北京理工大學(xué)《材料設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《材料設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在考察一種用于光學(xué)纖維的玻璃材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在傳輸光信號(hào)時(shí)存在較大的損耗。以下哪種因素最有可能是導(dǎo)致光損耗的主要原因？（）A.雜質(zhì)吸收B.瑞利散射C.非線性效應(yīng)D.以上都是2、對(duì)于金屬材料，常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方和密排六方，其中哪種結(jié)構(gòu)的金屬具有較高的塑性？（）A.面心立方B.體心立方C.密排六方D.以上三種結(jié)構(gòu)塑性相同3、在分析一種用于電子封裝的陶瓷基板材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其熱膨脹系數(shù)與芯片不匹配。以下哪種方法可以調(diào)整熱膨脹系數(shù)？（）A.改變陶瓷的組成B.引入纖維增強(qiáng)C.控制燒結(jié)工藝D.以上都是4、在研究材料的聲學(xué)性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料具有良好的吸聲效果。以下哪種材料微觀結(jié)構(gòu)特征最有可能是導(dǎo)致其吸聲性能良好的原因？（）A.多孔結(jié)構(gòu)B.纖維狀結(jié)構(gòu)C.層狀結(jié)構(gòu)D.顆粒狀結(jié)構(gòu)5、在材料的電學(xué)性能中，材料的導(dǎo)電性可以分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體，那么半導(dǎo)體材料的主要特點(diǎn)是什么？（）A.導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間B.具有特定的能帶結(jié)構(gòu)C.可以通過(guò)摻雜改變導(dǎo)電性D.以上都是6、金屬間化合物具有獨(dú)特的性能和結(jié)構(gòu)。對(duì)于TiAl這種金屬間化合物，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域是？（）A.航空航天B.電子通訊C.醫(yī)療器械D.日常生活用品7、超導(dǎo)材料在低溫下具有零電阻和完全抗磁性等奇特性能。對(duì)于高溫超導(dǎo)材料，其臨界溫度通常在什么范圍內(nèi)？（）A.液氮溫度以下B.液氦溫度以下C.室溫以上D.0-100K之間8、在研究材料的介電性能時(shí)，介電常數(shù)反映了材料儲(chǔ)存電能的能力。以下哪種材料通常具有較高的介電常數(shù)？（）A.陶瓷材料B.高分子材料C.金屬材料D.半導(dǎo)體材料9、材料的耐腐蝕性是指材料在特定環(huán)境下抵抗腐蝕的能力，那么影響材料耐腐蝕性的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)B.環(huán)境因素、腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)C.材料的表面狀態(tài)、加工工藝D.以上都是10、在分析材料的摩擦磨損性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在特定的摩擦條件下表現(xiàn)出良好的耐磨性。以下哪種因素對(duì)其耐磨性的貢獻(xiàn)最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.潤(rùn)滑條件D.摩擦副的材料11、在研究陶瓷材料的電學(xué)性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種陶瓷具有較高的介電常數(shù)。以下哪種陶瓷材料最有可能具有這種特性？（）A.氧化鋁陶瓷B.鈦酸鋇陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷12、在研究陶瓷材料的電擊穿性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)擊穿場(chǎng)強(qiáng)與陶瓷的氣孔率有關(guān)。氣孔率越高，擊穿場(chǎng)強(qiáng)通常會(huì)（）A.升高B.降低C.不變D.先降低后升高13、在納米材料的研究中，納米粒子的尺寸效應(yīng)對(duì)材料性能有重要影響。當(dāng)納米粒子尺寸減小到一定程度時(shí)，以下哪種性能會(huì)發(fā)生顯著變化？（）A.光學(xué)性能B.電學(xué)性能C.磁學(xué)性能D.以上都是14、在研究材料的光學(xué)性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料對(duì)特定波長(zhǎng)的光具有很強(qiáng)的吸收能力。