安徽工业大学《工程材料与机械制造基础》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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安徽工业大学
《工程材料与机械制造基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

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、在研究材料的热稳定性时，发现以下哪种测试方法可以有效评估材料在高温下的性能变化？（ ）
A. 热重分析
B. 差示扫描量热法
C. 热膨胀系数测量
D. 长期高温服役试验

2、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

3、在研究材料的磨损性能时，磨损量是衡量磨损程度的重要指标。对于在润滑条件下工作的滑动轴承，其磨损量主要取决于什么？（ ）
A. 润滑剂的种类
B. 载荷大小
C. 轴的转速
D. 以上因素均有关

4、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

5、在研究一种用于磁性传感器的软磁材料时，发现其磁导率不够高。以下哪种因素最有可能限制磁导率的提升？（ ）
A. 残余应力
B. 杂质含量
C. 晶界结构
D. 以上都是

6、金属材料的铸造是一种重要的成型方法，那么常见的金属铸造方法有哪些？（ ）
A. 砂型铸造、金属型铸造、压力铸造
B. 熔模铸造、离心铸造、消失模铸造
C. 低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造
D. 以上都是

7、在研究材料的阻尼性能时，阻尼系数是一个重要的参数。对于高分子阻尼材料，其阻尼系数通常与什么因素有关？（ ）
A. 分子量
B. 结晶度
C. 交联度
D. 以上因素均有关

8、对于一种形状记忆合金，其能够在一定条件下恢复到预先设定的形状。以下哪种合金体系最常被用于形状记忆应用？（ ）
A. 铜基合金 B. 铁基合金 C. 钛镍合金 D. 钴基合金

9、对于一种光学材料，需要其在特定波长范围内具有高透明度和低折射率。以下哪种材料最有可能满足这些要求？（ ）
A. 玻璃 B. 晶体 C. 塑料 D. 陶瓷

10、在分析一种用于电子封装的陶瓷基板材料时，发现其热膨胀系数与芯片不匹配。以下哪种方法可以调整热膨胀系数？（ ）
A. 改变陶瓷的组成
B. 引入纤维增强
C. 控制烧结工艺
D. 以上都是

11、在研究聚合物的降解行为时，发现其在光照下性能迅速下降。以下哪种添加剂可以有效地提高其光稳定性？（ ）
A. 抗氧化剂 B. 光稳定剂 C. 增塑剂 D. 填充剂

12、在分析一种用于超级电容器的电极材料时，发现其比电容较低。以下哪种改进方法可能有助于提高比电容？（ ）
A. 增加活性物质的负载量
B. 优化电极的孔隙结构
C. 提高电极的导电性
D. 以上都是

13、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

14、在金属材料的冷加工过程中，以下关于冷加工变形机制和影响的描述，正确的是（ ）
A. 冷加工主要通过位错滑移实现
B. 冷加工会提高金属的塑性
C. 冷加工不会改变金属的晶体结构
D. 冷加工对金属的硬度没有影响

15、材料的导电性取决于其内部的电子结构和晶体缺陷。对于半导体材料，如硅，在掺入适量的杂质后，其导电性会发生显著变化。以下哪种杂质的掺入可以使硅成为 N 型半导体？（ ）
A. 硼
B. 磷
C. 铝
D. 镓

16、在研究材料的声学性能时，发现一种材料具有良好的吸声效果。以下哪种材料微观结构特征最有可能是导致其吸声性能良好的原因？（ ）
A. 多孔结构 B. 纤维状结构 C. 层状结构 D. 颗粒状结构

17、在分析材料的腐蚀防护方法时，发现一种金属采用阳极保护可以有效地减缓腐蚀。阳极保护的原理是（ ）
A. 使金属处于钝化状态
B. 形成保护性氧化膜
C. 降低金属的电位
D. 增加金属的耐蚀性

18、在金属材料的腐蚀类型中，点蚀是一种局部腐蚀现象。以下哪种环境因素对点蚀的发生影响较大？（ ）
A. 氧气浓度
B. 酸碱度
C. 氯离子浓度
D. 温度

19、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

20、在研究金属的疲劳性能时，发现经过某种表面处理后，疲劳寿命显著提高。以下哪种表面处理方法最有可能产生这种效果？（ ）
A. 电镀 B. 喷丸强化 C. 化学蚀刻 D. 阳极氧化

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）解释什么是材料的电介质极化，分析其类型和产生机制，并说明电介质材料在电容器中的应用。

2、（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。

3、（本题5分）详细说明陶瓷材料的增韧方法，如相变增韧、纤维增韧、颗粒弥散增韧等，阐述每种方法的原理和特点，以及它们对陶瓷性能的影响。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）某种高分子材料的玻璃化转变温度为150℃，在80℃时的动态粘度为2×10⁵Pa·s，计算其松弛时间。

2、（本题5分）有一环形的玻璃纤维增强塑料，内半径为 2 cm，外半径为 4 cm，高度为 10 cm，玻璃纤维的体积分数为 40%，玻璃纤维的拉伸强度为 3000 MPa，计算塑料环的拉伸强度。

3、（本题5分）有一金属材料的疲劳曲线如下图所示，计算在应力幅为 150 MPa 时的疲劳寿命。

4、（本题5分）已知一种磁性材料的磁导率为 200，在截面积为 10 cm²，长度为 50 cm 的磁芯上绕制 100 匝线圈，当线圈中通有 1 A 电流时，计算磁芯中的磁通。

5、（本题5分）一块面积为180cm²的磁性薄膜，磁场强度为800A/m时，磁通为0.015Wb，计算其磁导率。

四、论述题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）深入探讨纳米材料的制备方法和技术，分析其独特的物理化学性质和表面效应，以及在催化、生物医药等领域的应用前景。

2、（本题10分）论述材料的光电催化性能和能源转化应用，研究光电催化材料的工作原理和性能特点，分析影响光电催化性能的因素，探讨在水分解和二氧化碳还原中的应用。

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