西华师范大学《材料专业实验技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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西华师范大学
《材料专业实验技术》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2分，共30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、对于一种生物医用材料，需要其具有良好的生物相容性和力学性能。以下哪种材料最有可能满足这些要求？（ ）
A. 钛合金 B. 不锈钢 C. 钴铬合金 D. 聚乙烯

2、对于一种磁性薄膜材料，其磁畴结构对其磁性能有重要影响。以下哪种方法可以观察到磁畴结构？（ ）
A. 扫描电子显微镜
B. 透射电子显微镜
C. 磁力显微镜
D. 原子力显微镜

3、一种新型的复合材料在航空航天领域有潜在应用。为了满足轻量化要求，应重点关注以下哪种性能指标？（ ）
A. 强度 - 重量比
B. 硬度 - 重量比
C. 弹性模量 - 重量比
D. 韧性 - 重量比

4、复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成，其具有优异的性能，那么复合材料的主要优点有哪些？（ ）
A. 强度高、重量轻
B. 耐腐蚀、耐高温
C. 可设计性强
D. 以上都是

5、对于一种用于航空发动机涡轮叶片的单晶高温合金，以下哪种晶体取向的高温性能最优？（ ）
A.
B.
C.
D. 随机取向

6、在研究材料的电学性能时，电导率是一个重要的参数。以下关于电导率的影响因素的描述，错误的是（ ）
A. 温度升高，金属的电导率通常降低
B. 杂质的存在会提高金属的电导率
C. 晶体缺陷会降低材料的电导率
D. 材料的电导率与晶体结构有关

7、在研究陶瓷材料的压电性能时，以下哪种陶瓷材料具有优异的压电性能？（ ）
A. 钛酸钡 B. 氧化镁 C. 氧化铝 D. 氧化硅

8、在研究材料的耐腐蚀性能时，发现以下哪种表面处理技术可以形成有效的防护层？（ ）
A. 化学镀 B. 物理气相沉积 C. 溶胶 - 凝胶法 D. 以上都可以

9、在金属材料的表面处理中，化学镀可以在非导电表面形成金属镀层。以下哪种材料适合进行化学镀？（ ）
A. 塑料 B. 陶瓷 C. 玻璃 D. 以上都是

10、在研究材料的电性能时，介电常数是一个重要的参数。对于陶瓷电容器材料，其介电常数主要取决于什么？（ ）
A. 晶体结构
B. 化学成分
C. 孔隙率
D. 烧成温度

11、一种高分子材料在溶液中表现出良好的溶解性。以下哪种分子结构特征最有可能是导致其溶解性好的原因？（ ）
A. 分子链规整 B. 分子链柔性好 C. 分子间作用力小 D. 以上均有可能

12、对于一种用于海水环境的耐腐蚀金属材料，以下哪种表面处理方法可以有效地提高其耐蚀性？（ ）
A. 电镀
B. 阳极氧化
C. 涂覆防腐涂层
D. 以上都是

13、对于高分子材料，其玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的性能指标。已知某种聚合物在较低温度下呈现脆性，随着温度升高逐渐变得柔韧。当温度升高到一定值时，材料的性能发生显著变化，这个转变温度通常被称为玻璃化转变温度。在以下哪种测试方法中最容易准确测定该聚合物的 Tg？（ ）
A. 热重分析（TGA）
B. 差示扫描量热法（DSC）
C. 动态力学分析（DMA）
D. 红外光谱分析（IR）

14、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

15、一种高分子复合材料在受力时出现银纹现象。以下哪种因素对银纹的形成和发展影响较大？（ ）
A. 应力水平 B. 温度 C. 湿度 D. 材料组成

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）详细阐述材料的超导性能，解释超导现象的物理机制，分析影响超导临界温度和临界电流的因素，以及超导材料的应用领域和发展趋势。

2、（本题5分）分析仿生材料的设计理念和研究进展，举例说明其在医学和工程中的应用。

3、（本题5分）分析材料热导率的影响因素，阐述如何提高和降低材料的热导率，举例说明在实际中的应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）论述材料的导热性能及其影响因素，包括材料的化学成分、晶体结构、孔隙率和温度等方面，以及提高材料导热性能的方法。

2、（本题5分）全面论述高温结构材料在燃气轮机和航空发动机中的应用要求和失效机制，以及提高高温结构材料可靠性的方法。

3、（本题5分）全面论述材料的激光加工技术的原理和特点，分析激光参数对加工质量和材料性能的影响，并探讨在材料切割、焊接和表面处理中的应用。

4、（本题5分）详细论述材料的腐蚀过程和防护机制，包括化学腐蚀和电化学腐蚀，分析腐蚀介质、材料表面状态和环境因素对腐蚀速率的影响，探讨有效的防护方法和涂层技术。

5、（本题5分）全面论述材料的阻尼性能测试方法，包括自由振动法、强迫振动法和声学方法等，分析测试结果的分析和评价指标，论述阻尼性能在减振降噪和结构动态性能优化中的应用和发展。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）已知一种聚合物的结晶度为 60%，完全结晶时的密度为 1.0 g/cm³，非晶态时的密度为 0.9 g/cm³，计算该聚合物的密度。

2、（本题10分）一块长度为 500 mm 的金属丝，电阻随温度的变化关系为 R = R₀(1 + αΔT)，其中 R₀ = 10 Ω，α = 0.004/°C，温度从 20°C 升高到 100°C，计算电阻的变化量。

3、（本题10分）在材料的疲劳寿命测试中，一种金属在应力幅为 120 兆帕的循环应力下，疲劳寿命为 10^6 次，计算其疲劳强度系数。

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