武汉光谷职业学院《材料科学与工程学科前沿讲座》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《材料科学与工程学科前沿讲座》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、在研究金属材料的腐蚀防护方法时，涂层防护是一种常用手段。以下关于涂层防护原理和要求的描述，正确的是（）A.涂层可以完全阻止金属的腐蚀B.涂层的厚度越厚，防护效果越好C.涂层应与金属基体具有良好的结合力D.涂层的防护性能与环境无关2、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3、对于高分子材料，其玻璃化转变温度是一个重要的性能指标。在以下哪种测试方法中，可以较为准确地测定高分子材料的玻璃化转变温度？（）A.热重分析（TGA）B.差示扫描量热法（DSC）C.动态力学分析（DMA）D.红外光谱分析（IR）4、对于一种压电陶瓷材料，要提高其压电系数，以下哪种掺杂元素可能有效？（）A.铅B.钛C.镧D.铌5、在研究聚合物的流变性能时，发现其在一定剪切速率下表现出非牛顿流体的特征。以下哪种聚合物结构因素可能导致这种现象？（）A.长链支化B.线性结构C.低分子量D.高结晶度6、对于一种功能陶瓷材料，需要其具有高介电常数和低介电损耗。以下哪种陶瓷材料最有可能满足这些要求？（）A.钛酸锶陶瓷B.铌酸锂陶瓷C.氧化锌陶瓷D.钽酸锂陶瓷7、对于一种泡沫金属材料，其孔隙率和孔径分布对其力学性能有重要影响。一般来说，孔隙率增加会导致材料的（）A.强度提高B.塑性增加C.密度降低D.韧性下降8、一种新型的金属泡沫材料具有轻质高强的特点。以下哪种制备方法常用于生产这种材料？（）A.粉末冶金B.铸造C.发泡法D.3D打印9、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10、在分析材料的摩擦磨损性能时，发现一种材料在特定的摩擦条件下表现出良好的耐磨性。以下哪种因素对其耐磨性的贡献最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.润滑条件D.摩擦副的材料11、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12、材料的导热性能对于热管理和散热应用非常重要。以下关于材料导热系数的影响因素的描述，错误的是（）A.材料的晶体结构对导热系数有显著影响B.材料中的杂质会降低导热系数C.温度升高，材料的导热系数总是增大D.孔隙率增加，材料的导热系数减小13、金属材料的铸造是一种重要的成型方法，那么常见的金属铸造方法有哪些？（）A.砂型铸造、金属型铸造、压力铸造B.熔模铸造、离心铸造、消失模铸造C.低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造D.以上都是14、在研究材料的磨损机制时，发现粘着磨损是主要的磨损方式。以下哪种措施可以减少粘着磨损？（）A.提高表面硬度B.改善润滑条件C.选择合适的配对材料D.以上都可以15、在研究材料的光学非线性现象时，发现一种材料在强光作用下折射率发生明显变化。以下哪种光学非线性效应最有可能导致这种现象？（）A.二阶非线性光学效应B.三阶非线性光学效应C.受激拉曼散射D.自发辐射16、在研究材料的疲劳性能时，疲劳极限是一个重要的指标。以下关于疲劳极限的描述，错误的是（）A.材料的疲劳极限是指在无限次循环加载下不发生疲劳破坏的最大应力B.表面粗糙度对材料的疲劳极限没有影响C.提高材料的强度可以提高其疲劳极限D.材料的疲劳极限与加载频率无关17、材料的电磁性能包括导电性、磁性等，那么影响材料电磁性能的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度、磁场强度、电场强度C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是18、材料的导电性取决于其内部的电子结构和晶体缺陷。对于半导体材料，如硅，在掺入适量的杂质后，其导电性会发生显著变化。以下哪种杂质的掺入可以使硅成为N型半导体？（）A.硼B.磷C.铝D.镓19、研究一种磁性材料，其磁性能在不同温度下有明显变化。当温度升高到居里温度时，磁性材料会发生以下哪种转变？（）A.从铁磁性转变为顺磁性B.从顺磁性转变为抗磁性C.从铁磁性转变为反铁磁性D.磁性消失20、在研究材料的光学性能时，发现一种材料对特定波长的光具有很强的吸收能力。这种吸收现象主要是由于材料内部的以下哪种作用？（）A.电子跃迁B.分子振动C.晶格振动D.自由电子运动二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析先进陶瓷基复合材料的性能优势和制备难点，探讨其在航空发动机部件中的应用前景。2、（本题5分）论述陶瓷材料的烧结过程，包括各个阶段的特点和影响烧结的主要因素，以及如何控制这些因素来获得理想的陶瓷性能。3、（本题5分）详细说明材料的疲劳裂纹扩展规律，包括Paris公式和疲劳门槛值，分析影响疲劳裂纹扩展速率的因素及在结构寿命预测中的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某陶瓷材料的介电损耗正切值为0.05，在频率为1000赫兹的电场作用下，相对介电常数为100，计算其介电损耗。2、（本题5分）一块金属板在500℃时的热导率为30瓦/（米·开尔文），面积为0.2平方米，厚度为10毫米，两侧温差为200度，计算热传递速率。3、（本题5分）已知一种玻璃的折射率随波长的变化关系，计算在特定波长下的折射率。4、（本题5分）某种玻璃纤维的拉伸强度为3000MPa，直径为10μm，要编织成一块面积为1m²的织物，计算所需玻璃纤维的长度和总质量（假设纤维密度为2.5g/cm³）。5、（本题5分）一块椭圆形的铜板，长半轴为40厘米，短半轴为30厘米，厚度为8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