东北农业大学《材料科学与工程专业导论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《材料科学与工程专业导论》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在磁性材料中，根据磁化特性的不同可以分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料通常具有（）A.高矫顽力和高剩磁B.低矫顽力和低剩磁C.高矫顽力和低剩磁D.低矫顽力和高剩磁2、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3、在分析材料的热膨胀性能时，发现某合金的热膨胀系数很小。以下哪种合金元素的添加可能是导致这一现象的原因？（）A.铝B.铜C.钨D.锌4、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5、在材料的失效分析中，断裂是一种常见的失效形式。对于脆性断裂和韧性断裂，以下关于其断口特征的描述，正确的是？（）A.脆性断裂断口平齐，韧性断裂断口粗糙B.脆性断裂断口粗糙，韧性断裂断口平齐C.脆性断裂和韧性断裂断口都平齐D.脆性断裂和韧性断裂断口都粗糙6、在电子材料领域，半导体材料的导电性能对器件性能起着关键作用。以下哪种半导体材料的禁带宽度较大？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟7、在研究材料的阻尼性能时，发现以下哪种材料通常具有较高的阻尼能力？（）A.金属材料B.陶瓷材料C.高分子材料D.复合材料8、在分析材料的热导率时，发现以下哪种晶体结构的材料热导率通常较高？（）A.面心立方B.体心立方C.密排六方D.简单立方9、金属材料在加工过程中会发生组织和性能的变化，那么冷加工和热加工的区别主要是什么？（）A.加工温度不同B.对材料性能的影响不同C.加工方式不同D.以上都是10、一种纳米材料在制备过程中容易团聚。为了减少团聚现象，可以采用以下哪种方法？（）A.降低反应温度B.增加分散剂C.提高搅拌速度D.以上都可以11、在研究材料的热障涂层时，发现涂层的热导率和热膨胀系数对其性能有重要影响。以下哪种涂层材料的热导率通常较低？（）A.氧化锆涂层B.氧化铝涂层C.氮化硅涂层D.碳化硅涂层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、在研究材料的导热性能时，热导率是一个重要的参数。对于金属材料，其热导率随温度的升高通常会怎样变化？（）A.升高B.降低C.先升高后降低D.先降低后升高14、高分子材料的老化是指材料在使用过程中性能逐渐下降的现象，那么高分子材料老化的主要原因有哪些？（）A.光氧化、热氧化、化学腐蚀B.机械应力、辐射、微生物作用C.湿度、温度、氧气D.以上都是15、在陶瓷材料的晶界工程中，以下关于晶界性质和作用的描述，正确的是（）A.晶界是陶瓷材料中的薄弱环节B.晶界可以提高陶瓷材料的导电性C.晶界对陶瓷材料的强度没有影响D.晶界的存在总是不利于陶瓷材料的性能16、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17、在高分子材料的老化过程中，以下哪种因素是导致材料性能下降的主要原因？（）A.光照B.温度C.湿度D.以上都是18、在材料的疲劳测试中，发现一种材料在经过一定次数的循环载荷后发生断裂。以下哪种因素对材料的疲劳寿命影响最大？（）A.平均应力B.应力幅C.加载频率D.环境温度19、对于非晶态材料，其结构特点决定了其性能。以下关于非晶态材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.不存在长程有序和短程有序B.存在短程有序但不存在长程有序C.存在长程有序但不存在短程有序D.长程有序和短程有序都存在，但程度较低20、金属材料在冷加工变形后，会产生加工硬化现象。对于铜材，经过较大程度的冷加工变形后，若要恢复其塑性，应进行何种热处理？（）A.退火B.正火C.淬火D.回火二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释材料的电磁屏蔽原理，分析影响电磁屏蔽效果的因素，以及如何设计电磁屏蔽材料。2、（本题5分）详细分析梯度功能材料的设计理念和制备方法，讨论其在航空航天和能源领域的应用优势。3、（本题5分）详细说明材料的磁致伸缩现象，论述其原理和性能特点，分析影响磁致伸缩性能的因素及在传感器和驱动器中的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）已知一种金属的热扩散系数为10cm²/s，在加热过程中，温度梯度为50℃/cm，计算热流密度。2、（本题5分）某种陶瓷的热膨胀系数为10×10⁻⁶/℃，从100℃加热到1200℃，长度为20cm，计算其热膨胀量。3、（本题5分）一种液晶材料的双折射系数为0.2，入射光波长为500纳米，计算光通过液晶后的相位差。4、（本题5分）一块钢板的长度为2米，宽度为1.5米，厚度为10毫米，钢板的密度为7.85克/立方厘米，计算这块钢板的质量是多少千克？5、（本题5分）一块正方形的铜板，边长为30厘米，厚度为6毫米，铜的密度为8.9克/立方厘米，计算铜板的质量。四、论述题（本大题共2个小题