中國礦業(yè)大學徐海學院《金屬材料學》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料通過一定的工藝復(fù)合而成。在纖維增強復(fù)合材料中，纖維的排布方式對復(fù)合材料的性能有著重要影響。以下關(guān)于纖維排布方式的描述，正確的是（）A.隨機排布的纖維增強復(fù)合材料各向同性B.單向排布的纖維增強復(fù)合材料在纖維方向上強度最高C.多層交叉排布的纖維增強復(fù)合材料力學性能均勻D.纖維排布方式對復(fù)合材料的熱性能沒有影響2、對于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個重要的性能指標。已知某種聚合物在較低溫度下呈現(xiàn)脆性，隨著溫度升高逐漸變得柔韌。當溫度升高到一定值時，材料的性能發(fā)生顯著變化，這個轉(zhuǎn)變溫度通常被稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在以下哪種測試方法中最容易準確測定該聚合物的Tg？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動態(tài)力學分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）3、復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成。在纖維增強復(fù)合材料中，纖維的主要作用是（）A.增加材料的韌性B.提高材料的強度C.改善材料的加工性能D.降低材料的成本4、在研究金屬的塑性變形過程中，發(fā)現(xiàn)位錯運動對變形起到了關(guān)鍵作用。以下哪種因素會對位錯運動產(chǎn)生阻礙？（）A.溶質(zhì)原子B.第二相粒子C.晶界D.以上均會5、對于一種用于航空發(fā)動機渦輪葉片的單晶高溫合金，以下哪種晶體取向的高溫性能最優(yōu)？（）A.B.C.D.隨機取向6、在分析材料的光學反射性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種表面處理可以提高反射率？（）A.拋光B.鍍膜C.蝕刻D.氧化7、一種高分子共混物在性能上優(yōu)于其組成的單一聚合物。以下哪種因素對共混物性能的改善起到了關(guān)鍵作用？（）A.相容性B.分子量C.分子鏈結(jié)構(gòu)D.結(jié)晶度8、在分析材料的熱性能時，需要考慮熱導率這個參數(shù)。以下哪種材料通常具有較高的熱導率？（）A.高分子材料B.陶瓷材料C.金屬材料D.復(fù)合材料9、在考察一種用于超導磁懸浮的高溫超導材料時，發(fā)現(xiàn)其在磁場下性能不穩(wěn)定。以下哪種因素最有可能是導致這種不穩(wěn)定的原因？（）A.磁通釘扎能力不足B.超導相分布不均勻C.熱穩(wěn)定性差D.以上都是10、在材料的電學性能中，材料的導電性可以分為導體、半導體和絕緣體，那么半導體材料的主要特點是什么？（）A.導電性介于導體和絕緣體之間B.具有特定的能帶結(jié)構(gòu)C.可以通過摻雜改變導電性D.以上都是11、材料的導熱性能對于熱管理和散熱應(yīng)用非常重要。以下關(guān)于材料導熱系數(shù)的影響因素的描述，錯誤的是（）A.材料的晶體結(jié)構(gòu)對導熱系數(shù)有顯著影響B(tài).材料中的雜質(zhì)會降低導熱系數(shù)C.溫度升高，材料的導熱系數(shù)總是增大D.孔隙率增加，材料的導熱系數(shù)減小12、一種陶瓷材料在受到?jīng)_擊載荷時容易發(fā)生斷裂。以下哪種方法可以提高其抗沖擊性能？（）A.引入纖維增韌B.減小晶粒尺寸C.增加孔隙率D.改變晶體結(jié)構(gòu)13、在磁性材料中，根據(jù)磁化特性的不同可以分為軟磁材料和硬磁材料。軟磁材料通常具有（）A.高矯頑力和高剩磁B.低矯頑力和低剩磁C.高矯頑力和低剩磁D.低矯頑力和高剩磁14、復(fù)合材料的力學性能通常優(yōu)于單一材料，那么復(fù)合材料力學性能的主要特點有哪些？（）A.高強度、高剛度、低密度B.良好的韌性、抗疲勞性、耐腐蝕性C.可設(shè)計性強、性能各向異性D.以上都是15、在研究材料的電學性能時，電導率反映了材料的導電能力。以下哪種因素會導致金屬材料的電導率降低？（）A.溫度升高B.雜質(zhì)含量增加C.冷加工D.以上都是16、一種新型的納米材料在實驗中表現(xiàn)出了獨特的性能。以下哪種測試方法最適合用于表征其納米尺度的結(jié)構(gòu)和形貌？（）A.掃描電子顯微鏡（SEM）B.透射電子顯微鏡（TEM）C.原子力顯微鏡（AFM）D.X射線衍射（XRD）17、在材料的磁致伸縮性能研究中，以下關(guān)于磁致伸縮現(xiàn)象和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.磁致伸縮是指材料在磁場作用下發(fā)生長度變化B.磁致伸縮效應(yīng)只存在于磁性金屬材料中C.磁致伸縮材料可用于制造揚聲器D.磁致伸縮性能與磁場強度無關(guān)18、對于一種纖維增強復(fù)合材料，要提高其在特定方向上的強度，以下哪種方法最為有效？（）A.增加纖維的長度B.提高纖維的體積分數(shù)C.改善纖維與基體的界面結(jié)合D.改變纖維的排列方向19、在研究材料的光學性能時，折射率是一個重要的參數(shù)。