息存储B.电磁屏蔽C.电动机D.变压器18、材料的磁性是其重要的物理性能之一。对于铁磁性材料，以下描述正确的是（）A.铁磁性材料在居里温度以上会转变为顺磁性B.铁磁性材料的磁化强度与外加磁场强度成正比C.铁磁性材料的磁导率是一个常数D.所有金属都是铁磁性材料19、对于一种金属玻璃材料，其具有优异的力学性能和耐腐蚀性。以下哪种制备方法常用于获得金属玻璃？（）A.铸造法B.粉末冶金法C.溅射法D.快速凝固法20、对于金属基复合材料，以下哪种增强相能够同时提高材料的强度和耐磨性？（）A.陶瓷颗粒B.碳纤维C.金属纤维D.玻璃纤维二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）说明在研究磁性材料的磁性能时，需要测量的主要参数，并解释这些参数的物理意义和应用。2、（本题5分）详细阐述光学材料的光学性能指标（如折射率、透光率）及其影响因素，以及如何优化光学材料的性能。3、（本题5分）解释什么是梯度功能材料，论述其结构设计和性能特点，分析制备梯度功能材料的方法和应用领域。4、（本题5分）详细分析纳米材料的特性（如表面效应、量子尺寸效应），以及这些特性在材料性能改进中的应用。5、（本题5分）详细论述热障涂层材料的性能要求，分析氧化锆涂层和其他涂层材料在热导率和热膨胀系数方面的差异及原因。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一球形的钨合金球，直径为15毫米，钨合金的密度为19.3克/立方厘米，求球的质量。2、（本题5分）有一长方体的石墨块，长、宽、高分别为8cm、5cm、2cm，石墨的电阻率为8×10⁻⁶Ω·m，计算石墨块的电阻。3、（本题5分）一块边长为5cm的正方体陶瓷块，热导率为2W/(m·K)，一侧面温度为300°C，另一侧面温度为50°C，计算热传递的功率。4、（本题5分）某种金属的热扩散系数为6平方厘米/秒，初始温度均匀为150℃，一端突然加热到300℃，经过8秒，计算距离加热端4厘米处的温度。5、（本题5分）一个长方体的陶瓷电容器，长8毫米，宽5毫米，高3毫米，相对介电常数为1000，施加10伏特的电压，计算电容量。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述功能梯度材料的设计原则和制备技术，研究其性能梯度分