新疆工程學(xué)院《納米材料與器件》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁新疆工程學(xué)院

《納米材料與器件》2023-2024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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在材料的拉伸試驗(yàn)中，屈服強(qiáng)度是一個(gè)重要的力學(xué)性能指標(biāo)。以下哪種材料的屈服強(qiáng)度通常較高？（）A.純鋁B.低碳鋼C.純銅D.純鈦2、對(duì)于一種新型的納米材料，其具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。以下哪種現(xiàn)象最能體現(xiàn)納米材料的量子尺寸效應(yīng)？（）A.光學(xué)吸收邊發(fā)生藍(lán)移B.比表面積顯著增大C.硬度大幅提高D.熱穩(wěn)定性增強(qiáng)3、在研究金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其原子在空間呈規(guī)則排列。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)具有良好的塑性和韌性？（）A.體心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.簡(jiǎn)單立方晶格4、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5、陶瓷材料通常具有高強(qiáng)度、高硬度和耐高溫的特性。在陶瓷材料的制備過程中，燒結(jié)是一個(gè)關(guān)鍵步驟。下列關(guān)于陶瓷材料燒結(jié)過程的描述，正確的是（）A.燒結(jié)過程中，顆粒之間通過物質(zhì)遷移實(shí)現(xiàn)致密化B.提高燒結(jié)溫度總是能提高陶瓷材料的性能C.延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間對(duì)陶瓷材料的性能沒有影響D.燒結(jié)過程中不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)6、復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，當(dāng)纖維方向與受力方向一致時(shí)，以下哪種性能會(huì)顯著提高？（）A.拉伸強(qiáng)度B.沖擊韌性C.斷裂伸長(zhǎng)率D.硬度7、在考察一種用于燃料電池雙極板的材料時(shí)，需要同時(shí)考慮其導(dǎo)電性、耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。以下哪種材料可能最為合適？（）A.不銹鋼B.石墨C.鈦合金D.以上都不是8、在陶瓷材料的制備過程中，為了提高其韌性，常常采用添加纖維增強(qiáng)的方法。以下哪種纖維材料與陶瓷基體的相容性較好，能更有效地提高韌性？（）A.碳纖維B.玻璃纖維C.金屬纖維D.陶瓷纖維9、在研究材料的電導(dǎo)機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種半導(dǎo)體材料在低溫下主要是由雜質(zhì)電導(dǎo)貢獻(xiàn)。隨著溫度升高，本征電導(dǎo)逐漸起主導(dǎo)作用。以下哪種因素決定了這種轉(zhuǎn)變的溫度？（）A.雜質(zhì)濃度B.禁帶寬度C.載流子遷移率D.晶體結(jié)構(gòu)10、對(duì)于玻璃材料，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其性能。以下關(guān)于玻璃材料結(jié)構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.長(zhǎng)程有序，短程無序B.長(zhǎng)程無序，短程有序C.長(zhǎng)程和短程均有序D.長(zhǎng)程和短程均無序11、在金屬的強(qiáng)化機(jī)制中，細(xì)晶強(qiáng)化是一種有效的方法。通過細(xì)化晶粒，可以同時(shí)提高金屬的強(qiáng)度和塑性。以下哪種工藝可以實(shí)現(xiàn)金屬的細(xì)晶強(qiáng)化？（）A.淬火B(yǎng).回火C.正火D.變質(zhì)處理12、在金屬材料的疲勞試驗(yàn)中，疲勞極限是指材料在無限次循環(huán)應(yīng)力作用下不發(fā)生疲勞破壞的（）A.最大應(yīng)力B.最小應(yīng)力C.平均應(yīng)力D.應(yīng)力幅13、在材料的疲勞性能研究中，疲勞極限是衡量材料抗疲勞能力的重要指標(biāo)。對(duì)于一種鋁合金材料，經(jīng)過多次循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)，確定其疲勞極限為200MPa。如果實(shí)際工作應(yīng)力為150MPa，且應(yīng)力比為0.2，預(yù)計(jì)其疲勞壽命大約是多少？（）A.10^5次B.10^6次C.10^7次D.10^8次14、材料的導(dǎo)熱性能對(duì)于熱管理和散熱應(yīng)用非常重要。以下關(guān)于材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素的描述，錯(cuò)誤的是（）A.材料的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)有顯著影響B(tài).材料中的雜質(zhì)會(huì)降低導(dǎo)熱系數(shù)C.溫度升高，材料的導(dǎo)熱系數(shù)總是增大D.孔隙率增加，材料的導(dǎo)熱系數(shù)減小15、對(duì)于一種用于污水處理的吸附材料，要提高其吸附容量和選擇性，以下哪種改性方法可能最為有效？（）A.