山东石油化工学院《金属表面工程》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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山东石油化工学院
《金属表面工程》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在复合材料的设计中，需要考虑增强体和基体的相容性。以下哪种因素对相容性影响较大？（ ）
A. 化学组成 B. 热膨胀系数 C. 弹性模量 D. 以上都是

2、在研究材料的疲劳裂纹扩展时，Paris 公式描述了裂纹扩展速率与应力强度因子幅的关系。对于一种材料，已知其 Paris 公式中的参数，当应力强度因子幅增大时，裂纹扩展速率会怎样变化？（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 先增大后减小
D. 先减小后增大

3、金属材料的热处理工艺可以改善其性能，那么不同的热处理工艺对金属材料的组织和性能有哪些影响？（ ）
A. 淬火提高硬度、回火消除应力、正火改善组织
B. 退火降低硬度、淬火增加韧性、回火提高强度
C. 正火细化晶粒、淬火增加塑性、回火降低脆性
D. 以上都不是

4、对于非晶态材料，其结构特点决定了其性能。以下关于非晶态材料结构的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. 不存在长程有序和短程有序
B. 存在短程有序但不存在长程有序
C. 存在长程有序但不存在短程有序
D. 长程有序和短程有序都存在，但程度较低

5、对于一种光电材料，其能够将光能转化为电能。以下哪种材料的光电转换效率通常较高？（ ）
A. 硅 B. 砷化镓 C. 磷化铟 D. 碲化镉

6、在材料的疲劳性能研究中，疲劳极限是衡量材料抗疲劳能力的重要指标。对于一种铝合金材料，经过多次循环加载实验，确定其疲劳极限为 200MPa。如果实际工作应力为 150MPa，且应力比为 0.2，预计其疲劳寿命大约是多少？（ ）
A. 10^5 次
B. 10^6 次
C. 10^7 次
D. 10^8 次

7、在陶瓷材料的压电性能研究中，以下关于压电效应原理和应用的描述，正确的是（ ）
A. 压电效应是由于材料的极化引起
B. 所有陶瓷材料都具有压电性能
C. 压电陶瓷主要用于制造压力传感器
D. 压电性能与材料的化学成分无关

8、在材料的表面改性技术中，离子注入可以改变材料表面的性能。对于金属材料表面的离子注入，以下哪种离子的注入可以提高其耐磨性？（ ）
A. 氮离子
B. 氧离子
C. 氢离子
D. 钠离子

9、在研究材料的光学透明性时，以下关于影响材料透明性的因素的描述，错误的是（ ）
A. 材料中的杂质和缺陷会降低透明性
B. 材料的结晶度越高，透明性越好
C. 光的波长对材料透明性有影响
D. 材料的表面粗糙度会影响透明性

10、在研究材料的阻尼性能时，发现一种高分子材料在玻璃化转变温度附近阻尼性能显著提高。这是因为在该温度附近（ ）
A. 分子链运动加剧
B. 自由体积增加
C. 内摩擦增大
D. 以上都是

11、一种陶瓷材料在受到冲击载荷时容易发生断裂。以下哪种方法可以提高其抗冲击性能？（ ）
A. 引入纤维增韧 B. 减小晶粒尺寸 C. 增加孔隙率 D. 改变晶体结构

12、陶瓷材料的强度测试通常采用三点弯曲或四点弯曲的方法。对于同一种陶瓷材料，在三点弯曲和四点弯曲试验中，得到的强度值是否相同？（ ）
A. 相同
B. 不同
C. 有时相同，有时不同
D. 取决于加载速度

13、在材料的无损检测方法中，超声波检测可以检测材料内部的缺陷。以下哪种缺陷容易被超声波检测发现？（ ）
A. 表面裂纹 B. 内部气孔 C. 夹杂物 D. 以上都是

14、在研究材料的腐蚀防护时，发现一种涂层能够有效地阻止腐蚀介质的侵入。以下哪种涂层的防护机制主要是物理阻隔作用？（ ）
A. 有机涂层 B. 金属涂层 C. 陶瓷涂层 D. 复合涂层

15、在研究材料的热稳定性时，热重分析是一种常用的方法。通过热重分析可以得到材料的（ ）
A. 热分解温度 B. 熔点 C. 玻璃化转变温度 D. 结晶温度

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）详细论述陶瓷材料的烧结过程，包括烧结的驱动力、影响烧结的因素以及常见的烧结方法，并分析它们各自的优缺点。

2、（本题5分）解释导电高分子材料的导电机理和性能特点，以及其在电子器件中的应用。

3、（本题5分）解释什么是材料的超导转变温度的宽化现象，分析其产生的原因，并说明对超导材料应用的影响。

4、（本题5分）详细分析智能材料的概念和分类，举例说明几种常见智能材料的性能和应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述光电材料在太阳能电池中的应用原理和关键性能指标，以及提高光电转换效率的研究热点和技术途径。

2、（本题5分）详细论述金属间化合物的结构特点和性能优势，探讨其在航空航天、能源等领域的应用潜力和面临的挑战，分析如何优化其性能。

3、（本题5分）深入论述金属材料的腐蚀防护技术，如涂层防护、阴极保护、缓蚀剂等，探讨其防护原理、应用场景及存在的问题和改进方向。

4、（本题5分）详细论述材料的力学性能测试方法，包括拉伸试验、压缩试验、硬度测试和冲击试验等，分析测试结果的影响因素和数据处理方法。

5、（本题5分）详细论述金属间化合物的制备工艺和强化机制，以及在高温结构材料和耐磨材料中的应用前景和限制。

四、计算题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）某种金属的屈服强度为 250 MPa，进行拉伸试验时，原始标距为 50 mm，拉伸后标距为 60 mm，计算其均匀伸长率。

2、（本题10分）某种半导体材料的施主能级位于导带底下方 0.1 eV，计算施主杂质电离能。

3、（本题10分）有一塑料薄膜，厚度为 0.1 mm，介电常数为 4，在 1000 V 的电压下，计算薄膜中的电场强度。

4、（本题10分）一长方体形状的镁合金块，长 8cm，宽 4cm，高 3cm，镁合金的密度为 1.74 g/cm³，计算其质量。

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