石家莊鐵道大學(xué)《無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、在研究材料的超導(dǎo)性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度受到壓力的影響。以下哪種說法是正確的？（）A.壓力增大，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度升高B.壓力增大，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度降低C.壓力對(duì)超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度無(wú)影響D.壓力適中時(shí)，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度最高2、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3、高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個(gè)重要的參數(shù)。對(duì)于聚苯乙烯（PS），以下哪種方法可以提高其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度？（）A.增加分子量B.加入增塑劑C.提高結(jié)晶度D.降低分子量4、高分子材料的老化會(huì)導(dǎo)致其性能下降。對(duì)于聚乙烯塑料，在戶外長(zhǎng)期使用時(shí)，主要的老化因素是什么？（）A.紫外線輻射B.濕度C.氧氣D.溫度5、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6、對(duì)于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。在以下哪種測(cè)試方法中，可以較為準(zhǔn)確地測(cè)定高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）7、在研究材料的光學(xué)透明性時(shí)，以下哪種因素會(huì)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8、對(duì)于一種納米晶材料，其強(qiáng)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)粗晶材料。以下哪種強(qiáng)化機(jī)制在納米晶材料中起到了主要作用？（）A.細(xì)晶強(qiáng)化B.固溶強(qiáng)化C.彌散強(qiáng)化D.加工硬化9、在高分子材料的老化測(cè)試中，以下關(guān)于老化測(cè)試方法和評(píng)估指標(biāo)的描述，正確的是（）A.熱老化測(cè)試可以模擬長(zhǎng)期使用過程中的性能變化B.老化測(cè)試只需要考慮材料的力學(xué)性能變化C.顏色變化不能作為老化評(píng)估的指標(biāo)D.老化測(cè)試時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)果越準(zhǔn)確10、對(duì)于一種用于制造模具的金屬材料，要求其具有高的耐磨性和熱穩(wěn)定性。以下哪種材料選擇和處理方法最為合適？（）A.選用高速鋼并進(jìn)行淬火回火處理B.選用硬質(zhì)合金并進(jìn)行表面涂層C.選用工具鋼并進(jìn)行滲碳處理D.以上都是11、在研究材料的輻射損傷時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在高能粒子輻照下性能下降。以下哪種微觀缺陷的產(chǎn)生是導(dǎo)致性能下降的主要原因？（）A.空位B.位錯(cuò)環(huán)C.間隙原子D.空洞12、在研究材料的阻尼性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在振動(dòng)過程中能夠有效地消耗能量。以下哪種機(jī)制最有可能是其高阻尼的原因？（）A.位錯(cuò)阻尼B.界面阻尼C.熱彈性阻尼D.磁滯阻尼13、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14、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(zhǎng)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15、在研究材料的熱障涂層時(shí)，發(fā)現(xiàn)涂層的熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)對(duì)其性能有重要影響。以下哪種涂層材料的熱導(dǎo)率通常較低？（）A.氧化鋯涂層B.氧化鋁涂層C.氮化硅涂層D.碳化硅涂層16、對(duì)于一種用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料，要提高其光電轉(zhuǎn)換效率，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)B.摻雜雜質(zhì)元素C.制備納米結(jié)構(gòu)D.增加材料厚度17、在材料的強(qiáng)化機(jī)制中，固溶強(qiáng)化是通過在基體中溶入溶質(zhì)原子來(lái)提高材料強(qiáng)度的。對(duì)于鋁合金，以下哪種溶質(zhì)原子的固溶強(qiáng)化效果最顯著？（）A.鋅B.鎂C.銅D.硅18、材料的熱穩(wěn)定性是指材料在高溫下保持性能穩(wěn)定的能力，那么影響材料熱穩(wěn)定性的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)B.加熱速率、保溫時(shí)間、冷卻方式C.材料的制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)D.以上都是19、在研究金屬的塑性變形機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到阻礙。以下哪種障礙物對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用最強(qiáng)？（）A.溶質(zhì)原子B.第二相粒子C.晶界D.空位20、對(duì)于納米材料，由于其尺寸效應(yīng)，表現(xiàn)出與常規(guī)材料不同的性能。納米材料的比表面積通常（）A.小于常規(guī)材料B.等于常規(guī)材料C.大于常規(guī)材料D.與材料尺寸無(wú)關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述材料的超塑性現(xiàn)象，分析產(chǎn)生超塑性的條件和機(jī)制，討論超塑性材料的性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。2、（本題5分）詳細(xì)論述陶瓷材料的燒結(jié)過程，包括燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力、影響燒結(jié)的因素以及常見的燒結(jié)方法，并分析它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。3、（本題5分）全面論述材料的梯度功能材料的概念和特點(diǎn)，討論梯度功能材料的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域，以及性能優(yōu)化的策略。4、（本題5分）闡述材料的光學(xué)性能與材料結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，包括折射、反射、吸收和散射等現(xiàn)象，并舉例說明如何通過材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)控光學(xué)性能。5、（本題5分）詳細(xì)闡述材料的磁致伸縮性能，解釋磁致伸縮效應(yīng)的原理和應(yīng)用，分析影響磁致伸縮性能的因素，以及在智能材料中的發(fā)展前景。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）已知一種聚合物的結(jié)晶度為60%，完全結(jié)晶時(shí)的密度為1.0克/立方厘米，非晶態(tài)時(shí)的密度為0.9克/立方厘米，計(jì)算該聚合物的密度。2、（本題5分）某種高分子材料的粘彈性響應(yīng)可以用Maxwell模型描述，其中彈性模量為10MPa，粘性系數(shù)為5×10^4Pa·s，施加一個(gè)5MPa的恒定應(yīng)力，計(jì)算10秒后的應(yīng)變。3、（本題5分）某種玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維的強(qiáng)度為2000MPa，基體的強(qiáng)度為100MPa，纖維和基體的體積比為7:3，計(jì)算復(fù)合材料的強(qiáng)度。4、（本題5分）某陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)為4×10??/℃，從40℃冷卻到-10℃，原長(zhǎng)度為60cm，計(jì)算收縮量。5、（本題5分）一種磁性材料的磁滯回線如下圖所示，計(jì)算其剩磁、矯頑力和磁能積。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)論述金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制，包括固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和加工硬化等