2025年大学材料科学与工程（材料研发）技能测试题.doc

2025年大学材料科学与工程（材料研发）技能测试题

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共10小题，每小题3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. 以下哪种材料不属于金属材料？
A. 铝合金
B. 铜合金
C. 陶瓷
D. 不锈钢
2. 材料的强度主要取决于其
A. 化学成分
B. 晶体结构
C. 加工工艺
D. 以上都是
3. 下列哪种方法可以提高材料的硬度？
A. 退火
B. 淬火
C. 回火
D. 正火
4. 材料的热膨胀系数与下列哪个因素无关？
A. 原子间结合力
B. 晶体结构
C. 温度
D. 材料密度
5. 复合材料中起增强作用的相称为
A. 基体相
B. 增强相
C. 分散相
D. 连续相
6. 以下哪种材料具有良好的生物相容性？
A. 钛合金
B. 塑料
C. 玻璃
D. 橡胶
7. 材料的电学性能不包括
A. 导电性
B. 导热性
C. 介电性
D. 磁性
8. 制备纳米材料常用的方法是
A. 机械球磨法
B. 化学沉淀法
C. 气相沉积法
D. 以上都是
9. 材料的疲劳寿命与下列哪个因素有关？
A. 应力大小
B. 应力循环次数
C. 材料性质
D. 以上都是
10. 形状记忆合金的形状记忆效应源于其
A. 晶体结构变化
B. 化学成分变化
C. 温度变化
D. 外力作用

第II卷（非选择题 共70分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题空2分。

1. 材料科学与工程的四要素是______、______、______、______。
2. 材料的力学性能指标主要有______、______、______、______等。
3. 常见的晶体结构有______、______、______。
4. 材料腐蚀的类型主要有______、______、______。
5. 高分子材料的合成方法主要有______、______、______。

（二）简答题（共20分）
答题要求简要回答问题，回答要点清晰明了。

1. 简述金属材料的强化机制。（8分）
2. 说明复合材料的优点。（6分）
3. 解释材料的热稳定性。（6分）

（三）论述题（共20分）
答题要求：论述观点明确，论据充分，逻辑清晰。

1. 论述纳米材料的特性及其在材料研发中的应用前景。（10分）
2. 谈谈你对未来材料科学与工程发展趋势的理解。（10分）

（四）材料分析题（共10分）
答题要求：阅读材料，结合所学知识回答问题。

材料：某新型合金材料在航空航天领域有潜在应用。经测试，该合金的拉伸强度为1200MPa，屈服强度为1000MPa，延伸率为15%。其密度为8.5g/cm³，热膨胀系数为12×10⁻⁶/℃。在模拟太空环境下，该合金表现出良好的抗氧化性能。

问题：
1. 分析该合金材料的力学性能特点。（5分）
2. 说明其密度和热膨胀系数对航空航天应用的影响。（5分）

（五）方案设计题（共10分）
答题要求：根据给定的目标，设计合理的材料研发方案。

目标：研发一种用于电子器件散热的高性能散热材料。

要求：
1. 简述设计思路。（5分）
2. 说明选用材料及理由。（5分）

答案：
1. C
2. D
3. B
4. D
5. B
6. A
7. B
8. D
9. D
10. A
1. 成分、加工工艺、组织结构、性能
2. 强度、硬度、塑性、韧性
3. 面心立方、体心立方、密排六方
4. 化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀
5. 加成聚合、缩合聚合、开环聚合
1. 固溶强化、加工硬化、细晶强化、第二相强化等。
2. 比强度和比模量高、可设计性强、良好的综合性能等。
3. 材料在一定温度范围内保持其物理化学性能稳定不发生明显变化的能力。
1. 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等特性。在材料研发中，可用于提高材料的强度、硬度、导电性、催化性能等，应用前景广阔，如在电子、能源、生物医学等领域。
2. 未来材料科学与工程将朝着高性能化、多功能化、智能化发展，注重材料的微观结构与性能关系研究，加强跨学科融合，开发新型材料以满足各领域不断增长的需求。
1. 力学性能特点：拉伸强度较高，屈服强度也较高，延伸率较好，说明该合金具有较好的强度和一定的塑性。
2. 密度影响：密度为8.5g/cm³，相对较高，可能会增加飞行器重量，但具体影响需结合应用场景综合评估。热膨胀系数影响：热膨胀系数为12×10⁻⁶/℃，在太空环境下能较好适应温度变化，有利于保证材料性能稳定。
1. 设计思路：选择具有高导热性的材料，通过优化材料结构提高散热效率，如制备多孔结构或复合结构。
2. 选用铜或铝等金属材料，因其具有良好的导热性。理由：铜的导热率高，能快速传导热量；铝密度小，可减轻器件重量，综合考虑散热性能和器件整体重量要求，选择铜或铝作为散热材料较为合适。