2025年大学材料科学与工程（材料研发）技能测试题

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.C2.D3.B4.D5.B6.A7.B8.D9.D10.A1.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