河北师范大学汇华学院《复合材料工厂设计概论》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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河北师范大学汇华学院
《复合材料工厂设计概论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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、复合材料的力学性能通常优于单一材料，那么复合材料力学性能的主要特点有哪些？（ ）
A. 高强度、高刚度、低密度
B. 良好的韧性、抗疲劳性、耐腐蚀性
C. 可设计性强、性能各向异性
D. 以上都是

2、在研究材料的热电性能时，发现一种材料具有较高的热电优值。以下哪种因素对提高热电优值最为关键？（ ）
A. 降低热导率
B. 提高电导率
C. 增加 Seebeck 系数
D. 同时优化热导率、电导率和 Seebeck 系数

3、在研究材料的热变形行为时，以下哪种测试方法可以测量材料的热膨胀系数？（ ）
A. 差示扫描量热法 B. 热机械分析 C. 动态热机械分析 D. 以上都是

4、在考察材料的超导转变温度时，发现一种材料的超导转变温度受到压力的影响。一般来说，增加压力会使超导转变温度（ ）
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 先升高后降低

5、对于一种压电材料，其能够将机械能转化为电能，反之亦然。以下哪种压电材料在实际应用中最为常见？（ ）
A. 石英 B. 钛酸钡 C. 锆钛酸铅 D. 硫化镉

6、在材料的腐蚀类型中，缝隙腐蚀是一种局部腐蚀形式。对于不锈钢在海水环境中的应用，以下哪种情况容易发生缝隙腐蚀？（ ）
A. 表面光滑无缝隙
B. 存在微小的缝隙和狭窄的空间
C. 大面积接触海水
D. 处于流动的海水中

7、对于一种用于锂离子电池的负极材料，要提高其充放电循环性能，以下哪种策略可能最为有效？（ ）
A. 构建纳米结构
B. 表面改性
C. 优化材料的孔隙率
D. 以上都是

8、高分子材料的分子量及其分布对其性能有着重要影响。对于聚苯乙烯（PS）这种高分子材料，分子量分布较宽时，其力学性能会发生怎样的变化？（ ）
A. 强度增加，韧性降低
B. 强度降低，韧性增加
C. 强度和韧性都增加
D. 强度和韧性都降低

9、在研究超导材料时，临界温度是一个关键参数。以下哪种超导材料具有较高的临界温度？（ ）
A. 低温超导材料
B. 高温超导材料
C. 常规超导材料
D. 以上都不对

10、在研究材料的耐磨损性能时，以下哪种磨损机制通常在高载荷和高速度下发生？（ ）
A. 粘着磨损
B. 磨粒磨损
C. 疲劳磨损
D. 腐蚀磨损

11、在研究材料的导热性能时，热导率是一个重要的参数。对于金属材料，其热导率随温度的升高通常会怎样变化？（ ）
A. 升高
B. 降低
C. 先升高后降低
D. 先降低后升高

12、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

13、在材料的力学性能测试中，硬度是一个常用的指标。对于同一种材料，以下哪种硬度测试方法得到的数值通常最高？（ ）
A. 布氏硬度
B. 洛氏硬度
C. 维氏硬度
D. 里氏硬度

14、金属材料的焊接是一种重要的连接方法，那么常见的金属焊接方法有哪些？（ ）
A. 电弧焊、气焊、电阻焊
B. 激光焊、电子束焊、钎焊
C. 摩擦焊、扩散焊、爆炸焊
D. 以上都是

15、在研究一种用于航空航天领域的高强度钛合金时，发现经过特定的热处理工艺后，其强度得到显著提升，但韧性略有下降。以下哪种热处理过程中的相变最可能是导致这种现象的原因？（ ）
A. 马氏体相变
B. 贝氏体相变
C. 珠光体相变
D. 奥氏体相变

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）详细论述磁性材料的磁畴结构和磁化过程，解释磁滞现象产生的原因，并说明如何提高磁性材料的磁性能。

2、（本题5分）详细分析材料的导热性能及其影响因素，讨论在实际应用中如何提高材料的导热能力或降低其热导率。

3、（本题5分）论述材料的电磁屏蔽性能和原理，分析影响电磁屏蔽效果的因素，并说明如何设计和制备具有良好电磁屏蔽性能的材料。

4、（本题5分）详细解释压电材料的压电效应，分析其产生的原理，并举例说明压电材料在传感器、驱动器和能量收集等领域的应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述材料的光热转换性能和太阳能利用，研究光热转换材料的工作原理和性能评价，分析影响光热转换效率的因素，探讨在太阳能热水器和光热发电中的应用。

2、（本题5分）详细论述材料的光学性能，包括折射、反射和吸收等，研究其与材料的电子结构和能带的关系，以及在光学器件中的应用。

3、（本题5分）详细论述材料的电磁屏蔽性能与材料的电导率和磁导率的关系，以及高性能电磁屏蔽材料的设计和制备。

4、（本题5分）分析材料的疲劳裂纹扩展机理和影响因素，以及提高材料抗疲劳裂纹扩展能力的方法。

5、（本题5分）探讨高分子材料的阻燃性能与材料结构的关系，包括分子链结构、添加剂和共混改性等方面。

四、计算题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）已知一种金属的原子半径为0.143nm，晶体结构为体心立方，计算其晶格常数。

2、（本题10分）某复合材料的层间剪切强度为 30 MPa，试样的长度为 20 毫米，宽度为 10 毫米，计算剪切载荷。

3、（本题10分）已知一种金属材料的线膨胀系数为 12×10^-6 /℃，从 0℃加热到 500℃，原始长度为 2 米，计算伸长量。

4、（本题10分）一种磁性材料的磁滞回线如下图所示，计算其剩磁、矫顽力和磁能积。

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