這種吸收現(xiàn)象主要是由于材料內(nèi)部的以下哪種作用？（）A.電子躍遷B.分子振動(dòng)C.晶格振動(dòng)D.自由電子運(yùn)動(dòng)15、高分子材料的老化會(huì)導(dǎo)致其性能下降。對(duì)于聚乙烯塑料，在戶外長(zhǎng)期使用時(shí)，主要的老化因素是什么？（）A.紫外線輻射B.濕度C.氧氣D.溫度16、在研究金屬間化合物的性能時(shí)，以下哪種金屬間化合物具有良好的高溫強(qiáng)度和抗氧化性能？（）A.鋁鈦化合物B.鎳鋁化合物C.鐵硅化合物D.銅鋅化合物17、在分析一種用于風(fēng)力發(fā)電葉片的復(fù)合材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)分層現(xiàn)象。以下哪種因素最有可能是導(dǎo)致分層的主要原因？（）A.環(huán)境濕度B.疲勞載荷C.界面結(jié)合不良D.以上都是18、在材料的強(qiáng)化機(jī)制中，固溶強(qiáng)化是通過(guò)在基體中溶入溶質(zhì)原子來(lái)提高材料強(qiáng)度的。對(duì)于鋁合金，以下哪種溶質(zhì)原子的固溶強(qiáng)化效果最顯著？（）A.鋅B.鎂C.銅D.硅19、對(duì)于一種用于鋰離子電池的負(fù)極材料，要提高其充放電循環(huán)性能，以下哪種策略可能最為有效？（）A.構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)B.表面改性C.優(yōu)化材料的孔隙率D.以上都是20、在金屬的塑性變形過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷。隨著變形程度的增加，位錯(cuò)密度也會(huì)增加。下列關(guān)于位錯(cuò)對(duì)金屬性能影響的描述，錯(cuò)誤的是（）A.位錯(cuò)密度增加會(huì)提高金屬的強(qiáng)度B.位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)是金屬塑性變形的主要機(jī)制C.位錯(cuò)會(huì)降低金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性D.位錯(cuò)密度越高，金屬的韌性越好二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在研究材料的疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的微觀機(jī)制時(shí)，常用的微觀分析方法和技術(shù)。2、（本題5分）詳細(xì)解釋壓電材料的壓電效應(yīng)，介紹常見(jiàn)的壓電材料及其在傳感器、驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）論述金屬材料在腐蝕環(huán)境中的主要腐蝕類(lèi)型，分析每種腐蝕類(lèi)型的特點(diǎn)和形成機(jī)制，并提出相應(yīng)的防護(hù)措施。4、（本題5分）論述高分子材料的降解機(jī)制和影響因素，如光降解、熱降解和生物降解等，分析降解對(duì)環(huán)境的影響，并介紹可降解高分子材料的發(fā)展和應(yīng)用。5、（本題5分）闡述非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)，分析其制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在材料的熱穩(wěn)定性測(cè)試中，一種聚合物從25℃加熱到300℃，質(zhì)量損失了20%，原始質(zhì)量為50克，計(jì)算剩余質(zhì)量是多少克？2、（本題5分）某種鋼材的屈服強(qiáng)度為450MPa，拉伸試樣的原始直徑為10mm，標(biāo)距長(zhǎng)度為50mm，拉伸試驗(yàn)后斷裂時(shí)的直徑為7mm，標(biāo)距長(zhǎng)度為70mm，計(jì)算其抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。3、（本題5分）某聚合物材料的拉伸強(qiáng)度為40兆帕，試樣的原始橫截面積為50平方毫米，拉伸至斷裂時(shí)的載荷是多少牛頓？4、（本題5分）在金屬材料的硬度測(cè)試中，使用洛氏硬度計(jì)，壓頭壓入試樣的深度為0.2毫米，表盤(pán)讀數(shù)為80，已知硬度與壓入深度和表盤(pán)讀數(shù)的關(guān)系為H=100-0.002h-0.001R，其中h為壓入深度（毫米），R為表盤(pán)讀數(shù)，計(jì)算該金屬材料的洛氏硬度值。5、（本題5分）有一圓柱形的聚合物泡沫，底面半徑為6cm，高度為8cm，聚合物泡沫的密度為0.05g/cm3，計(jì)算泡沫的質(zhì)量。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)論述材料的聲學(xué)性能（如聲速、聲衰減）的測(cè)試方法和應(yīng)用，分析影響聲學(xué)性能的因素，如