福建师范大学《工程材料智能成型技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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福建师范大学《工程材料智能成型技术》
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20个小题，每小题1分，共20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、一种高分子材料在溶剂中的溶解性较差。为了改善其溶解性，可以采取以下哪种方法？（ ）
A. 增加分子量 B. 引入极性基团 C. 提高结晶度 D. 减少支链

2、在研究金属材料的热处理时，淬火和回火是两个重要的工艺。对于一种中碳钢，经过淬火后得到马氏体组织，然后进行低温回火，其主要目的是什么？（ ）
A. 提高硬度和耐磨性
B. 消除内应力，提高韧性
C. 改善切削加工性能
D. 细化晶粒，提高强度

3、在材料的电学性能中，材料的导电性可以分为导体、半导体和绝缘体，那么半导体材料的主要特点是什么？（ ）
A. 导电性介于导体和绝缘体之间
B. 具有特定的能带结构
C. 可以通过掺杂改变导电性
D. 以上都是

4、对于半导体材料，其导电性能介于导体和绝缘体之间。以下哪种半导体材料常用于集成电路制造？（ ）
A. 硅 B. 锗 C. 砷化镓 D. 磷化铟

5、对于一种光学晶体材料，要提高其光学均匀性，以下哪种方法可能有效？（ ）
A. 优化生长工艺 B. 进行退火处理 C. 控制杂质含量 D. 以上都有可能

6、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

7、在研究材料的辐射损伤时，发现一种材料在高能粒子辐照下性能下降。以下哪种微观缺陷的产生是导致性能下降的主要原因？（ ）
A. 空位
B. 位错环
C. 间隙原子
D. 空洞

8、在材料的失效分析中，断裂是一种常见的失效形式。以下关于断裂类型和特征的描述，正确的是（ ）
A. 脆性断裂通常伴随着较大的塑性变形
B. 韧性断裂的断口呈现出河流花样
C. 疲劳断裂的断口具有明显的疲劳辉纹
D. 环境断裂与材料的内部结构无关

9、在高分子材料的老化过程中，氧化反应会导致材料性能下降。以下哪种抗氧化剂常用于延缓高分子材料的老化？（ ）
A. 酚类 B. 胺类 C. 硫醇类 D. 以上都是

10、在磁性材料的分类中，软磁材料和硬磁材料的性能差异较大。以下哪种性能是软磁材料所侧重的？（ ）
A. 高矫顽力
B. 高剩磁
C. 高磁导率
D. 高磁能积

11、在研究材料的摩擦磨损性能时，以下哪种因素对磨损量的影响最为显著？（ ）
A. 载荷大小
B. 滑动速度
C. 接触面积
D. 材料硬度

12、在研究材料的热稳定性时，热重分析（TGA）是一种常用的测试方法。通过 TGA 曲线，可以得到材料的失重情况。对于一种聚合物材料，在加热过程中出现两次明显的失重阶段，可能的原因是什么？（ ）
A. 分解产生两种不同的气体产物
B. 存在两种不同的结晶形态
C. 发生了两次相变
D. 以上原因均有可能

13、一种聚合物在加工过程中出现熔体破裂现象。以下哪种方法可以减少这种现象的发生？（ ）
A. 降低加工温度 B. 提高加工速度 C. 增加润滑剂 D. 调整模具结构

14、在分析陶瓷材料的断裂韧性时，发现其裂纹扩展方式对韧性有很大影响。以下哪种裂纹扩展方式通常会导致较高的断裂韧性？（ ）
A. 沿晶断裂 B. 穿晶断裂 C. 混合断裂 D. 解理断裂

15、在研究材料的热稳定性时，发现以下哪种添加剂可以提高材料的热分解温度？（ ）
A. 阻燃剂 B. 增塑剂 C. 抗氧剂 D. 润滑剂

16、高分子材料的玻璃化转变温度是指材料从玻璃态转变为高弹态的温度，那么影响高分子材料玻璃化转变温度的主要因素有哪些？（ ）
A. 分子结构、分子量、交联度
B. 添加剂、共混比例、结晶度
C. 测试方法、升温速率、冷却方式
D. 以上都是

17、在分析材料的耐磨涂层性能时，发现涂层与基体之间的结合强度对其耐磨性有重要影响。以下哪种方法可以提高涂层与基体的结合强度？（ ）
A. 增加涂层厚度
B. 对基体进行预处理
C. 降低涂层的硬度
D. 改变涂层的成分

18、在分析金属材料的疲劳裂纹扩展行为时，观察到在特定的应力水平下，裂纹扩展速率突然加快。以下哪种微观结构的变化最有可能是导致这一现象的关键因素？（ ）
A. 位错密度增加
B. 析出相粗化
C. 晶界弱化
D. 夹杂物增多

19、在研究金属材料的再结晶行为时，发现以下哪种因素会促进再结晶的进行？（ ）
A. 变形程度增加 B. 变形温度升高 C. 杂质含量增加 D. 冷却速度加快

20、在研究材料的热稳定性时，发现一种材料在高温下结构发生相变，导致性能下降。以下哪种测试方法可以有效地监测这种相变过程？（ ）
A. 热膨胀测量 B. 热重分析 C. 差热分析 D. 高温 X 射线衍射

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细说明梯度功能材料的概念和特点。分析梯度功能材料的制备方法和应用领域，并探讨其在航空航天和生物医学领域的发展前景。

2、（本题5分）阐述超导材料的基本特性和分类，解释高温超导材料的发现对超导技术发展的重要意义，并分析目前超导材料在应用中面临的挑战。

3、（本题5分）论述材料摩擦磨损过程中润滑剂的作用机制，分析不同类型润滑剂（如固体、液体、气体润滑剂）的适用范围和优缺点。

4、（本题5分）论述陶瓷材料的增韧方法（如相变增韧、纤维增韧等），分析其增韧机理和对陶瓷性能的改善效果。

5、（本题5分）解释什么是超导材料的迈斯纳效应，分析其产生的原因，并说明其在超导应用中的意义。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）某陶瓷材料的热膨胀系数为 4×10⁻⁶/℃，从 40℃冷却到 -10℃，原长度为 60cm，计算收缩量。

2、（本题5分）已知一种半导体材料的禁带宽度为 2eV，计算其能吸收的最长波长的光。

3、（本题5分）某陶瓷材料的热导率为 20 瓦/（米·开尔文），厚度为 5 毫米，两面温差为 100 开尔文，计算通过该陶瓷材料的热流量是多少瓦特？

4、（本题5分）一块菱形的玻璃片，对角线长分别为 40 厘米和 60 厘米，厚度为 5 毫米，玻璃的密度为 2.5 克/立方厘米，计算玻璃片的质量。

5、（本题5分）一种玻璃纤维增强复合材料的拉伸模量为 20GPa，一个矩形试样，宽度为 12 毫米，厚度为 3 毫米，长度为 200 毫米，在拉力作用下伸长了 1 毫米，计算所施加的拉力。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）请详细论述金属材料的晶体结构对其物理、化学和力学性能的影响，并举例说明不同晶体结构金属在实际应用中的特点和优势。

2、（本题10分）详细论述材料的有机无机杂化材料的设计和性能，研究有机和无机组分的协同作用，以及在光电、催化等领域的应用。

3、（本题10分）深入探讨材料阻尼性能的测试方法和评价体系，以及在减震降噪领域的应用实例和发展趋势。

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