中国矿业大学徐海学院《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院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在分析一种用于航天器热防护的隔热材料时，发现其隔热效果不理想。以下哪种因素最有可能是造成这种情况的原因？（）A.材料的热导率较高B.隔热层厚度不足C.材料的热稳定性差D.以上都是2、在材料的力学性能测试中，硬度是一个常用的指标。对于同一种材料，以下哪种硬度测试方法得到的数值通常最高？（）A.布氏硬度B.洛氏硬度C.维氏硬度D.里氏硬度3、在研究金属材料的疲劳性能时，通常会对试样进行循环加载。当加载应力水平较低但循环次数很高时，材料发生疲劳破坏，以下哪种理论能较好地解释这一现象？（）A.位错理论B.滑移理论C.断裂力学理论D.晶体结构理论4、在研究金属材料的再结晶过程时，发现再结晶温度与变形程度有关。变形程度越大，再结晶温度通常会（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低5、在研究材料的阻尼性能时，阻尼系数是一个重要的参数。对于高分子阻尼材料，其阻尼系数通常与什么因素有关？（）A.分子量B.结晶度C.交联度D.以上因素均有关6、一种新型的纤维增强复合材料在拉伸过程中表现出非线性的应力-应变关系。以下哪种因素可能是导致这种现象的原因？（）A.纤维断裂B.基体开裂C.界面脱粘D.以上都有可能7、陶瓷材料通常具有高硬度、耐高温等特点，那么陶瓷材料的主要化学键类型是什么？（）A.金属键B.离子键和共价键C.分子键D.氢键8、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9、材料的磁性是其重要的物理性能之一。对于铁磁性材料，以下描述正确的是（）A.铁磁性材料在居里温度以上会转变为顺磁性B.铁磁性材料的磁化强度与外加磁场强度成正比C.铁磁性材料的磁导率是一个常数D.所有金属都是铁磁性材料10、在分析材料的电性能时，发现以下哪种材料的电阻率随温度变化最显著？（）A.金属B.半导体C.绝缘体D.超导体11、在分析一种用于制造刀具的硬质合金时，发现其硬度和韧性难以同时兼顾。以下哪种改进措施可能有助于解决这一问题？（）A.调整粘结相的含量B.细化晶粒C.优化烧结工艺D.以上都是12、金属材料在冷加工变形后，会产生加工硬化现象。对于铜材，经过较大程度的冷加工变形后，若要恢复其塑性，应进行何种热处理？（）A.退火B.正火C.淬火D.回火13、在材料的腐蚀防护中，涂层防护是一种常用的方法。对于有机涂层，其防护作用主要取决于什么？（）A.涂层的厚度B.涂层的硬度C.涂层与基体的结合力D.涂层的颜色14、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15、对于玻璃材料，其结构特点决定了其性能。以下关于玻璃材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.长程有序，短程无序B.长程无序，短程有序C.长程和短程均有序D.长程和短程均无序16、在材料的磁致伸缩性能研究中，以下关于磁致伸缩现象和应用的描述，正确的是（）A.磁致伸缩是指材料在磁场作用下发生长度变化B.磁致伸缩效应只存在于磁性金属材料中C.磁致伸缩材料可用于制造扬声器D.磁致伸缩性能与磁场强度无关17、对于一种功能陶瓷材料，如压电陶瓷，其具有将机械能转化为电能的特性。以下哪种晶体结构特征是压电陶瓷能够实现这种功能的关键？（）A.非中心对称结构B.密堆积结构C.层状结构D.立方结构18、在高分子材料的老化过程中，会发生物理和化学变化，从而影响其性能。以下关于高分子材料老化的原因和机制的描述，正确的是（）A.紫外线照射只会导致高分子材料的物理老化B.氧气的存在会加速高分子材料的老化C.高分子材料的老化过程中不会发生交联反应D.温度升高对高分子材料的老化没有影响19、研究材料的力学性能时，发现材料在拉伸过程中会经历不同阶段。当材料开始产生明显塑性变形时，对应的应力被称为（）A.屈服强度B.抗拉强度C.弹性极限D.断裂强度20、在研究材料的摩擦磨损性能时，以下哪种因素对磨损量的影响最为显著？（）A.载荷大小B.滑动速度C.接触面积D.材料硬度21、在金属材料的冷加工过程中，以下哪种现象会导致材料的强度增加而塑性降低？（）A.回复B.再结晶C.加工硬化D.相变22、在高分子材料的老化过程中，氧化反应会导致材料性能下降。以下哪种抗氧化剂常用于延缓高分子材料的老化？（）A.酚类B.胺类C.硫醇类D.以上都是23、在高分子材料的共聚改性中，以下关于共聚类型和性能影响的描述，正确的是（）A.无规共聚可以提高高分子材料的结晶度B.交替共聚可以改善高分子材料的溶解性C.嵌段共聚对高分子材料的力学性能影响不大D.共聚不会改变高分子材料的玻璃化转变温度24、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25、对于一种功能陶瓷材料，要提高其压电性能，以下哪种措施可能有效？（）A.控制晶粒尺寸B.改变烧结气氛C.掺杂其他元素D.以上都有可能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释材料的磁性能的相关概念，如磁化强度、矫顽力等，以及它们在磁性材料中的作用。2、（本题5分）详细阐述压电材料的压电效应原理，以及其在传感器和驱动器中的应用。3、（本题5分）全面分析高分子共混物的相容性和相形态，讨论影响相容性的因素和改善相容性的方法，以及相形态对共混物性能的影响。4、（本题5分）深入探讨材料的压电性能，解释压电效应的原理和逆压电效应，分析影响压电性能的因素以及在传感器和驱动器中的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一金属薄板，厚度为2mm，宽度为100mm，进行拉伸试验时，原始标距为50mm，断裂时标距为75mm，拉伸力最大为10kN，计算其抗拉强度和断后伸长率。2、（本题5分）已知一种材料的应力-应变曲线，计算其断裂伸长率和断裂功。3、（本题5分）一圆柱形的陶瓷电阻，直径为5mm，长度为10mm，陶瓷的电阻率为10⁸Ω·m，计算其电阻值。4、（本题5分）一金属材料在500℃时的扩散系数为2×10⁻¹³m²/s，扩散激活能为150kJ/mol，计算700℃时的扩散系数。5、（本题5分）一圆柱形的陶瓷电容，内外半径分别为3mm和5mm，高度为8mm，陶瓷的相对介电常数为800，计算其电容值。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