北京理工大學《能源材料》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《能源材料》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在研究金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)時，面心立方晶格的原子配位數(shù)為12，致密度為0.74。對于體心立方晶格，其原子配位數(shù)和致密度分別是多少？（）A.8和0.68B.12和0.74C.6和0.58D.4和0.342、在復合材料的設計中，需要考慮增強體和基體的相容性。以下哪種因素對相容性影響較大？（）A.化學組成B.熱膨脹系數(shù)C.彈性模量D.以上都是3、一種新型的儲氫材料在實驗中表現(xiàn)出了較高的儲氫容量。以下哪種材料體系最有可能具有這種性能？（）A.金屬氫化物B.碳納米管C.金屬有機框架（MOF）D.以上均有可能4、對于一種用于電動汽車電池的隔膜材料，要提高其離子透過性和安全性，以下哪種材料特性的優(yōu)化最為關鍵？（）A.孔隙率和孔徑分布B.化學穩(wěn)定性C.熱關閉性能D.以上都是5、在材料的表面改性技術中，離子注入可以改變材料表面的性能。對于金屬材料表面的離子注入，以下哪種離子的注入可以提高其耐磨性？（）A.氮離子B.氧離子C.氫離子D.鈉離子6、納米材料由于其特殊的尺寸效應，表現(xiàn)出與常規(guī)材料不同的性能。以下關于納米材料性能特點的描述，正確的是（）A.納米材料的熔點隨著顆粒尺寸減小而升高B.納米材料的硬度通常低于常規(guī)材料C.納米材料的比表面積大，活性高D.納米材料的光學性能與常規(guī)材料相同7、在材料的疲勞裂紋擴展過程中，裂紋擴展速率與應力強度因子幅之間的關系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛頓定律描述D.胡克定律描述8、在研究一種用于量子計算的超導材料時，發(fā)現(xiàn)其相干時間較短。以下哪種方法可能有助于延長相干時間？（）A.提高材料純度B.優(yōu)化制備條件C.降低工作溫度D.以上都是9、在材料的強化機制中，固溶強化是通過在基體中溶入溶質(zhì)原子來提高材料強度的。對于鋁合金，以下哪種溶質(zhì)原子的固溶強化效果最顯著？（）A.鋅B.鎂C.銅D.硅10、在研究材料的疲勞裂紋擴展行為時，發(fā)現(xiàn)裂紋擴展速率與應力強度因子之間存在一定的關系。以下哪種關系能夠較好地描述這種行為？（）A.線性關系B.拋物線關系C.指數(shù)關系D.冪函數(shù)關系11、在材料的阻尼性能研究中，以下關于阻尼機制和影響因素的描述，正確的是（）A.內(nèi)摩擦是材料阻尼的主要來源B.材料的阻尼性能與溫度無關C.高分子材料的阻尼性能優(yōu)于金屬材料D.阻尼性能對材料的振動特性沒有影響12、在研究金屬材料的疲勞性能時，通常會對試樣進行循環(huán)加載。當加載應力水平較低但循環(huán)次數(shù)很高時，材料發(fā)生疲勞破壞，以下哪種理論能較好地解釋這一現(xiàn)象？（）A.位錯理論B.滑移理論C.斷裂力學理論D.晶體結(jié)構(gòu)理論13、在研究材料的擴散現(xiàn)象時，擴散系數(shù)是一個重要的參數(shù)。對于間隙擴散和置換擴散，以下關于其擴散系數(shù)的描述，正確的是？（）A.間隙擴散系數(shù)大于置換擴散系數(shù)B.間隙擴散系數(shù)小于置換擴散系數(shù)C.間隙擴散系數(shù)等于置換擴散系數(shù)D.兩者的擴散系數(shù)大小關系取決于溫度14、對于一種用于石油管道的防腐涂層材料，以下哪種性能對其長期防護效果的影響最大？