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《功能材料概论》2023-2024学年第二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、在研究金属材料的晶体结构时,发现其原子在空间呈规则排列。以下哪种晶体结构具有良好的塑性和韧性?()A.体心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.简单立方晶格2、材料的弹性模量反映了材料抵抗弹性变形的能力。对于同一种材料,在不同的加载方式下,弹性模量是否会发生变化?()A.会变化B.不会变化C.有时会变化,有时不会变化D.取决于加载速度3、在考察材料的阻尼性能时,发现一种材料具有较高的阻尼系数。以下哪种微观机制对其阻尼性能的贡献最大?()A.位错运动B.晶界滑移C.分子链内摩擦D.界面摩擦4、在材料的无损检测方法中,超声波检测可以检测材料内部的缺陷。以下哪种缺陷容易被超声波检测发现?()A.表面裂纹B.内部气孔C.夹杂物D.以上都是5、对于纳米材料,由于其尺寸效应,表现出与常规材料不同的性能。纳米材料的比表面积通常()A.小于常规材料B.等于常规材料C.大于常规材料D.与材料尺寸无关6、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7、在材料的腐蚀过程中,电化学腐蚀是一种常见的形式。以下关于电化学腐蚀的条件和特点的描述,正确的是()A.电化学腐蚀只有在电解质溶液存在时才会发生B.金属在干燥空气中不会发生电化学腐蚀C.电化学腐蚀的速度与金属的电极电位无关D.电化学腐蚀是一种均匀的腐蚀过程8、在高分子材料的溶解过程中,溶剂的选择非常重要。以下关于溶剂选择原则的描述,错误的是()A.溶剂的极性应与高分子材料的极性相似B.溶剂的溶解度参数应与高分子材料接近C.溶剂的挥发性对溶解过程没有影响D.溶剂应具有良好的化学稳定性9、在材料的拉伸试验中,真应力和工程应力的计算方法不同。在材料发生颈缩后,真应力()A.小于工程应力B.等于工程应力C.大于工程应力D.与工程应力无关10、在研究材料的热稳定性时,热重分析(TGA)是一种常用的测试方法。通过TGA曲线,可以得到材料的失重情况。对于一种聚合物材料,在加热过程中出现两次明显的失重阶段,可能的原因是什么?()A.分解产生两种不同的气体产物B.存在两种不同的结晶形态C.发生了两次相变D.以上原因均有可能11、在研究材料的扩散行为时,发现扩散系数与温度密切相关。以下哪种关系能够较好地描述扩散系数与温度的关系?()A.线性关系B.指数关系C.幂函数关系D.对数关系12、在研究陶瓷材料的电学性能时,发现一种陶瓷具有较高的介电常数。以下哪种陶瓷材料最有可能具有这种特性?()A.氧化铝陶瓷B.钛酸钡陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷13、在研究一种用于高温超导的材料时,发现其临界温度受到多种因素的影响。以下哪种因素对临界温度的提升作用最为显著?()A.元素替代B.制备工艺优化C.施加高压D.引入缺陷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、在考察一种用于食品包装的塑料材料时,需要考虑其阻隔性能和安全性。以下哪种塑料材料可能最适合?()A.聚乙烯B.聚丙烯C.聚对苯二甲酸乙二醇酯D.聚偏二氯乙烯16、对于一种用于航空轮胎的橡胶材料,要提高其耐磨性和抗老化性能,以下哪种添加剂的使用可能最为有效?()A.炭黑B.白炭黑C.防老剂D.以上都是17、在分析材料的光学反射性能时,发现以下哪种表面处理可以提高反射率?()A.抛光B.镀膜C.蚀刻D.氧化18、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19、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20、功能高分子材料具有特殊的功能,如离子交换树脂可以用于水处理。对于离子交换树脂,其交换容量主要取决于什么?()A.树脂的种类B.树脂的粒度C.溶液的浓度D.溶液的pH值二、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)论述功能材料的分类和特点,举例说明几种常见功能材料的性能和应用。2、(本题5分)全面分析材料的疲劳裂纹扩展规律,包括Paris公式的应用和意义,讨论影响疲劳裂纹扩展速率的因素,以及在疲劳寿命预测中的作用。3、(本题5分)论述高分子材料的玻璃化转变现象,解释其产生的原因,并说明玻璃化转变温度在高分子材料应用中的重要性。4、(本题5分)材料的磨损机制有哪些?分别阐述磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损的特点和影响因素,并提出相应的耐磨材料设计原则。5、(本题5分)在研究材料的腐蚀行为时,电化学腐蚀的基本原理是什么?请详细说明析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生条件和特点,并提出防止电化学腐蚀的措施。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)某种高分子材料的泊松比为0.35,在单轴拉伸时,纵向应变达到0.1,计算横向应变。2、(本题5分)某种磁性材料的饱和磁化强度为1.5T,磁畴的平均尺寸为10μm,计算一个磁畴的磁矩。3、(本题5分)有一混凝土梁,跨度为8m,承受均布载荷15kN/m,梁的截面为矩形,高300mm,宽200mm,计算最大剪力和最大剪应力。4、(本题5分)一块长方体形状的塑料块,长10厘米,宽8厘米,高6厘米,塑料的密度为1.2克/立方厘米,计算这块塑料块的质量是多少克?5、(本题5分)一块长方形的不锈钢板,长1.5m,宽0.8m,厚度为2mm,不锈钢的密度为7.93g/cm³,计算其质量。四、论述题(本大题共3个小题,共30分)1、(本题10分)详细论述金属材料的热处理工艺对其组织结构和性能的调控作用,包括退火、淬火、回火和正火等工艺
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