电子科技大学中山学院《材料与纳米科学技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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电子科技大学中山学院《材料与纳米科学技术》
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2分，共40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

2、一种新型的金属泡沫材料具有轻质高强的特点。以下哪种制备方法常用于生产这种材料？（ ）
A. 粉末冶金 B. 铸造 C. 发泡法 D. 3D 打印

3、在分析一种用于电子线路板的聚合物基板材料时，需要考虑其介电性能。以下哪种因素对介电常数的影响最大？（ ）
A. 分子极性
B. 结晶度
C. 孔隙率
D. 分子量

4、对于一种形状记忆合金，其能够在加热时恢复到原始形状。以下哪种相变过程是实现形状记忆效应的关键？（ ）
A. 马氏体相变
B. 奥氏体相变
C. 珠光体相变
D. 贝氏体相变

5、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

6、对于一种高温合金，需要在高温下保持良好的强度和抗氧化性能。以下哪种合金元素的添加最有助于实现这一目标？（ ）
A. 铬 B. 镍 C. 钨 D. 钼

7、对于一种用于燃料电池的质子交换膜材料，以下哪种性能指标对其性能的影响最为关键？（ ）
A. 质子传导率
B. 化学稳定性
C. 机械强度
D. 气体渗透性

8、在研究材料的导热性能时，发现一种材料的热导率较高。以下哪种因素对材料的热导率贡献最大？（ ）
A. 自由电子的运动 B. 晶格振动 C. 声子散射 D. 杂质和缺陷

9、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

10、复合材料的性能测试方法有很多种，那么常见的复合材料性能测试方法有哪些？（ ）
A. 力学性能测试、热性能测试、电学性能测试
B. 光学性能测试、磁性能测试、耐腐蚀性测试
C. 界面性能测试、疲劳性能测试、磨损性能测试
D. 以上都是

11、在研究材料的热膨胀性能时，发现一种材料在加热过程中线性膨胀系数较大。以下哪种晶体结构的材料通常具有较大的热膨胀系数？（ ）
A. 密排六方结构 B. 体心立方结构 C. 面心立方结构 D. 简单立方结构

12、在研究材料的磨损性能时，磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损是常见的磨损形式。对于在重载、高速条件下工作的机械零件，主要的磨损形式是什么？（ ）
A. 磨粒磨损
B. 粘着磨损
C. 疲劳磨损
D. 以上三种磨损形式同时存在

13、材料的磁性是其重要的物理性能之一。对于铁磁性材料，以下描述正确的是（ ）
A. 铁磁性材料在居里温度以上会转变为顺磁性
B. 铁磁性材料的磁化强度与外加磁场强度成正比
C. 铁磁性材料的磁导率是一个常数
D. 所有金属都是铁磁性材料

14、一种新型的纳米材料在实验中表现出了独特的性能。以下哪种测试方法最适合用于表征其纳米尺度的结构和形貌？（ ）
A. 扫描电子显微镜（SEM）
B. 透射电子显微镜（TEM）
C. 原子力显微镜（AFM）
D. X 射线衍射（XRD）

15、在研究一种用于光学存储的相变材料时，发现其相变速度较慢。以下哪种方法可以加快相变速度？（ ）
A. 减小材料颗粒尺寸
B. 引入掺杂元素
C. 优化薄膜制备工艺
D. 以上都是

16、在分析材料的摩擦磨损性能时，发现表面粗糙度对磨损率有重要影响。一般来说，表面粗糙度越大，磨损率（ ）
A. 越高 B. 越低 C. 不变 D. 先升高后降低

17、在材料的疲劳试验中，应力比是一个重要参数。当应力比增大时，材料的疲劳寿命通常会？（ ）
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D. 先增加后减少

18、在材料的失效分析中，应力腐蚀开裂是一种常见的失效形式。对于铝合金在氯化物溶液中的应力腐蚀开裂，以下哪种措施可以有效预防？（ ）
A. 增加合金元素含量
B. 进行表面处理
C. 降低应力水平
D. 以上措施均有效

19、功能高分子材料具有特殊的功能，如离子交换树脂可以用于水处理。对于离子交换树脂，其交换容量主要取决于什么？（ ）
A. 树脂的种类
B. 树脂的粒度
C. 溶液的浓度
D. 溶液的 pH 值

20、陶瓷材料通常具有高硬度、耐高温等特点，那么陶瓷材料的主要化学键类型是什么？（ ）
A. 金属键
B. 离子键和共价键
C. 分子键
D. 氢键

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）全面论述材料的吸波性能，解释吸波材料的工作机制和分类，分析影响吸波性能的因素，以及在电磁隐身技术中的应用。

2、（本题5分）分析复合材料中增强体和基体之间的界面作用，解释界面结合强度对复合材料性能的影响，并举例说明如何优化界面性能。

3、（本题5分）解释梯度磁性材料的概念和制备方法，以及其在磁存储和电磁器件中的潜在应用。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一块正方形的硅橡胶板，边长为 12 cm，厚度为 3 mm，硅橡胶的弹性模量为 0.005 GPa，在板的一角施加一个 50 N 的力，计算板的转角。

2、（本题5分）已知一种玻璃的组成成分及其质量分数，计算玻璃的摩尔分数。

3、（本题5分）一种陶瓷材料的硬度为 1500 HV，压痕对角线长度为 0.3 毫米，试验力为 100 牛顿，计算压头的形状因子。

4、（本题5分）已知一种聚合物的熔点为 200℃，在 180℃时的比热为 1.8 J/(g·K)，从室温加热到熔点需要吸收的热量为 500 J/g，计算该聚合物的质量。

5、（本题5分）在材料的疲劳实验中，试样承受的最大应力为 500 兆帕，最小应力为 100 兆帕，应力比为 0.2，经过 10^7 次循环后发生疲劳破坏，计算平均应力和应力幅。

四、论述题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10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。

2、（本题10分）论述材料的纳米压痕技术的原理和应用，分析纳米压痕测试结果对材料力学性能的表征和评估，并探讨在微纳尺度材料性能研究中的应用。

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