新疆工程学院《材料性能研究技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、对于一种超导材料，除了临界温度和临界电流密度外，还有一个重要的参数是临界磁场。以下哪种因素会影响超导材料的临界磁场？（）A.材料的纯度B.晶体结构C.制备工艺D.以上均会2、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3、高分子材料的玻璃化转变温度是指材料从玻璃态转变为高弹态的温度，那么影响高分子材料玻璃化转变温度的主要因素有哪些？（）A.分子结构、分子量、交联度B.添加剂、共混比例、结晶度C.测试方法、升温速率、冷却方式D.以上都是4、一种新型的碳材料在能源领域有潜在应用。以下哪种碳材料可能具有较高的比容量？（）A.石墨烯B.碳纤维C.活性炭D.碳纳米管5、对于一种用于燃料电池的质子交换膜材料，以下哪种性能指标对其性能的影响最为关键？（）A.质子传导率B.化学稳定性C.机械强度D.气体渗透性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、在金属材料的热处理过程中，淬火可以显著提高材料的硬度。但淬火后材料往往存在较大内应力，需要进行（）A.正火B.回火C.退火D.渗碳8、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9、对于一种用于电动汽车电池的隔膜材料，要提高其离子透过性和安全性，以下哪种材料特性的优化最为关键？（）A.孔隙率和孔径分布B.化学稳定性C.热关闭性能D.以上都是10、在陶瓷材料的制备过程中，烧结是一个关键步骤。以下哪种因素对于陶瓷材料烧结过程中的致密化程度影响最大？（）A.烧结温度B.烧结时间C.粉末颗粒大小D.气氛控制11、一种高分子复合材料在受力时出现银纹现象。以下哪种因素对银纹的形成和发展影响较大？（）A.应力水平B.温度C.湿度D.材料组成12、在陶瓷材料的烧结助剂选择中，需要考虑多个因素。以下关于烧结助剂作用和选择原则的描述，正确的是（）A.烧结助剂可以降低烧结温度，但会降低陶瓷的性能B.烧结助剂的加入量越多，陶瓷的烧结效果越好C.烧结助剂应与陶瓷材料具有良好的化学相容性D.所有的氧化物都可以作为陶瓷的烧结助剂13、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14、在陶瓷材料的离子导电性能研究中，以下哪种陶瓷具有较高的离子电导率？（）A.氧化锆B.氧化铝C.氧化镁D.氧化钙15、在研究材料的疲劳性能时，疲劳极限是一个重要的指标。以下关于疲劳极限的描述，错误的是（）A.材料的疲劳极限是指在无限次循环加载下不发生疲劳破坏的最大应力B.表面粗糙度对材料的疲劳极限没有影响C.提高材料的强度可以提高其疲劳极限D.材料的疲劳极限与加载频率无关16、在考察一种用于建筑结构的钢材时，发现其在寒冷环境下容易发生脆性断裂。以下哪种措施可以提高钢材的低温韧性？（）A.降低含碳量B.加入微量合金元素C.进行调质处理D.以上都是17、一种高分子共混材料的性能不理想。为了改善其性能，可以通过以下哪种方法？（）A.调整共混比例B.加入相容剂C.改变加工工艺D.以上都可以18、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19、高分子材料的性能可以通过添加剂进行调节，那么常见的高分子材料添加剂有哪些？（）A.增塑剂、稳定剂、阻燃剂B.润滑剂、着色剂、抗静电剂C.填充剂、增强剂、发泡剂D.以上都是20、在研究材料的电导机制时，发现一种半导体材料在低温下主要是由杂质电导贡献。随着温度升高，本征电导逐渐起主导作用。以下哪种因素决定了这种转变的温度？（）A.杂质浓度B.禁带宽度C.载流子迁移率D.晶体结构二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释材料的热电性能，分析影响热电效率的因素，以及如何提高材料的热电性能。2、（本题5分）详细说明高分子材料的老化机制，包括热老化、光老化和化学老化。分析影响老化的因素，并提出延缓高分子材料老化的方法。3、（本题5分）详细说明材料的磁致伸缩现象，论述其原理和性能特点，分析影响磁致伸缩性能的因素及在传感器和驱动器中的应用。4、（本题5分）论述材料的抗氧化性能的评价方法，分析影响材料抗氧化能力的主要因素，并提出提高材料抗氧化性能的措施。5、（本题5分）详细阐述玻璃材料的结构和性能特点，分析影响玻璃性能的因素，如成分、温度和压力等，以及玻璃材料的应用领域。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）已知一种金属的晶格类型为面心立方，原子量为60g/mol，晶格常数为0.4nm，计算该金属的理论密度。2、（本题5分）某种液晶材料的扭曲角为90°，液晶盒厚度为10μm，折射率各向异性为0.1，计算光通过该液晶盒的相位差。3、（本题5分）某种半导体材料的禁带宽度为2.0eV，吸收系数为10^4cm⁻¹。当用波长为600nm的光照射时，计算光的穿透深度。4、（本题5分）某种陶瓷材料的热导率为20W/(m·K)，厚度为10mm，两侧温差为50℃，计算通过该陶瓷材料的热流密度。5、（本题5分）有一形状复杂的铸铁零件，体积为800cm³，密度为7.2g/cm³，计算该零件的质量。若要对其进行表面渗碳处理，渗碳层厚度要求达到2mm，渗碳剂的消耗速率为0.5g/cm²·h，计算渗碳处理所需的时间。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）分析金属材料的冷加工和热加