中國農(nóng)業(yè)大學(xué)《材料選擇與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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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20個(gè)小題，每小題1分，共20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、金屬間化合物具有獨(dú)特的性能和結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于金屬間化合物特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.金屬間化合物的塑性通常較好B.金屬間化合物的硬度低于純金屬C.金屬間化合物可用于高溫結(jié)構(gòu)材料D.金屬間化合物在常溫下容易加工成型2、在陶瓷材料的增韌機(jī)制中，相變?cè)鲰g是一種重要的方法。以下關(guān)于相變?cè)鲰g原理和效果的描述，正確的是（）A.相變?cè)鲰g是通過改變陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)B.相變?cè)鲰g會(huì)降低陶瓷材料的強(qiáng)度C.只有部分陶瓷材料可以通過相變?cè)鲰gD.相變?cè)鲰g對(duì)陶瓷材料的耐磨性沒有影響3、在高分子材料的合成過程中，聚合方法的選擇對(duì)材料性能有重要影響。以下關(guān)于聚合方法的描述，正確的是（）A.自由基聚合反應(yīng)速度快，但產(chǎn)物分子量分布寬B.離子聚合只能用于合成小分子化合物C.逐步聚合產(chǎn)物的分子量隨反應(yīng)時(shí)間線性增加D.所有聚合方法都可以得到高純度的高分子材料4、復(fù)合材料的界面是影響其性能的重要因素，那么復(fù)合材料界面的主要作用是什么？（）A.傳遞載荷、阻止裂紋擴(kuò)展B.改善相容性、提高結(jié)合強(qiáng)度C.調(diào)節(jié)性能、增強(qiáng)穩(wěn)定性D.以上都是5、在研究材料的摩擦磨損性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)潤滑劑的使用能夠顯著降低磨損。以下哪種潤滑劑的作用機(jī)制主要是形成油膜隔離？（）A.固體潤滑劑B.液體潤滑劑C.氣體潤滑劑D.半固體潤滑劑6、陶瓷材料的強(qiáng)度測試通常采用三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲的方法。對(duì)于同一種陶瓷材料，在三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，得到的強(qiáng)度值是否相同？（）A.相同B.不同C.有時(shí)相同，有時(shí)不同D.取決于加載速度7、在分析材料的光催化性能時(shí)，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(duì)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8、陶瓷材料的燒結(jié)過程是其制備的關(guān)鍵步驟。在燒結(jié)過程中，影響陶瓷致密化的主要因素有哪些？（）A.燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、顆粒尺寸B.壓力、氣氛、添加劑C.模具形狀、成型方法、脫模劑D.原料純度、攪拌速度、干燥時(shí)間9、在分析一種用于電子封裝的陶瓷基板材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其熱膨脹系數(shù)與芯片不匹配。以下哪種方法可以調(diào)整熱膨脹系數(shù)？（）A.改變陶瓷的組成B.引入纖維增強(qiáng)C.控制燒結(jié)工藝D.以上都是10、對(duì)于一種形狀記憶合金，其能夠在一定條件下恢復(fù)到預(yù)先設(shè)定的形狀。以下哪種合金體系最常被用于形狀記憶應(yīng)用？（）A.銅基合金B(yǎng).鐵基合金C.鈦鎳合金D.鈷基合金11、研究一種新型復(fù)合材料，其由纖維增強(qiáng)體和基體組成。在承受拉伸載荷時(shí)，以下哪種情況最能有效地發(fā)揮纖維增強(qiáng)體的作用？（）A.纖維與基體的結(jié)合強(qiáng)度適中B.纖維的長度較短C.纖維的體積分?jǐn)?shù)較低D.纖維的彈性模量低于基體12、在研究超導(dǎo)材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在低溫下電阻突然降為零。以下哪種理論可以較好地解釋超導(dǎo)現(xiàn)象？