郑州商学院《先进材料前沿》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

装订线

郑州商学院《先进材料前沿》
2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

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、在研究材料的磁致伸缩性能时，以下哪种材料具有较大的磁致伸缩系数？（ ）
A. 铁
B. 钴
C. 镍
D. 稀土合金

2、在高分子材料的聚合反应中，逐步聚合和链式聚合的反应机理不同。逐步聚合通常（ ）
A. 反应速度快 B. 分子量分布窄 C. 单体转化率高 D. 以上都是

3、高分子材料在日常生活和工业中有着广泛的应用。对于聚乙烯（PE）这种常见的高分子材料，其分子链的结构特点是什么？（ ）
A. 线性结构，分子间作用力小
B. 支化结构，分子间作用力大
C. 网状结构，交联度高
D. 体型结构，不溶不熔

4、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

5、金属材料在冷加工变形后，会产生加工硬化现象。对于铜材，经过较大程度的冷加工变形后，若要恢复其塑性，应进行何种热处理？（ ）
A. 退火
B. 正火
C. 淬火
D. 回火

6、在研究陶瓷材料的压电性能时，发现其压电常数与晶体的极化方向有关。以下哪种晶体取向的压电常数最大？（ ）
A. 方向
B. 方向
C. 方向
D. 随机方向

7、对于一种功能陶瓷材料，需要其具有高介电常数和低介电损耗。以下哪种陶瓷材料最有可能满足这些要求？（ ）
A. 钛酸锶陶瓷 B. 铌酸锂陶瓷 C. 氧化锌陶瓷 D. 钽酸锂陶瓷

8、在考察一种用于防弹头盔的复合材料时，发现其抗冲击性能有待提高。以下哪种增强方式可能最为有效？（ ）
A. 增加纤维层数
B. 改变纤维编织方式
C. 优化树脂基体
D. 以上都是

9、在分析一种用于风力发电叶片的复合材料时，发现其在长期使用后出现分层现象。以下哪种因素最有可能是导致分层的主要原因？（ ）
A. 环境湿度
B. 疲劳载荷
C. 界面结合不良
D. 以上都是

10、在研究金属材料的再结晶过程中，以下关于再结晶温度和影响因素的描述，正确的是（ ）
A. 变形程度越大，再结晶温度越高
B. 杂质含量增加会提高再结晶温度
C. 再结晶温度与材料的原始晶粒尺寸无关
D. 加热速度越快，再结晶温度越低

11、陶瓷材料的烧结是制备陶瓷材料的关键步骤，那么影响陶瓷材料烧结的主要因素有哪些？（ ）
A. 烧结温度、烧结时间、气氛
B. 颗粒尺寸、添加剂、压力
C. 加热速率、冷却方式、成型方法
D. 以上都是

12、材料的热性能对于其在不同环境下的应用至关重要。热膨胀系数是描述材料热膨胀特性的重要参数。以下关于热膨胀系数的说法，正确的是（ ）
A. 所有材料的热膨胀系数都随温度升高而增大
B. 热膨胀系数越大，材料在温度变化时的尺寸稳定性越好
C. 金属材料的热膨胀系数通常大于陶瓷材料
D. 热膨胀系数与材料的晶体结构无关

13、对于一种非晶态合金，其具有良好的软磁性能。以下哪种因素是导致其软磁性能优异的主要原因？（ ）
A. 不存在磁晶各向异性
B. 低矫顽力
C. 高饱和磁化强度
D. 以上都是

14、在考察材料的阻尼性能时，发现一种材料具有较高的阻尼系数。以下哪种微观机制对其阻尼性能的贡献最大？（ ）
A. 位错运动
B. 晶界滑移
C. 分子链内摩擦
D. 界面摩擦

15、在材料的强化机制中，细晶强化是一种有效的方法。以下关于细晶强化原理和效果的描述，正确的是（ ）
A. 细晶强化是通过增加晶体缺陷来提高材料强度
B. 细晶强化会降低材料的塑性和韧性
C. 晶粒越细小，材料的强度越高
D. 细晶强化对材料的硬度没有影响

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）论述热电材料的工作原理和性能评价指标，探讨其在能源回收和制冷方面的应用。

2、（本题5分）论述材料的失效分析方法，包括宏观分析、微观分析和物理化学分析等，说明如何通过失效分析确定材料失效的原因和预防措施。

3、（本题5分）解释材料的疲劳性能的概念，探讨影响材料疲劳寿命的因素，以及提高材料抗疲劳性能的方法。

4、（本题5分）解释生物降解高分子材料的降解机制和应用领域，探讨其环境友好性。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述材料的超导磁悬浮性能和应用，解释超导磁悬浮的原理和特点，分析影响超导磁悬浮性能的因素，研究在交通运输中的应用前景。

2、（本题5分）探讨材料的热性能与能源利用的关系，包括隔热材料、导热材料和储能材料等方面。

3、（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。

4、（本题5分）全面论述电致变色材料的稳定性和耐久性问题，以及解决这些问题的研究思路和方法。

5、（本题5分）详细论述形状记忆合金的性能特点和应用领域，研究其形状记忆效应和超弹性的机理，以及在航空航天、医疗器械等方面的应用。

四、计算题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）有一金属合金，其中 A 元素的质量分数为 40%，B 元素的质量分数为 60%，A 元素的原子量为 20 g/mol，B 元素的原子量为 40 g/mol，计算该合金的原子密度。

2、（本题10分）已知一种半导体材料的本征载流子浓度为 1×10¹⁰ cm⁻³，施主杂质浓度为 1×10¹⁵ cm⁻³，计算多数载流子浓度和少数载流子浓度。

3、（本题10分）一个圆柱形的陶瓷电容，底面直径为 10 毫米，高度为 20 毫米，陶瓷的相对介电常数为 1000，计算该电容的电容量是多少皮法？

4、（本题10分）某种高分子材料的蠕变行为符合 Kelvin 模型，其中弹簧的弹性模量为 5 GPa，阻尼器的粘度为 2×10⁸ Pa·s，施加一个 100 MPa 的恒定应力，计算 100 s 后的应变。

第5页，共5页