中南大学《纳米纺织品》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《纳米纺织品》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、材料的摩擦磨损性能在机械工程中具有重要意义。以下关于摩擦磨损机制和影响因素的描述，正确的是（）A.粘着磨损是由于材料表面的分子间作用力引起B.材料的硬度越高，越容易发生磨损C.润滑可以完全消除材料的磨损D.摩擦系数与接触面积无关2、在研究材料的光学透明性时，以下哪种因素会导致材料的透明度降低？（）A.内部缺陷B.结晶度增加C.杂质含量增多D.以上都是3、对于一种超导材料，要提高其临界电流密度，以下哪种途径较为可行？（）A.优化晶体结构B.降低工作温度C.增加磁场强度D.改变制备方法4、超导材料在低温下具有零电阻和完全抗磁性等奇特性能。对于高温超导材料，其临界温度通常在什么范围内？（）A.液氮温度以下B.液氦温度以下C.室温以上D.0-100K之间5、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6、一种新型的磁性液体在磁场作用下表现出独特的性质。以下哪种应用最有可能利用其这种特性？（）A.密封B.减震C.润滑D.传感器7、在超导材料的研究中，临界温度是一个关键参数。当温度低于临界温度时，材料的电阻（）A.急剧增大B.保持不变C.逐渐减小D.降为零8、在研究材料的导热性能时，发现一种材料的热导率较高。以下哪种因素对材料的热导率贡献最大？（）A.自由电子的运动B.晶格振动C.声子散射D.杂质和缺陷9、在研究材料的磨损性能时，发现一种材料在摩擦过程中磨损量较小，表面损伤轻微。以下哪种磨损机制在这种情况下可能起到了主要作用？（）A.粘着磨损B.磨粒磨损C.疲劳磨损D.氧化磨损10、在研究材料的磁致伸缩性能时，以下哪种材料具有较大的磁致伸缩系数？（）A.铁B.钴C.镍D.稀土合金11、在研究一种用于量子计算的超导材料时，发现其相干时间较短。以下哪种方法可能有助于延长相干时间？（）A.提高材料纯度B.优化制备条件C.降低工作温度D.以上都是12、在研究材料的抗辐射性能时，发现一种材料在辐射环境下性能稳定。以下哪种材料结构特征最有助于提高其抗辐射能力？（）A.致密的晶体结构B.非晶态结构C.纳米结构D.多孔结构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、在材料的表面改性技术中，离子注入可以改变材料表面的性能。对于金属材料表面的离子注入，以下哪种离子的注入可以提高其耐磨性？（）A.氮离子B.氧离子C.氢离子D.钠离子15、在分析材料的热导率时，发现以下哪种晶体结构的材料热导率通常较高？（）A.面心立方B.体心立方C.密排六方D.简单立方16、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17、在研究材料的摩擦磨损性能时，以下哪种因素对磨损量的影响最为显著？（）A.载荷大小B.滑动速度C.接触面积D.材料硬度18、对于功能梯度材料，其性能沿某一方向逐渐变化。以下哪种性能可以通过功能梯度材料来实现渐变？（）A.硬度B.密度C.热导率D.以上都是19、高分子材料的阻燃性能可以通过添加阻燃剂来提高，那么常见的阻燃剂有哪些类型？（）A.卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂B.无机阻燃剂、有机阻燃剂、膨胀型阻燃剂C.反应型阻燃剂、添加型阻燃剂、复合型阻燃剂D.以上都是20、在材料的腐蚀防护中，涂层防护是一种常用的方法。对于有机涂层，其防护作用主要取决于什么？（）A.涂层的厚度B.涂层的硬度C.涂层与基体的结合力D.涂层的颜色二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释材料的电性能与材料的能带结构的关系。分析导体、半导体和绝缘体的能带结构特点，并举例说明在电子器件中的应用。2、（本题5分）详细阐述材料的光学晶体的生长方法和性能特点，分析光学晶体在激光技术和光学通信中的应用，以及晶体质量对性能的影响。3、（本题5分）论述在材料表面处理中，电镀和化学镀的基本原理、工艺流程和各自的优缺点。4、（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。5、（本题5分）详细阐述材料热稳定性的评价方法和指标，分析影响材料热稳定性的因素，并说明如何通过材料设计和改性来提高热稳定性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某高分子材料的粘弹性响应可以用Maxwell模型描述，已知弹性模量和粘性系数，计算在给定应力下的应变随时间的变化。2、（本题5分）在材料的光学性能测试中，一种玻璃对波长为550纳米的光的折射率为1.5，计算光在该玻璃中的传播速度。3、（本题5分）一种金属材料的疲劳寿命为10^6次时的应力幅为150MPa，计算在应力幅为120MPa时的疲劳寿命。4、（本题5分）某种金属的热膨胀系数为12×10⁻⁶/K，从20°C加热到100°C，原长度为500mm，计算其伸长量。5、（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。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述纳米材料的尺寸效应和表面效应，分析其对纳米材料物理、化学和力学性能的显著影响，探讨纳米材料在催化、生物