广东工程职业技术学院《材料研究与测试方法二》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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广东工程职业技术学院《材料研究与测试方法二》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

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、在研究陶瓷材料的电学性能时，发现一种陶瓷具有较高的介电常数。以下哪种陶瓷材料最有可能具有这种特性？（ ）
A. 氧化铝陶瓷 B. 钛酸钡陶瓷 C. 氮化硅陶瓷 D. 碳化硅陶瓷

2、在研究金属材料的晶体结构时，面心立方晶格的原子配位数是12，而体心立方晶格的原子配位数是8。以下关于这两种晶格结构特点的描述，正确的是（ ）
A. 面心立方晶格的致密度高于体心立方晶格
B. 体心立方晶格的塑性优于面心立方晶格
C. 面心立方晶格的硬度大于体心立方晶格
D. 体心立方晶格的熔点高于面心立方晶格

3、在研究金属间化合物的性能时，以下哪种金属间化合物具有良好的高温强度和抗氧化性能？（ ）
A. 铝钛化合物
B. 镍铝化合物
C. 铁硅化合物
D. 铜锌化合物

4、在陶瓷材料的制备过程中，烧结是一个关键步骤。以下哪种因素对于陶瓷材料烧结过程中的致密化程度影响最大？（ ）
A. 烧结温度
B. 烧结时间
C. 粉末颗粒大小
D. 气氛控制

5、玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有多种性能特点。以下关于玻璃的结构和性能的描述，正确的是（ ）
A. 玻璃是一种晶体材料，具有固定的熔点
B. 玻璃的强度主要取决于其化学组成
C. 玻璃的热稳定性差，容易因温度变化而破裂
D. 玻璃的导电性良好，可用于制造电子器件

6、材料的微观结构对其性能有重要影响，那么材料的晶体缺陷主要有哪些类型？（ ）
A. 点缺陷、线缺陷、面缺陷
B. 空位、间隙原子、位错
C. 晶界、亚晶界、相界
D. 以上都是

7、对于一种超导陶瓷材料，要提高其临界转变温度，以下哪种途径可能有帮助？（ ）
A. 元素替代 B. 优化制备工艺 C. 控制氧含量 D. 以上都有可能

8、金属材料的蠕变现象是在高温和恒定应力作用下发生的缓慢变形。对于镍基高温合金，以下哪种因素会显著影响其蠕变性能？（ ）
A. 合金元素含量
B. 晶粒尺寸
C. 加工工艺
D. 以上因素均会影响

9、在研究材料的光学性能时，发现一种材料对特定波长的光具有很强的吸收能力。这种吸收现象主要是由于材料内部的以下哪种作用？（ ）
A. 电子跃迁
B. 分子振动
C. 晶格振动
D. 自由电子运动

10、复合材料的界面是影响其性能的重要因素，那么复合材料界面的主要作用是什么？（ ）
A. 传递载荷、阻止裂纹扩展
B. 改善相容性、提高结合强度
C. 调节性能、增强稳定性
D. 以上都是

11、在研究一种用于汽车发动机的耐热合金时，发现其在长期高温工作环境下容易发生组织老化。以下哪种组织变化最有可能是导致老化的主要原因？（ ）
A. 碳化物析出
B. 晶粒长大
C. 相转变
D. 孔洞形成

12、在研究材料的热障涂层时，发现涂层的热导率和热膨胀系数对其性能有重要影响。以下哪种涂层材料的热导率通常较低？（ ）
A. 氧化锆涂层 B. 氧化铝涂层 C. 氮化硅涂层 D. 碳化硅涂层

13、材料的热稳定性是指材料在高温下保持性能稳定的能力，那么影响材料热稳定性的主要因素有哪些？（ ）
A. 材料的化学成分、晶体结构
B. 加热速率、保温时间、冷却方式
C. 材料的制备工艺、微观结构
D. 以上都是

14、在分析材料的光催化性能时，发现一种材料能够有效地分解水产生氢气。以下哪种材料特性对其光催化效率的影响最大？（ ）
A. 能带结构
B. 表面形貌
C. 晶体结构
D. 化学成分

15、在研究金属材料的疲劳裂纹扩展时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种因素会加快疲劳裂纹的扩展？（ ）
A. 降低应力强度因子幅度
B. 增加材料的韧性
C. 存在腐蚀环境
D. 减小裂纹长度

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）分析聚合物材料的分子量及其分布对材料性能的影响，包括力学性能、加工性能和使用性能等方面，并说明如何控制分子量及其分布。

2、（本题5分）论述材料的抗冲击性能，包括冲击韧性的测试方法和影响因素，分析如何提高材料的抗冲击性能。

3、（本题5分）比较金属材料的铸造、锻造和焊接等加工方法的优缺点。结合具体零件，说明如何选择合适的加工方法以满足性能要求。

4、（本题5分）解释材料的扩散现象，探讨影响扩散速率的因素，以及在材料加工中的应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）深入探讨材料的磨损行为与摩擦系数之间的关系，以及影响材料摩擦磨损性能的主要因素和改善方法。

2、（本题5分）详细论述材料摩擦磨损过程中的表面粗糙度和润滑条件对磨损行为的影响，以及表面处理和润滑技术的发展。

3、（本题5分）全面论述陶瓷材料的增韧方法，如相变增韧、纤维增韧和颗粒增韧等，阐述其原理、特点以及在现代陶瓷材料发展中的作用。

4、（本题5分）详细论述纳米材料的制备方法（如物理法、化学法）及其优缺点，探讨纳米材料的独特性能和在各个领域的应用前景。

5、（本题5分）详细论述新型储能材料的结构设计和性能调控策略，以及在新能源汽车和智能电网中的应用前景和挑战。

四、计算题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）已知一种聚合物的玻璃化转变温度为 -20℃，在 -30℃时的储能模量为 5GPa，在 0℃时的储能模量为 1GPa，计算其损耗因子。

2、（本题10分）某种陶瓷材料在室温下的热导率为 2.0 W/(m·K)，厚度为 10 mm，两侧温差为 50 °C，计算通过该陶瓷材料的热流量。

3、（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。

4、（本题10分）一块三角形的钛板，底边长为 7cm，高为 5cm，厚度为 1mm，钛的密度为 4.5 g/cm³，计算其质量。

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