牡丹江师范学院《新型建筑材料》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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牡丹江师范学院
《新型建筑材料》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、一种高分子材料在使用过程中出现了老化现象，表现为性能下降、颜色变黄。以下哪种老化机制最有可能是导致这种现象的主要原因？（ ）
A. 热氧老化 B. 光氧老化 C. 化学降解 D. 微生物侵蚀

2、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

3、一种功能梯度材料在不同位置具有不同的性能。以下哪种制备方法适用于这种材料？（ ）
A. 化学气相沉积 B. 物理气相沉积 C. 离心铸造 D. 激光熔覆

4、在研究金属材料的塑性变形时，滑移和孪生是两种主要的变形机制。对于面心立方金属，哪种变形机制更容易发生？（ ）
A. 滑移
B. 孪生
C. 滑移和孪生同样容易
D. 取决于变形温度

5、在研究材料的热电性能时，发现一种材料具有较高的热电优值。以下哪种因素对提高热电优值最为关键？（ ）
A. 降低热导率
B. 提高电导率
C. 增加 Seebeck 系数
D. 同时优化热导率、电导率和 Seebeck 系数

6、材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时尺寸的变化率，那么影响材料热膨胀系数的主要因素有哪些？（ ）
A. 材料的化学成分、晶体结构
B. 温度范围、加热速率
C. 材料的制备工艺、微观结构
D. 以上都是

7、研究一种新型复合材料，其由纤维增强体和基体组成。在承受拉伸载荷时，以下哪种情况最能有效地发挥纤维增强体的作用？（ ）
A. 纤维与基体的结合强度适中
B. 纤维的长度较短
C. 纤维的体积分数较低
D. 纤维的弹性模量低于基体

8、一种新型的电致变色材料在电场作用下能够实现颜色的可逆变化。以下哪种材料类别最有可能具有这种性能？（ ）
A. 过渡金属氧化物 B. 有机聚合物 C. 无机化合物 D. 以上均有可能

9、在超导材料的研究中，临界温度是一个关键参数。当温度低于临界温度时，材料的电阻（ ）
A. 急剧增大 B. 保持不变 C. 逐渐减小 D. 降为零

10、一种高分子材料在加工过程中出现了熔体破裂现象。以下哪种因素最有可能导致这种现象的发生？（ ）
A. 加工温度过高
B. 剪切速率过大
C. 分子量分布过宽
D. 添加剂含量过高

11、在研究一种新型金属材料的力学性能时，发现其抗拉强度远高于传统材料。以下哪种微观结构特征最有可能是导致这种高强度的原因？（ ）
A. 细小均匀的晶粒 B. 大量的位错 C. 粗大的晶界 D. 较多的夹杂物

12、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

13、在研究材料的摩擦磨损性能时，发现润滑剂的使用能够显著降低磨损。以下哪种润滑剂的作用机制主要是形成油膜隔离？（ ）
A. 固体润滑剂 B. 液体润滑剂 C. 气体润滑剂 D. 半固体润滑剂

14、对于一种新型的金属泡沫材料，其具有轻质和高能量吸收的特点。以下哪种制备工艺对其性能的影响最为关键？（ ）
A. 发泡工艺
B. 烧结工艺
C. 轧制工艺
D. 铸造工艺

15、一种新型的储能材料在充放电过程中表现出高容量和长循环寿命。以下哪种储能机制最有可能是其高性能的原因？（ ）
A. 锂离子嵌入脱出 B. 双电层电容 C. 法拉第准电容 D. 以上均有可能

16、在材料的磁性性能中，材料可以分为顺磁性、抗磁性和铁磁性等，那么铁磁性材料的主要特点是什么？（ ）
A. 在外磁场作用下产生较强的磁性
B. 在外磁场作用下产生较弱的磁性
C. 在外磁场作用下不产生磁性
D. 以上都不是

17、在研究聚合物的流变性能时，发现其在一定剪切速率下表现出非牛顿流体的特征。以下哪种聚合物结构因素可能导致这种现象？（ ）
A. 长链支化 B. 线性结构 C. 低分子量 D. 高结晶度

18、对于一种泡沫材料，其密度较低但具有一定的强度和隔热性能。以下哪种发泡方法最有可能制备出这种材料？（ ）
A. 化学发泡 B. 物理发泡 C. 机械发泡 D. 以上方法均可

19、在高分子材料的溶解过程中，溶剂的选择非常重要。以下关于溶剂选择原则的描述，错误的是（ ）
A. 溶剂的极性应与高分子材料的极性相似
B. 溶剂的溶解度参数应与高分子材料接近
C. 溶剂的挥发性对溶解过程没有影响
D. 溶剂应具有良好的化学稳定性

20、在研究材料的摩擦学性能时，发现以下哪种摩擦副配对的摩擦系数较小？（ ）
A. 金属 - 金属
B. 金属 - 陶瓷
C. 陶瓷 - 陶瓷
D. 聚合物 - 金属

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)

1、（本题5分）阐述复合材料的定义、组成和分类。以纤维增强复合材料为例，说明其性能特点以及在航空航天领域的应用优势和面临的挑战。

2、（本题5分）详细说明陶瓷基复合材料的增强体类型（如纤维、晶须和颗粒）和增强机制。分析陶瓷基复合材料的性能特点和应用领域，并探讨其发展面临的挑战。

3、（本题5分）详细阐述金属基复合材料的制备方法和性能特点，分析增强体的种类和分布对性能的影响，以及在航空航天等领域的应用前景。

4、（本题5分）论述玻璃纤维增强复合材料的性能优势和应用领域，分析玻璃纤维的表面处理对复合材料性能的影响，并探讨其未来的发展趋势。

5、（本题5分）解释材料的自润滑材料的工作原理和分类。分析自润滑材料的性能特点和应用领域，并举例说明在无油润滑机械中的应用。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）有一圆柱形的石英玻璃棒，底面半径为 2 厘米，长度为 40 厘米，石英玻璃的密度为 2.2 克/立方厘米，求玻璃棒的质量。

2、（本题5分）某种复合材料由纤维和基体组成，纤维体积分数为 40%，纤维的弹性模量为 200GPa，基体的弹性模量为 10GPa，计算该复合材料的弹性模量。

3、本题5分）一根钴铬合金丝，长度为 100 厘米，直径为 0.25 毫米，钴铬合金的电阻率为 6.2×10^-7 欧姆·米，计算该合金丝的电阻。

4、（本题5分）某种陶瓷的热扩散系数为1.5×10⁻⁵m²/s，比热容为900J/(kg·K)，密度为2500kg/m³，计算其热导率。

5、（本题5分）一种金属材料的疲劳极限为 300 MPa，应力幅为 200 MPa，平均应力为 50 MPa，计算该材料在该应力条件下的疲劳寿命。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）全面论述材料的增材制造技术（3D 打印）的原理和应用，分析不同 3D 打印技术对材料性能的影响，并探讨在制造业中的发展前景。

2、（本题10分）全面论述材料的超塑性现象的产生条件和机制，分析影响超塑性的因素，如应变速率、温度等，并探讨在材料成型中的应用。

3、（本题10分）全面论述材料扩散过程中的浓度梯度和温度对扩散速率的影响，以及扩散在材料热处理和表面改性中的应用。

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