表面官能團(tuán)化B.構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)C.負(fù)載金屬離子D.以上都是16、在復(fù)合材料的設(shè)計(jì)中，需要考慮增強(qiáng)體和基體的相容性。以下哪種因素對(duì)相容性影響較大？（）A.化學(xué)組成B.熱膨脹系數(shù)C.彈性模量D.以上都是17、對(duì)于高分子材料的老化現(xiàn)象，以下哪種老化方式主要是由于紫外線輻射引起的？（）A.熱老化B.光老化C.化學(xué)老化D.生物老化18、在考察一種用于高溫密封的橡膠材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在高溫下容易老化失效。以下哪種改進(jìn)措施可能有助于提高其高溫性能？（）A.更換橡膠品種B.使用耐高溫的添加劑C.進(jìn)行硫化處理D.以上都是19、對(duì)于高分子材料，其性能受到分子量及分子量分布的影響。一般來說，分子量增大，材料的強(qiáng)度通常會(huì)（）A.降低B.不變C.先升高后降低D.升高20、對(duì)于一種用于傳感器的壓電材料，要提高其靈敏度，以下哪種方法最為有效？（）A.選擇具有更高壓電系數(shù)的材料B.優(yōu)化晶體取向C.減小材料的尺寸D.以上都是21、對(duì)于一種功能陶瓷材料，如壓電陶瓷，其具有將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的特性。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)特征是壓電陶瓷能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的關(guān)鍵？（）A.非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)B.密堆積結(jié)構(gòu)C.層狀結(jié)構(gòu)D.立方結(jié)構(gòu)22、材料的熱性能對(duì)于其在不同環(huán)境下的應(yīng)用至關(guān)重要。熱膨脹系數(shù)是描述材料熱膨脹特性的重要參數(shù)。以下關(guān)于熱膨脹系數(shù)的說法，正確的是（）A.所有材料的熱膨脹系數(shù)都隨溫度升高而增大B.熱膨脹系數(shù)越大，材料在溫度變化時(shí)的尺寸穩(wěn)定性越好C.金屬材料的熱膨脹系數(shù)通常大于陶瓷材料D.熱膨脹系數(shù)與材料的晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)23、對(duì)于一種新型的碳材料，如石墨烯，其具有獨(dú)特的電學(xué)和力學(xué)性能。以下哪種應(yīng)用領(lǐng)域最有可能首先受益于石墨烯的這些特性？（）A.航空航天B.電子器件C.生物醫(yī)學(xué)D.能源存儲(chǔ)24、在分析材料的聲學(xué)發(fā)射性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下哪種情況下聲學(xué)發(fā)射信號(hào)較強(qiáng)？（）A.材料屈服B.材料斷裂C.材料彈性變形D.材料蠕變25、在研究金屬的塑性變形過程中，發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)對(duì)變形起到了關(guān)鍵作用。以下哪種因素會(huì)對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)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(huì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)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）論述生物醫(yī)用材料的性能要求和分類，分析其在醫(yī)療器械和組織工程中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)說明在研究金屬泡沫材料時(shí)，孔隙率和孔結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，以及制備過程中的控制方法。4、（本題5分）高分子材料的分子量及其分布對(duì)材料性能有重要影響。請(qǐng)解釋分子量和分子量分布是如何影響高分子材料的力學(xué)性能、溶解性和加工性能的。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一塊邊長(zhǎng)為10cm的正方形金屬板，在500N的拉力作用下，伸長(zhǎng)了0.1mm，計(jì)算該金屬的彈性模量。2、（本題5分）一塊平行四邊形的銅板，底為8厘米，高為5厘米，厚度為1.5毫米，銅的密度為8.9克/立方厘米，計(jì)算質(zhì)量。3、（本題5分）某半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為1.8電子伏特，計(jì)算其在室溫下的本征電導(dǎo)率。4、（本題5分）一種磁性材料的磁導(dǎo)率為200，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為200奧斯特的磁場(chǎng)中，計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度。5、（本題5分）一個(gè)圓柱形的陶瓷電容器，內(nèi)外半徑分別為5mm和10mm，高度為20mm，陶瓷的相對(duì)介電常數(shù)為1000，計(jì)算其電容值。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫原理和性能要求，分析常見儲(chǔ)氫材料如金屬氫化物、碳基材料和配位氫化物的特點(diǎn)和儲(chǔ)氫性能，論