中国农业大学《材料选择与设计》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院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、金属间化合物具有独特的性能和结构。以下关于金属间化合物特点和应用的描述，正确的是（）A.金属间化合物的塑性通常较好B.金属间化合物的硬度低于纯金属C.金属间化合物可用于高温结构材料D.金属间化合物在常温下容易加工成型2、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3、在高分子材料的合成过程中，聚合方法的选择对材料性能有重要影响。以下关于聚合方法的描述，正确的是（）A.自由基聚合反应速度快，但产物分子量分布宽B.离子聚合只能用于合成小分子化合物C.逐步聚合产物的分子量随反应时间线性增加D.所有聚合方法都可以得到高纯度的高分子材料4、复合材料的界面是影响其性能的重要因素，那么复合材料界面的主要作用是什么？（）A.传递载荷、阻止裂纹扩展B.改善相容性、提高结合强度C.调节性能、增强稳定性D.以上都是5、在研究材料的摩擦磨损性能时，发现润滑剂的使用能够显著降低磨损。以下哪种润滑剂的作用机制主要是形成油膜隔离？（）A.固体润滑剂B.液体润滑剂C.气体润滑剂D.半固体润滑剂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、在分析材料的光催化性能时，发现一种材料能够有效地分解水产生氢气。以下哪种材料特性对其光催化效率的影响最大？（）A.能带结构B.表面形貌C.晶体结构D.化学成分8、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9、在分析一种用于电子封装的陶瓷基板材料时，发现其热膨胀系数与芯片不匹配。以下哪种方法可以调整热膨胀系数？（）A.改变陶瓷的组成B.引入纤维增强C.控制烧结工艺D.以上都是10、对于一种形状记忆合金，其能够在一定条件下恢复到预先设定的形状。以下哪种合金体系最常被用于形状记忆应用？（）A.铜基合金B.铁基合金C.钛镍合金D.钴基合金11、研究一种新型复合材料，其由纤维增强体和基体组成。在承受拉伸载荷时，以下哪种情况最能有效地发挥纤维增强体的作用？（）A.纤维与基体的结合强度适中B.纤维的长度较短C.纤维的体积分数较低D.纤维的弹性模量低于基体12、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13、在研究材料的热变形行为时，以下哪种测试方法可以测量材料的热膨胀系数？（）A.差示扫描量热法B.热机械分析C.动态热机械分析D.以上都是14、对于一种聚合物材料，在不同的溶剂中表现出不同的溶解性。以下哪种因素对聚合物的溶解性影响最大？（）A.聚合物的分子量B.溶剂的极性C.聚合物的结晶度D.温度15、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16、对于一种用于手机外壳的镁合金材料，要提高其耐蚀性和表面硬度，以下哪种表面处理技术可能最为适用？（）A.微弧氧化B.电镀C.化学镀D.气相沉积17、材料的阻尼性能是指材料在振动过程中消耗能量的能力，那么影响材料阻尼性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、微观结构B.温度、频率、应变幅值C.材料的制备工艺、热处理条件D.以上都是18、对于一种光学材料，需要其在特定波长范围内具有高透明度和低折射率。以下哪种材料最有可能满足这些要求？（）A.玻璃B.晶体C.塑料D.陶瓷19、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20、对于一种用于激光加工的光学材料，要求其具有高的损伤阈值和良好的光学均匀性。以下哪种材料最有可能符合要求？（）A.蓝宝石B.石英玻璃C.氟化钙D.以上都是二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明材料的电学性能中的介电损耗，论述其产生机制和影响因素，分析在电容器和绝缘材料中的应用和控制方法。2、（本题5分）论述陶瓷材料的增韧机制，包括相变增韧、纤维增韧等，并举例说明其应用。3、（本题5分）论述电子显微镜在材料微观结构分析中的应用，包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和扫描隧道显微镜（STM）等，解释它们的工作原理和能够提供的信息。4、（本题5分）详细阐述梯度功能材料的概念和特点，分析其制备方法和应用领域。5、（本题5分）详细阐述材料的气敏性能，包括气敏机制、气敏材料的种类和应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一圆柱形的镁合金零件，直径为60mm，长度为80cm，承受扭矩为3000N·m，镁合金的剪切模量为40GPa，计算零件的最大切应力。2、（本题5分）一圆柱形的钛合金棒，直径为50mm，长度为1m，承受轴向拉力为1200kN，钛合金的屈服强度为1000MPa，计算棒的伸长量。3、（本题5分）某合金的抗拉强度为600兆帕，试样在拉伸实验中断裂时的横截面积为150平方毫米，计算断裂时的拉伸力是多少牛顿？4、（本题5分）一种金属材料的屈服强度为350MPa，抗拉强度为500MPa。现要制造一个承受拉力为100kN的零件，计算该零件所需的最小横截面积。5、（本题5分）某种聚合物的粘弹性行为可以用Maxwell模型描述，弹簧模量为10MPa，粘壶粘度为5×10⁴Pa·s，施加应力为5MPa，计算应变随时间的变化。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）探讨材料的光学性能，如透光性、反射率和折射率等，对材料在光学器件和显示技术中的应用及如何进行优