（）A.附著力B.耐化學腐蝕性C.抗?jié)B透性D.硬度15、在材料的失效分析中，斷裂是一種常見的失效形式。以下關于斷裂類型和特征的描述，正確的是（）A.脆性斷裂通常伴隨著較大的塑性變形B.韌性斷裂的斷口呈現(xiàn)出河流花樣C.疲勞斷裂的斷口具有明顯的疲勞輝紋D.環(huán)境斷裂與材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無關16、玻璃是一種常見的無機非金屬材料，具有多種性能特點。以下關于玻璃的結(jié)構(gòu)和性能的描述，正確的是（）A.玻璃是一種晶體材料，具有固定的熔點B.玻璃的強度主要取決于其化學組成C.玻璃的熱穩(wěn)定性差，容易因溫度變化而破裂D.玻璃的導電性良好，可用于制造電子器件17、對于一種新型的陶瓷基復合材料，其由氧化鋁陶瓷基體和碳纖維增強體組成。在高溫環(huán)境下使用時，發(fā)現(xiàn)其性能逐漸下降。以下哪種因素最有可能是造成性能下降的主要原因？（）A.碳纖維氧化B.陶瓷基體晶界滑移C.界面結(jié)合強度降低D.熱膨脹系數(shù)不匹配18、在研究聚合物的流變性能時，發(fā)現(xiàn)其在一定剪切速率下表現(xiàn)出非牛頓流體的特征。以下哪種聚合物結(jié)構(gòu)因素可能導致這種現(xiàn)象？（）A.長鏈支化B.線性結(jié)構(gòu)C.低分子量D.高結(jié)晶度19、在分析一種用于骨科植入物的生物材料時，需要考慮其生物活性和力學相容性。以下哪種材料可能最符合要求？（）A.鈦合金B(yǎng).羥基磷灰石C.聚醚醚酮D.以上都不是20、在研究超導材料時，臨界溫度是一個關鍵參數(shù)。以下關于超導材料臨界溫度的影響因素的描述，錯誤的是（）A.材料的化學成分對臨界溫度有重要影響B(tài).壓力增大通常會提高超導材料的臨界溫度C.雜質(zhì)的存在會降低超導材料的臨界溫度D.臨界溫度與材料的晶體結(jié)構(gòu)無關二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析金屬陶瓷材料的組成和性能特點，以及其在刀具和模具等領域的應用。2、（本題5分）深入探討材料的電性能，包括導電性、介電性、壓電性等，分析影響材料電性能的因素，以及在電子器件中的應用和發(fā)展趨勢。3、（本題5分）詳細分析材料在磨損過程中的表面變化和損傷機制，討論如何通過表面處理和潤滑技術來減少磨損，并舉例說明在實際工程中的應用。4、（本題5分）詳細分析高分子共混物中相容性對性能的影響，探討提高相容性的方法和手段。5、（本題5分）詳細解釋材料的磁電阻效應，分析其在磁存儲和傳感器領域的應用前景和面臨的挑戰(zhàn)。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某種聚合物的分子量分布如下：分子量為10000的占10%，分子量為20000的占30%，分子量為30000的占40%，分子量為40000的占20%，計算該聚合物的數(shù)均分子量和重均分子量。2、（本題5分）一塊長方形的銅板，長為40cm，寬為30cm，厚度為1.5mm，銅的熱導率為400W/(m·K)，銅板兩側(cè)的溫差為100°C，計算通過銅板的熱流量。3、（本題5分）一個圓錐形的鎳合金零件，底面直徑為12毫米，高為18毫米，密度為8.9克/立方厘米，計算質(zhì)量。4、（本題5分）某高分子材料的粘彈性響應可以用Maxwell模型描述，已知彈性模量和粘性系數(shù)，計算在給定應力下的應變隨時間的變化。5、（本題5分）有一玻璃纖維增強塑料，玻璃纖維的長度為10mm，直徑為10μm，纖維體積分數(shù)為30%，計算單位體積中玻璃纖維的根數(shù)。四、論述題（本大題共3