對于玻璃材料，其折射率主要與什么有關(guān)？（）A.化學成分B.密度C.硬度D.熱20、在分析一種新型的生物醫(yī)用材料時，需要考慮其與生物體的相容性。以下哪種材料特性對生物相容性的影響最為關(guān)鍵？（）A.表面化學性質(zhì)B.力學性能C.降解速率D.電導率21、在考察一種用于激光切割的金屬板材時，發(fā)現(xiàn)切割邊緣質(zhì)量不佳。以下哪種因素最有可能是導致這一問題的原因？（）A.板材的化學成分不均勻B.激光參數(shù)設(shè)置不合理C.板材表面存在氧化層D.以上都是22、一種高分子材料在使用過程中出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，表現(xiàn)為性能下降、顏色變黃。以下哪種老化機制最有可能是導致這種現(xiàn)象的主要原因？（）A.熱氧老化B.光氧老化C.化學降解D.微生物侵蝕23、復(fù)合材料的界面對于其性能有著重要影響。對于纖維增強復(fù)合材料，良好的界面結(jié)合應(yīng)該具備哪些特點？（）A.高強度、高韌性、低殘余應(yīng)力B.低強度、高韌性、高殘余應(yīng)力C.高強度、低韌性、高殘余應(yīng)力D.低強度、低韌性、低殘余應(yīng)力24、在研究陶瓷材料的電擊穿性能時，發(fā)現(xiàn)擊穿場強與陶瓷的氣孔率有關(guān)。氣孔率越高，擊穿場強通常會（）A.升高B.降低C.不變D.先降低后升高25、高分子材料的老化是指材料在使用過程中性能逐漸下降的現(xiàn)象，那么高分子材料老化的主要原因有哪些？（）A.光氧化、熱氧化、化學腐蝕B.機械應(yīng)力、輻射、微生物作用C.濕度、溫度、氧氣D.以上都是26、金屬材料在冷加工變形后，會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。對于銅材，經(jīng)過較大程度的冷加工變形后，若要恢復(fù)其塑性，應(yīng)進行何種熱處理？（）A.退火B(yǎng).正火C.淬火D.回火27、在高分子材料的熱塑性和熱固性分類中，以下關(guān)于兩者特點和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.熱塑性高分子材料可以反復(fù)加熱成型B.熱固性高分子材料的強度低于熱塑性材料C.熱塑性材料通常用于制造耐高溫部件D.熱固性材料的加工工藝簡單28、對于一種新型的陶瓷基復(fù)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29、一種復(fù)合材料由基體和增強相組成，若要提高其在高溫下的性能，應(yīng)優(yōu)先考慮以下哪種措施？（）A.更換基體材料B.增加增強相的含量C.優(yōu)化界面結(jié)合D.改變制備工藝30、在研究材料的耐腐蝕性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種表面處理技術(shù)可以形成有效的防護層？（）A.化學鍍B.物理氣相沉積C.溶膠-凝膠法D.以上都可以二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討材料的磁致伸縮材料的性能和應(yīng)用，研究其磁致伸縮效應(yīng)的原理和影響因素，以及在傳感器和驅(qū)動器中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細論述材料的離子注入改性的原理和應(yīng)用，分析離子注入對材料表面性能和組織結(jié)構(gòu)的影響，并探討在材料表面強化中的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述材料的吸波性能的原理和應(yīng)用，分析影響吸波性能的因素，如材料電磁參數(shù)、涂層厚度等，并探討在電磁隱身中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述材料的疲勞裂紋擴展的影響因素和抑制策略，分析應(yīng)力強度因子、材料微觀結(jié)構(gòu)、環(huán)境等對疲勞裂紋擴展的作用，研究抑制疲勞裂紋擴展的方法。5、（本題5分）探討復(fù)合材料的界面設(shè)計和優(yōu)化方法，包括界面結(jié)合強度、界面相容性和界面殘余應(yīng)力的控制等方面。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析仿生材料的設(shè)計理念和研究進展，舉例說明其在醫(yī)學和工程中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細說明材料的熱分析技術(shù)，如差熱分析、熱重分析和差示掃描量熱分析等，闡述每種技術(shù)的原理和應(yīng)用范圍，以及在材料研究中的作用。3、（本題5分）論述材料的光學薄膜的制備技術(shù)，如濺射鍍膜和蒸發(fā)鍍膜等，比較它們的優(yōu)缺點和適用范圍。4、（本題5分）詳細闡述金屬材料的疲勞破壞現(xiàn)象，解釋疲勞裂紋的萌生和擴展機制，分析影響金屬疲勞壽命的因素及提高疲勞性能的方法。5、（本題5分）解釋高分子材料在溶液中溶解性良好的原因，討論分子結(jié)構(gòu)對溶解性的影響規(guī)律和在高分子材料加工中的應(yīng)用。四、計算