北京联合大学《高分子材料科学前沿与实践》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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北京联合大学《高分子材料科学前沿与实践》
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、对于一种磁性半导体材料，其同时具有磁性和半导体特性。以下哪种材料最有可能属于磁性半导体？（ ）
A. 氧化锌 B. 砷化镓 C. 硫化亚铁 D. 碲化铬

2、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

3、在研究金属材料的疲劳裂纹扩展时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种因素会加快疲劳裂纹的扩展？（ ）
A. 降低应力强度因子幅度
B. 增加材料的韧性
C. 存在腐蚀环境
D. 减小裂纹长度

4、高分子材料的玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的参数。对于聚苯乙烯（PS），以下哪种方法可以提高其玻璃化转变温度？（ ）
A. 增加分子量
B. 加入增塑剂
C. 提高结晶度
D. 降低分子量

5、在研究材料的光学透明性时，以下关于影响材料透明性的因素的描述，错误的是（ ）
A. 材料中的杂质和缺陷会降低透明性
B. 材料的结晶度越高，透明性越好
C. 光的波长对材料透明性有影响
D. 材料的表面粗糙度会影响透明性

6、金属材料的焊接是一种重要的连接方法，那么常见的金属焊接方法有哪些？（ ）
A. 电弧焊、气焊、电阻焊
B. 激光焊、电子束焊、钎焊
C. 摩擦焊、扩散焊、爆炸焊
D. 以上都是

7、一种新型的纤维增强复合材料在拉伸过程中表现出非线性的应力 - 应变关系。以下哪种因素可能是导致这种现象的原因？（ ）
A. 纤维断裂 B. 基体开裂 C. 界面脱粘 D. 以上都有可能

8、在研究一种用于激光焊接的金属材料时，发现焊缝处存在气孔和裂纹等缺陷。以下哪种焊接工艺参数的调整可能有助于减少这些缺陷？（ ）
A. 降低焊接速度
B. 增加激光功率
C. 优化保护气体流量
D. 以上都是

9、对于一种用于海水淡化的膜材料，要提高其水通量和脱盐率，以下哪种方法可能最为有效？ ）
A. 优化膜的表面性质
B. 调整膜的微观结构
C. 采用多层复合膜结构
D. 以上都是

10、在材料的疲劳性能研究中，疲劳极限是衡量材料抗疲劳能力的重要指标。对于一种铝合金材料，经过多次循环加载实验，确定其疲劳极限为 200MPa。如果实际工作应力为 150MPa，且应力比为 0.2，预计其疲劳寿命大约是多少？（ ）
A. 10^5 次
B. 10^6 次
C. 10^7 次
D. 10^8 次

11、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

12、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

13、对于一种电致变色材料，要提高其变色响应速度，以下哪种方法可能有效？（ ）
A. 优化薄膜结构 B. 改进电极材料 C. 调整驱动电压 D. 以上都有可能

14、在研究材料的光学性能时，发现某些材料具有选择性吸收和透过光线的特性。以下哪种材料常用于制造太阳能电池板？（ ）
A. 单晶硅 B 多晶硅 C. 非晶硅 D. 砷化镓

15、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

16、对于磁性材料，磁畴的大小和分布对材料的磁性有重要影响。以下哪种方法可以观察磁畴结构？（ ）
A. 扫描电子显微镜 B. 透射电子显微镜 C. 磁力显微镜 D. 光学显微镜

17、在研究金属材料的热处理过程中，淬火是一种常用的工艺。以下关于淬火工艺和其对金属性能影响的描述，正确的是（ ）
A. 淬火可以提高金属材料的硬度和强度
B. 所有金属材料都适合进行淬火处理
C. 淬火速度越慢，金属材料的性能越好
D. 淬火不会改变金属材料的组织结构

18、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

19、对于金属基复合材料，以下哪种增强相能够同时提高材料的强度和耐磨性？（ ）
A. 陶瓷颗粒
B. 碳纤维
C. 金属纤维
D. 玻璃纤维

20、在研究材料的热变形行为时，以下哪种测试方法可以测量材料的热膨胀系数？（ ）
A 差示扫描量热法 B. 热机械分析 C. 动态热机械分析 D. 以上都是

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）全面分析材料的智能凝胶的响应机制和性能特点，讨论智能凝胶在药物控释和生物传感器中的应用，以及面临的挑战。

2、（本题5分）分析材料在摩擦磨损过程中的主要磨损机制，如粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等，解释它们的发生条件和特征，并提出减少磨损的方法。

3、（本题5分）详细阐述材料的光学性能，包括光的反射、折射、吸收和透射等，说明这些性能与材料结构和成分的关系，分析影响光学性能的因素及应用。

4、（本题5分）深入探讨材料的阻尼合金的开发和应用，分析阻尼合金的阻尼机制和性能特点，讨论如何提高阻尼合金的性能和拓宽其应用范围。

5、（本题5分）解释材料的电致变色现象和电致变色材料的分类。分析电致变色材料的性能特点和应用领域（如智能窗户和显示器），并举例说明其工作原理。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一块梯形的铜板，上底为 6cm，下底为 10cm，高为 8cm，厚度为 1.2mm，铜的密度为 8.96 g/cm³，计算其质量。

2、（本题5分）一块长方体形状的铝合金材料，长为 20 厘米，宽为 10 厘米，高为 5 厘米，铝合金的密度为 2.7 克/立方厘米，计算该铝合金材料的质量。

3、（本题5分）一块面积为 0.1 m²的太阳能电池板，转换效率为 20%，接收到的太阳光功率为 1000 W/m²，计算该电池板的输出功率。

4、（本题5分）一块陶瓷板的抗弯强度为 150 MPa，试样的宽度为 10 毫米，厚度为 5 毫米，计算跨距为 50 毫米时的断裂载荷。

5、（本题5分）一块边长为 10 cm 的正方体陶瓷块，热导率为 1.5 W/(m·K)，一侧面温度为 200°C，另一侧面温度为 50°C，计算通过该陶瓷块的热流量。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）全面论述材料的高温性能和高温下的材料行为，包括高温强度、高温蠕变和高温氧化等，分析材料的成分、组织结构和服役环境对高温性能的影响，探讨高温材料的研发和在航空发动机、燃气轮机等领域的应用。

2、（本题10分）详细论述智能材料的概念和分类，研究其感知、响应和驱动的机制，以及在智能结构和系统中的应用前景。

3、（本题10分）详细论述材料的摩擦学性能和润滑机制，包括干摩擦、边界润滑和流体润滑等，分析材料的表面粗糙度、硬度和润滑剂的性能对摩擦学性能的影响，探讨降低摩擦系数和减少磨损的方法和在机械工程中的应用。

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