（）A.能帶理論B.自由電子氣模型C.庫珀對(duì)理論D.價(jià)鍵理論13、在研究材料的熱變形行為時(shí)，以下哪種測試方法可以測量材料的熱膨脹系數(shù)？（）A.差示掃描量熱法B.熱機(jī)械分析C.動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析D.以上都是14、對(duì)于一種聚合物材料，在不同的溶劑中表現(xiàn)出不同的溶解性。以下哪種因素對(duì)聚合物的溶解性影響最大？（）A.聚合物的分子量B.溶劑的極性C.聚合物的結(jié)晶度D.溫度15、高分子材料的分子量及其分布對(duì)其性能有著重要影響。對(duì)于聚苯乙烯（PS）這種高分子材料，分子量分布較寬時(shí)，其力學(xué)性能會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.強(qiáng)度增加，韌性降低B.強(qiáng)度降低，韌性增加C.強(qiáng)度和韌性都增加D.強(qiáng)度和韌性都降低16、對(duì)于一種用于手機(jī)外殼的鎂合金材料，要提高其耐蝕性和表面硬度，以下哪種表面處理技術(shù)可能最為適用？（）A.微弧氧化B.電鍍C.化學(xué)鍍D.氣相沉積17、材料的阻尼性能是指材料在振動(dòng)過程中消耗能量的能力，那么影響材料阻尼性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)B.溫度、頻率、應(yīng)變幅值C.材料的制備工藝、熱處理?xiàng)l件D.以上都是18、對(duì)于一種光學(xué)材料，需要其在特定波長范圍內(nèi)具有高透明度和低折射率。以下哪種材料最有可能滿足這些要求？（）A.玻璃B.晶體C.塑料D.陶瓷19、一種復(fù)合材料由纖維增強(qiáng)體和基體材料組成，纖維具有高強(qiáng)度和高模量，基體材料具有良好的韌性和耐腐蝕性。在承受外力作用時(shí)，以下哪種情況最能發(fā)揮復(fù)合材料的優(yōu)勢？（）A.拉伸應(yīng)力B.壓縮應(yīng)力C.剪切應(yīng)力D.彎曲應(yīng)力20、對(duì)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.以上都是二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明材料的電學(xué)性能中的介電損耗，論述其產(chǎn)生機(jī)制和影響因素，分析在電容器和絕緣材料中的應(yīng)用和控制方法。2、（本題5分）論述陶瓷材料的增韌機(jī)制，包括相變?cè)鲰g、纖維增韌等，并舉例說明其應(yīng)用。3、（本題5分）論述電子顯微鏡在材料微觀結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，包括透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和掃描隧道顯微鏡（STM）等，解釋它們的工作原理和能夠提供的信息。4、（本題5分）詳細(xì)闡述梯度功能材料的概念和特點(diǎn)，分析其制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域。5、（本題5分）詳細(xì)闡述材料的氣敏性能，包括氣敏機(jī)制、氣敏材料的種類和應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一圓柱形的鎂合金零件，直徑為60mm，長度為80cm，承受扭矩為3000N·m，鎂合金的剪切模量為40GPa，計(jì)算零件的最大切應(yīng)力。2、（本題5分）一圓柱形的鈦合金棒，直徑為50mm，長度為1m，承受軸向拉力為1200kN，鈦合金的屈服強(qiáng)度為1000MPa，計(jì)算棒的伸長量。3、（本題5分）某合金的抗拉強(qiáng)度為600兆帕，試樣在拉伸實(shí)驗(yàn)中斷裂時(shí)的橫截面積為150平方毫米，計(jì)算斷裂時(shí)的拉伸力是多少牛頓？4、（本題5分）一種金屬材料的屈服強(qiáng)度為350MPa，抗拉強(qiáng)度為500MPa。現(xiàn)要制造一個(gè)承受拉力為100kN的零件，計(jì)算該零件所需的最小橫截面積。5、（本題5分）某種聚合物的粘彈性行為可以用Maxwell模型描述，彈簧模量為10MPa，粘壺粘度為5×10?Pa·s，施加應(yīng)力為5MPa，計(jì)算應(yīng)變隨時(shí)間的變化。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）探討材料的光學(xué)性能，如透光性、反射率和折射率等，對(duì)材料在光學(xué)器件和顯示技術(shù)中的應(yīng)用及如何進(jìn)行優(yōu)