清华大学《材料加工数值模拟》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2、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。当一种聚合物的玻璃化转变温度升高时，通常意味着其（）A.耐热性提高B.柔韧性增强C.加工性能变好D.结晶度降低3、陶瓷材料的制备工艺对其性能有重要影响，那么陶瓷材料的主要制备工艺有哪些？（）A.粉末冶金法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法B.热压烧结法、常压烧结法、反应烧结法C.等离子喷涂法、激光熔覆法、爆炸喷涂法D.以上都是4、在考察一种用于3D打印的金属粉末材料时，发现打印出的零件存在孔隙和裂纹等缺陷。以下哪种因素最有可能是造成这些缺陷的主要原因？（）A.粉末粒度不均匀B.打印工艺参数不合理C.粉末的含氧量过高D.以上都是5、在研究材料的电学性能时，电导率是一个重要的参数。以下关于电导率的影响因素的描述，错误的是（）A.温度升高，金属的电导率通常降低B.杂质的存在会提高金属的电导率C.晶体缺陷会降低材料的电导率D.材料的电导率与晶体结构有关6、在复合材料的设计中，需要考虑增强体和基体的相容性。以下哪种因素对相容性影响较大？（）A.化学组成B.热膨胀系数C.弹性模量D.以上都是7、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8、在陶瓷材料的烧结助剂选择中，需要考虑多个因素。以下关于烧结助剂作用和选择原则的描述，正确的是（）A.烧结助剂可以降低烧结温度，但会降低陶瓷的性能B.烧结助剂的加入量越多，陶瓷的烧结效果越好C.烧结助剂应与陶瓷材料具有良好的化学相容性D.所有的氧化物都可以作为陶瓷的烧结助剂9、在研究材料的热性能时，比热容是一个重要的参数。对于大多数金属材料，其比热容随温度的升高而怎样变化？（）A.增大B.减小C.先增大后减小D.基本保持不变10、在研究陶瓷材料的压电性能时，发现其压电常数与晶体的极化方向有关。以下哪种晶体取向的压电常数最大？（）A.方向B.方向C.方向D.随机方向11、对于一种泡沫金属材料，要提高其孔隙率，以下哪种制备工艺参数需要调整？（）A.发泡剂含量B.发泡温度C.凝固速度D.以上都需要12、对于纳米材料，由于其尺寸效应，表现出与常规材料不同的性能。纳米材料的比表面积通常（）A.小于常规材料B.等于常规材料C.大于常规材料D.与材料尺寸无关13、在考察材料的光学透明性时，发现一种聚合物材料的光学透明性较差。以下哪种因素最有可能导致这种情况？（）A.存在结晶区域B.分子链缠结C.添加剂的使用D.分子量分布较宽14、陶瓷材料的硬度通常很高，那么常用的陶瓷材料硬度测试方法有哪些？（）A.洛氏硬度测试、维氏硬度测试B.布氏硬度测试、肖氏硬度测试C.显微硬度测试、纳米硬度测试D.以上都是15、金属材料的蠕变现象是在高温和恒定应力作用下发生的缓慢变形。对于镍基高温合金，以下哪种因素会显著影响其蠕变性能？（）A.合金元素含量B.晶粒尺寸C.加工工艺D.以上因素均会影响16、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17、在材料的疲劳裂纹扩展过程中，裂纹扩展速率与应力强度因子幅之间的关系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛顿定律描述D.胡克定律描述18、在研究材料的超导性能时，发现一种材料的超导转变温度受到压力的影响。以下哪种说法是正确的？（）A.压力增大，超导转变温度升高B.压力增大，超导转变温度降低C.压力对超导转变温度无影响D.压力适中时，超导转变温度最高19、在材料的腐蚀类型中，缝隙腐蚀是一种局部腐蚀形式。对于不锈钢在海水环境中的应用，以下哪种情况容易发生缝隙腐蚀？（）A.表面光滑无缝隙B.存在微小的缝隙和狭窄的空间C.大面积接触海水D.处于流动的海水中20、在研究材料的耐磨损性能时，以下哪种磨损机制通常在高载荷和高速度下发生？（）A.粘着磨损B.磨粒磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损二、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）论述材料的无损检测方法，如超声检测、射线检测、磁粉检测等，解释其工作原理和适用范围。3、（本题5分）解释什么是非晶态材料，论述其结构特点和性能优势，分析非晶态材料的制备方法和应用领域，如非晶合金和非晶半导体。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一长方体形状的玻璃块，长15cm，宽10cm，高8cm，玻璃的密度为2.5g/cm³，计算其质量。2、（本题5分）一块梯形的塑料板，上底为10cm，下底为20cm，高为15cm，厚度为3mm，塑料的密度为1.2g/cm³，计算其质量。3、（本题5分）某纳米粒子的直径为20纳米，材料的密度为8克/立方厘米，计算1克该材料所含纳米粒子的数量。4、（本题5分）有一环形的磁性材料，外直径为10厘米，内直径为6厘米，厚度为2厘米，材料的密度为7.5克/立方厘米，求其质量。5、（本题5分）一块面积为250cm²的超导薄膜，临界电流密度为8×10⁵A/cm²，计算