2025年大学大二（无机非金属材料工程）石墨材料性能综合测试试题及答案

2025年大学大二（无机非金属材料工程）石墨材料性能综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)1.石墨材料具有良好的导电性，主要是因为（）A.碳原子的排列方式特殊B.含有大量的自由电子C.具有独特的晶体结构D.化学性质稳定2.石墨的硬度相对较低，其原因是（）A.碳原子间的化学键较弱B.晶体结构疏松C.层间作用力小D.杂质含量高3.石墨材料在高温下表现出较好的热稳定性，这是由于（）A.碳原子的热振动较小B.化学键能高C.晶体结构稳定D.具有良好的散热性4.石墨的化学稳定性主要源于（）A.碳原子的惰性B.表面的氧化膜C.晶体结构的稳定性D.与环境反应缓慢5.以下哪种石墨材料的纯度最高（）A.鳞片石墨B.土状石墨C.人造石墨D.天然石墨6.石墨材料的润滑性能主要取决于（）A.表面粗糙度B.晶体结构C.层间的滑动性D.硬度7.石墨在电化学领域应用广泛，其主要原因是（）A.导电性好B.化学稳定性高C.成本低D.易于加工8.石墨材料的导热性能与下列因素关系不大的是（）A.晶体结构B.杂质含量C.颜色D.温度9.当石墨材料受到外力作用时，容易发生（）A.塑性变形B.脆性断裂C.弹性变形D.分层剥离10.石墨的晶体类型属于（）A.离子晶体B.分子晶体C.原子晶体D.混合晶体11.石墨材料在氧化气氛中，随着温度升高，氧化速率会（）A.先增大后减小B.一直增大C.先减小后增大D.一直减小12.提高石墨材料强度的有效方法是（）A.增加杂质含量B.改变晶体结构C.进行热处理D.降低纯度13.石墨材料的比表面积对其吸附性能有重要影响，比表面积越大，吸附能力（）A.越强B.越弱C.不变D.先强后弱14.石墨在制造坩埚时，利用了其（）A.耐高温性B.导电性C.润滑性D.化学稳定性15.以下关于石墨材料的耐腐蚀性说法正确的是（）A.只耐酸性腐蚀B.只耐碱性腐蚀C.对多种化学介质都有较好的耐腐蚀性D.不耐任何腐蚀16.石墨材料的热膨胀系数相对较小，这使得它在温度变化时（）A.尺寸变化较大B.尺寸变化较小C.性能不受影响D.先膨胀后收缩17.石墨晶体中层与层之间的结合力是（）A.共价键B.离子键C.金属键D.范德华力18.石墨材料在电子工业中常用作（）A.绝缘材料B.导电材料C.散热材料D.磁性材料19.影响石墨材料抗氧化性能的关键因素是（）A.温度B.湿度C.氧气浓度D.材料的晶体结构和杂质含量20.石墨材料的密度主要取决于（）A.晶体结构的紧密程度B.颜色C.硬度D.导电性第II卷（非选择题，共60分）21.简答题（每题10分，共20分）（1）简述石墨材料的晶体结构特点及其对性能的影响。（2）分析石墨材料在高温环境下的性能变化及原因。22.论述题（20分）阐述石墨材料在不同领域的应用，并说明其应用所依据的性能特点。23.材料分析题（20分）现有一种石墨材料，其密度为2.2g/cm³，硬度较低，导电性良好。在高温下长时间暴露后，发现其质量略有增加，表面出现一些微小的氧化痕迹。请分析该石墨材料的可能成分及性能特点，并解释高温下质量增加和表面氧化痕迹出现的原因。24.方案设计题（20分）为了提高石墨材料的抗氧化性能，设计一个可行的方案，并说明方案的原理和预期效果。答案1.A2.C3.C4.C5.C6.C7.A8.C9.D10.D11.B12.C13.A14.A15.C16.B17.D18.B19.D20.A21.（1）石墨晶体为层状结构，层内碳原子以共价键相连，形成六边形平面网状结构，层间通过范德华力结合。这种结构使石墨具有良好的导电性，因为层内有自由电子可移动；硬度低是由于层间作用力小，容易发生层间滑动；同时具有较好的润滑性。（2）在高温环境下，石墨材料的热稳定性使其结构基本保持稳定。但随着温度升高，其氧化速率加快，因为高温提供了更多的能量，使氧气与碳原子更容易发生反应，导致质量增加，性能可能会有所下降，如导电性可能略有降低等。22.在冶金领域，利用石墨耐高温性作为坩埚材料；在电子工业中，因其良好导电性用作电极等。在机械工业中，凭借润滑性作为润滑剂添加剂。在航天领域，利用其热稳定性等性能用于一些耐高温部件。总之，其应用广泛，依据的性能特点如导电性、耐高温性、润滑性、化学稳定性等使其能满足不同领域的需求。23.该石墨材料可能是人造石墨，含有一定杂质。密度表明其结构相对紧密程度一般；硬度低符合石墨特性；导电性良好说明晶体结构利于电子移动。高温下质量增加是因为杂质与氧气反应或石墨本身氧化；表面氧化痕迹是由于高温促进了氧气与石墨的反应，使其表面被氧化。24.方案：对石墨材料进行涂层处理，涂覆一