香港科技大學(xué)（廣州）《無機材料工程設(shè)計基礎(chǔ)》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頁香港科技大學(xué)（廣州）《無機材料工程設(shè)計基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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2分，共40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、對于半導(dǎo)體材料，其導(dǎo)電性能主要取決于載流子的濃度和遷移率。已知一種新型半導(dǎo)體材料在低溫下導(dǎo)電性能較差，但隨著溫度升高導(dǎo)電性能迅速提高。以下哪種因素最可能是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因？（）A.施主雜質(zhì)濃度增加B.受主雜質(zhì)濃度增加C.本征激發(fā)增強D.晶格散射減弱2、復(fù)合材料的分類方法有很多種，那么常見的復(fù)合材料分類方法有哪些？（）A.按增強相的形態(tài)分類、按基體材料分類B.按性能特點分類、按用途分類C.按制備方法分類、按結(jié)構(gòu)形式分類D.以上都是3、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)。當(dāng)環(huán)境溫度從低于Tg升高到高于Tg時，高分子材料的力學(xué)性能通常會發(fā)生顯著變化。以下哪種描述最能準(zhǔn)確反映這種變化？（）A.從脆性轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性B.從彈性轉(zhuǎn)變?yōu)檎承訡.從高硬度轉(zhuǎn)變?yōu)榈陀捕菵.從高強度轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛷姸?、復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成，具有優(yōu)異的綜合性能。對于碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以下關(guān)于其性能特點的描述，正確的是？（）A.強度高、模量高、耐腐蝕性好B.強度低、模量低、耐腐蝕性差C.強度高、模量低、耐腐蝕性好D.強度低、模量高、耐腐蝕性差5、在金屬的塑性變形過程中，會產(chǎn)生位錯等缺陷。隨著變形程度的增加，位錯密度也會增加。下列關(guān)于位錯對金屬性能影響的描述，錯誤的是（）A.位錯密度增加會提高金屬的強度B.位錯運動是金屬塑性變形的主要機制C.位錯會降低金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性D.位錯密度越高，金屬的韌性越好6、一種新型的復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域有潛在應(yīng)用。為了滿足輕量化要求，應(yīng)重點關(guān)注以下哪種性能指標(biāo)？（）A.強度-重量比B.硬度-重量比C.彈性模量-重量比D.韌性-重量比7、在研究一種用于激光焊接的金屬材料時，發(fā)現(xiàn)焊縫處存在氣孔和裂紋等缺陷。以下哪種焊接工藝參數(shù)的調(diào)整可能有助于減少這些缺陷？（）A.降低焊接速度B.增加激光功率C.優(yōu)化保護氣體流量D.以上都是8、在研究金屬的腐蝕行為時，發(fā)現(xiàn)一種金屬在特定的腐蝕介質(zhì)中表面形成了一層致密的氧化膜，從而有效地減緩了腐蝕速率。這種氧化膜的形成主要是由于以下哪種機制？（）A.電化學(xué)保護B.鈍化作用C.物理阻擋D.化學(xué)吸附9、在分析一種用于電子線路板的聚合物基板材料時，需要考慮其介電性能。以下哪種因素對介電常數(shù)的影響最大？（）A.分子極性B.結(jié)晶度C.孔隙率D.分子量10、在研究材料的光學(xué)透明性時，以下哪種因素會導(dǎo)致材料的透明度降低？（）A.內(nèi)部缺陷B.結(jié)晶度增加C.雜質(zhì)含量增多D.以上都是11、在材料的腐蝕防護方法中，涂層防護是一種常用的手段。以下哪種涂層能夠提供較好的防腐效果？（）A.有機涂層B.無機涂層C.金屬涂層D.復(fù)合涂層12、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13、在考察材料的生物相容性時，發(fā)現(xiàn)一種材料在植入生物體后沒有引起明顯的免疫反應(yīng)。以下哪種材料特性是其具有良好生物相容性的主要原因？（）A.表面化學(xué)性質(zhì)B.力學(xué)性能C.熱性能D.電性能14、材料的摩擦磨損性能在機械工程中具有重要意義。以下關(guān)于摩擦磨損機制和影響因素的描述，正確的是（）A.粘著磨損是由于材料表面的分子間作用力引起B(yǎng).材料的硬度越高，越容易發(fā)生磨損C.潤滑可以完全消除材料的磨損D.摩擦系數(shù)與接觸面積無關(guān)15、在研究材料的疲勞裂紋擴展時，Paris公式描述了裂紋擴展速率與應(yīng)力強度因子幅的關(guān)系。對于一種材料，已知其Paris公式中的參數(shù)，當(dāng)應(yīng)力強度因子幅增大時，裂紋擴展速率會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.先增大后減小D.先減小后增大16、在研究一種用于太陽能熱水器的吸熱涂層材料時，發(fā)現(xiàn)其吸收率較低。以下哪種方法可以提高吸收率？（）A.增加涂層厚度B.優(yōu)化涂層成分C.制備粗糙表面D.以上都是17、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18、材料的熱膨脹系數(shù)是指材料在溫度變化時尺寸的變化率，那么影響材料熱膨脹系數(shù)的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)B.溫度范圍、加熱速率C.材料的制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)D.以上都是19、在研究一種用于磁性傳感器的軟磁材料時，發(fā)現(xiàn)其磁導(dǎo)率不夠高。以下哪種因素最有可能限制磁導(dǎo)率的提升？（）A.殘余應(yīng)力B.雜質(zhì)含量C.晶界結(jié)構(gòu)D.以上都是20、在材料的阻尼性能研究中，以下關(guān)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(guān)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二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述金屬材料的疲勞裂紋萌生機制和影響因素，分析如何通過材料的微觀結(jié)構(gòu)和表面處理來抑制疲勞裂紋的萌生。2、（本題5分）深入探討材料的光電性能，包括光電轉(zhuǎn)換效率、光響應(yīng)特性等，分析影響光電性能的因素，以及在太陽能電池和光電探測器中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述材料的熱障涂層的作用和要求，分析其失效機制，并說明提高熱障涂層性能的途徑。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）已知某種鋼材的彈性模量為200GPa，受到1000N的拉力，試樣橫截面積為50mm2，計算其伸長量。2、（本題5分）一塊陶瓷板的斷裂韌性為3MPa·m^1/2，裂紋長度為1.5毫米，計算斷裂時的應(yīng)力。3、（本題5分）有一圓柱形金屬棒，直徑為10mm，長度為50cm，材料的密度為8.9g/cm3，計算該金屬棒的質(zhì)量。4、（本題5分）某種陶瓷材料的硬度為2000HV，壓頭為金剛石圓錐，試驗力為1500N，計算壓痕表面積。5、（本題5分）有一金屬薄板，面積為0.8m2，厚度為0.8mm，材料的電導(dǎo)率為8×10^6S/m，施加8V的電壓，計算通過薄板的電流。四、論述題（本大題共2個小