北京师范大学《聚合物改性》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在材料的腐蚀过程中，电化学腐蚀是一种常见的形式。以下关于电化学腐蚀的条件和特点的描述，正确的是（）A.电化学腐蚀只有在电解质溶液存在时才会发生B.金属在干燥空气中不会发生电化学腐蚀C.电化学腐蚀的速度与金属的电极电位无关D.电化学腐蚀是一种均匀的腐蚀过程2、在金属材料的表面处理中，化学镀可以在非导电表面形成金属镀层。以下哪种材料适合进行化学镀？（）A.塑料B.陶瓷C.玻璃D.以上都是3、超导材料在低温下具有零电阻和完全抗磁性等奇特性能。对于高温超导材料，其临界温度通常在什么范围内？（）A.液氮温度以下B.液氦温度以下C.室温以上D.0-100K之间4、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5、在材料的表面改性技术中，离子注入可以改变材料表面的性能。对于金属材料表面的离子注入，以下哪种离子的注入可以提高其耐磨性？（）A.氮离子B.氧离子C.氢离子D.钠离子6、材料的耐腐蚀性是指材料在特定环境下抵抗腐蚀的能力，那么影响材料耐腐蚀性的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、微观结构B.环境因素、腐蚀介质的性质C.材料的表面状态、加工工艺D.以上都是7、对于纤维增强复合材料，界面结合强度对其性能有重要影响。当界面结合强度过高时，可能会导致以下哪种结果？（）A.材料强度增加B.材料韧性下降C.材料耐热性提高D.材料抗疲劳性能增强8、在研究材料的热稳定性时，热重分析（TGA）是一种常用的测试方法。通过TGA曲线，可以得到材料的失重情况。对于一种聚合物材料，在加热过程中出现两次明显的失重阶段，可能的原因是什么？（）A.分解产生两种不同的气体产物B.存在两种不同的结晶形态C.发生了两次相变D.以上原因均有可能9、一种新型的储氢材料在实验中表现出了较高的储氢容量。以下哪种材料体系最有可能具有这种性能？（）A.金属氢化物B.碳纳米管C.金属有机框架（MOF）D.以上均有可能10、在考察材料的热稳定性时，发现一种材料在高温下发生分解。以下哪种分析方法可以确定分解产物的成分？（）A.热重分析B.差热分析C.红外光谱分析D.X射线衍射分析11、在研究一种用于太阳能热水器的吸热涂层材料时，发现其吸收率较低。以下哪种方法可以提高吸收率？（）A.增加涂层厚度B.优化涂层成分C.制备粗糙表面D.以上都是12、对于一种用于太阳能电池的半导体材料，要提高其光电转换效率，以下哪种方法可能最为有效？（）A.优化晶体结构B.掺杂杂质元素C.制备纳米结构D.增加材料厚度13、在分析材料的声学性能时，发现一种材料具有良好的隔音效果。以下哪种因素对其隔音性能的贡献最大？（）A.材料的密度B.材料的弹性模量C.材料的内部孔隙结构D.材料的表面粗糙度14、陶瓷材料的烧结是制备陶瓷材料的关键步骤，那么影响陶瓷材料烧结的主要因素有哪些？（）A.烧结温度、烧结时间、气氛B.颗粒尺寸、添加剂、压力C.加热速率、冷却方式、成型方法D.以上都是15、对于一种用于锂离子电池的负极材料，要提高其充放电循环性能，以下哪种策略可能最为有效？（）A.构建纳米结构B.表面改性C.优化材料的孔隙率D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释纳米材料的尺寸效应和表面效应，说明这些效应对纳米材料性能的影响，并举例说明纳米材料在不同领域的应用。2、（本题5分）深入探讨材料的蠕变性能，解释蠕变的定义和蠕变曲线的阶段特征，分析影响材料蠕变行为的因素，以及在高温结构部件中的设计考虑。3、（本题5分）深入探讨材料的电致变色性能，解释电致变色的原理和应用，分析影响电致变色性能的因素，以及在智能窗户等领域的发展趋势。4、（本题5分）详细阐述材料的耐磨涂层技术，包括物理气相沉积、化学气相沉积、热喷涂等，说明每种技术的特点和应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入论述材料的量子点发光二极管的性能和发展，解释量子点发光二极管的工作原理，分析其性能优势和存在的问题，探讨在显示技术中的应用前景。2、（本题5分）深入探讨储氢材料的储氢原理和性能要求，分析常见储氢材料如金属氢化物、碳基材料和配位氢化物的特点和储氢性能，论述储氢材料在氢能存储和利用中的应用前景和挑战。3、（本题5分）全面论述金属材料的相变动力学过程，以及相变过程中的组织演变对材料性能的影响和控制方法。4、（本题5分）探讨复合材料的界面设计和优化方法，包括界面结合强度、界面相容性和界面残余应力的控制等方面。5、（本题5分）论述材料的失效分析方法和步骤，以实际案例分析材料失效的原因和预防措施，探讨如何提高材料的可靠性和使用寿命。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一个圆柱形的碳纤维复合材料筒，外径为30毫米，内径为20毫米，长度为1米，碳纤维的弹性模量为250GPa，基体的弹性模量为50GPa，计算筒的轴向刚度。2、（本题10分）某种材料的热膨胀系数与温度的二次函数关系为α=0.00001T^2+0.0002T+5×10^-6，计算从20℃到300℃的平均线膨胀系数。3、（本题10分）一个长方体的石英玻璃块，长10厘米，宽8厘米，高6厘米，