西南大學(xué)《材料分析與測試方法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西南大學(xué)

《材料分析與測試方法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在考察一種用于食品包裝的塑料材料時，需要考慮其阻隔性能和安全性。以下哪種塑料材料可能最適合？（）A.聚乙烯B.聚丙烯C.聚對苯二甲酸乙二醇酯D.聚偏二氯乙烯2、在研究材料的光學(xué)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(xué)成分B.密度C.硬度D.熱3、在研究材料的介電性能時，介電常數(shù)反映了材料儲存電能的能力。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4、在研究材料的耐磨損性能時，以下哪種磨損機(jī)制通常在高載荷和高速度下發(fā)生？（）A.粘著磨損B.磨粒磨損C.疲勞磨損D.腐蝕磨損5、對于一種用于激光加工的光學(xué)材料，要求其具有高的損傷閾值和良好的光學(xué)均勻性。以下哪種材料最有可能符合要求？（）A.藍(lán)寶石B.石英玻璃C.氟化鈣D.以上都是6、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(biāo)。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(dāng)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(zhǔn)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(xué)分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）7、高分子材料在日常生活和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。對于聚乙烯（PE）這種常見的高分子材料，其分子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？（）A.線性結(jié)構(gòu)，分子間作用力小B.支化結(jié)構(gòu)，分子間作用力大C.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，交聯(lián)度高D.體型結(jié)構(gòu)，不溶不熔8、高分子材料的阻燃性能可以通過添加阻燃劑來提高，那么常見的阻燃劑有哪些類型？（）A.鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑B.無機(jī)阻燃劑、有機(jī)阻燃劑、膨脹型阻燃劑C.反應(yīng)型阻燃劑、添加型阻燃劑、復(fù)合型阻燃劑D.以上都是9、金屬材料的蠕變現(xiàn)象是在高溫和恒定應(yīng)力作用下發(fā)生的緩慢變形。對于鎳基高溫合金，以下哪種因素會顯著影響其蠕變性能？（）A.合金元素含量B.晶粒尺寸C.加工工藝D.以上因素均會影響10、對于一種光學(xué)晶體材料，要提高其光學(xué)均勻性，以下哪種方法可能有效？（）A.優(yōu)化生長工藝B.進(jìn)行退火處理C.控制雜質(zhì)含量D.以上都有可能11、在研究一種新型金屬材料的力學(xué)性能時，發(fā)現(xiàn)其抗拉強(qiáng)度明顯高于傳統(tǒng)材料，同時延展性也較好。以下哪種強(qiáng)化機(jī)制最有可能是導(dǎo)致這種性能提升的原因？（）A.固溶強(qiáng)化B.細(xì)晶強(qiáng)化C.沉淀強(qiáng)化D.加工硬化12、在研究材料的疲勞裂紋擴(kuò)展行為時，發(fā)現(xiàn)裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子之間存在一定的關(guān)系。以下哪種關(guān)系能夠較好地描述這種行為？（）A.線性關(guān)系B.拋物線關(guān)系C.指數(shù)關(guān)系D.冪函數(shù)關(guān)系13、在研究金屬材料的熱處理時，淬火和回火是兩個重要的工藝。對于一種中碳鋼，經(jīng)過淬火后得到馬氏體組織，然后進(jìn)行低溫回火，其主要目的是什么？（）A.提高硬度和耐磨性B.消除內(nèi)應(yīng)力，提高韌性C.改善切削加工性能D.細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度14、陶瓷材料的制備工藝對其性能有重要影響，那么陶瓷材料的主要制備工藝有哪些？（）A.粉末冶金法、溶膠-凝膠法、化學(xué)氣相沉積法B.熱壓燒結(jié)法、常壓燒結(jié)法、反應(yīng)燒結(jié)法C.等離子噴涂法、激光熔覆法、爆炸噴涂法D.以上都是15、在分析材料的光催化性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料能夠有效地分解水產(chǎn)生氫氣。以下哪種材料特性對其光催化效率的影響最大？（）A.能帶結(jié)構(gòu)B.表面形貌C.晶體結(jié)構(gòu)D.化學(xué)成分二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述新型碳材料（如富勒烯、碳納米管、石墨烯）的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，分析其應(yīng)用前景和面臨的問題。2、（本題5分）解釋什么是材料的磁電阻效應(yīng)，分析其產(chǎn)生的機(jī)制，并說明在磁存儲和傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋什么是非晶態(tài)材料，論述其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)勢，分析非晶態(tài)材料的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域，如非晶合金和非晶半導(dǎo)體。4、（本題5分）論述金屬基復(fù)合材料的制備方法和性能優(yōu)勢，分析其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述材料的表面改性技術(shù)在改善材料摩擦磨損性能方面的應(yīng)用，包括表面滲碳、滲氮、激光表面處理等，分析其作用機(jī)制和效果。2、（本題5分）全面論述材料的生物醫(yī)用材料的表面改性和生物活性，探討生物醫(yī)用材料表面改性的方法和目的，分析生物活性的評價指標(biāo)和實現(xiàn)途徑。3、（本題5分）探討材料的磨損機(jī)理和耐磨材料的設(shè)計原則，包括粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損等，以及提高材料耐磨性的方法。4、（本題5分）探討高分子材料的降解機(jī)理和可降解材料的設(shè)計原則，包括生物降解、光降解和熱降解等，以及可降解材料的應(yīng)用前景。5、（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。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某種陶瓷材料的斷裂韌性為5MPa·m^(1/2)，一個帶有預(yù)制裂紋的矩形陶瓷試樣，寬度為20毫米，厚度為4毫米，裂紋長度為5毫米，計算試樣斷裂時所需要的應(yīng)力。2、（本題10分）一混凝土構(gòu)件，截面尺寸為30cm×40cm，長度為5m，混凝土的抗壓強(qiáng)度為30MPa，計算構(gòu)件能承受的最大壓力。3、（本題10分）一種形狀記憶合金，在加熱前長度為100mm，加熱后伸長了10mm