武汉轻工大学《工程材料及成型工艺》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《工程材料及成型工艺》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、在分析一种用于柔性显示屏的有机发光材料时，发现其发光效率较低。以下哪种因素最有可能是限制发光效率的关键？（）A.分子结构B.电荷传输性能C.激子复合效率D.以上都是2、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3、在分析陶瓷材料的断裂韧性时，发现其裂纹扩展方式对韧性有很大影响。以下哪种裂纹扩展方式通常会导致较高的断裂韧性？（）A.沿晶断裂B.穿晶断裂C.混合断裂D.解理断裂4、在研究超导材料的应用时，以下哪个领域是超导材料最有前景的应用方向之一？（）A.电力传输B.航空航天C.医疗器械D.汽车制造5、在研究金属材料的晶体结构时，面心立方晶格的原子配位数是12，而体心立方晶格的原子配位数是8。以下关于这两种晶格结构特点的描述，正确的是（）A.面心立方晶格的致密度高于体心立方晶格B.体心立方晶格的塑性优于面心立方晶格C.面心立方晶格的硬度大于体心立方晶格D.体心立方晶格的熔点高于面心立方晶格6、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7、在研究一种用于光学存储的相变材料时，发现其相变速度较慢。以下哪种方法可以加快相变速度？（）A.减小材料颗粒尺寸B.引入掺杂元素C.优化薄膜制备工艺D.以上都是8、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9、在研究材料的扩散行为时，发现扩散系数与温度密切相关。以下哪种关系能够较好地描述扩散系数与温度的关系？（）A.线性关系B.指数关系C.幂函数关系D.对数关系10、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11、一种新型的储能材料在充放电过程中表现出高容量和长循环寿命。以下哪种储能机制最有可能是其高性能的原因？（）A.锂离子嵌入脱出B.双电层电容C.法拉第准电容D.以上均有可能12、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13、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14、对于半导体材料，其导电性能主要取决于载流子的浓度和迁移率。已知一种新型半导体材料在低温下导电性能较差，但随着温度升高导电性能迅速提高。以下哪种因素最可能是导致这种现象的主要原因？（）A.施主杂质浓度增加B.受主杂质浓度增加C.本征激发增强D.晶格散射减弱15、对于一种用于半导体制造的光刻胶材料，要提高其分辨率和灵敏度，以下哪种改进措施可能最为有效？（）A.优化化学组成B.控制分子量分布C.改进曝光工艺D.以上都是16、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17、材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时尺寸的变化率，那么影响材料热膨胀系数的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度范围、加热速率C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是18、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19、在材料的疲劳性能研究中，疲劳极限是衡量材料抗疲劳能力的重要指标。对于一种铝合金材料，经过多次循环加载实验，确定其疲劳极限为200MPa。如果实际工作应力为150MPa，且应力比为0.2，预计其疲劳寿命大约是多少？（）A.10^5次B.10^6次C.10^7次D.10^8次20、在研究材料的疲劳寿命预测时，常用的方法有基于应力的方法和基于应变的方法。对于高周疲劳，哪种方法更适用？（）A.基于应力的方法B.基于应变的方法C.两种方法都适用D.两种方法都不适用21、对于一种纤维增强复合材料，纤维和基体之间的界面结合强度对材料性能有重要影响。以下哪种方法可以有效地改善界面结合强度？（）A.表面处理B.改变纤维长度C.调整基体成分D.增加纤维含量22、在分析材料的电磁屏蔽性能时，发现以下哪种材料的屏蔽效果通常较好？（）A.导电性好的金属B.磁性材料C.高分子聚合物D.陶瓷材料23、一种复合材料由基体和增强相组成，若要提高其在高温下的性能，应优先考虑以下哪种措施？（）A.更换基体材料B.增加增强相的含量C.优化界面结合D.改变制备工艺24、对于高分子材料，其玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的性能指标。已知某种聚合物在较低温度下呈现脆性，随着温度升高逐渐变得柔韧。当温度升高到一定值时，材料的性能发生显著变化，这个转变温度通常被称为玻璃化转变温度。在以下哪种测试方法中最容易准确测定该聚合物的Tg？（）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）25、在研究材料的热膨胀性能时，热膨胀系数是一个重要的参数。对于大多数陶瓷材料，其热膨胀系数与金属材料相比，通常是怎样的？（）A.较大B.较小C.相当D.无法比较二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述材料热稳定性的评价方法和影响因素，分析如何通过材料组成和结构设计来提高材料的热稳定性。2、（本题5分）详细阐述在研究生物医用材料时，需要考虑的生物相容性和生物活性等方面的要求，以及相应的评价方法。3、（本题5分）详细阐述高分子材料的结晶度对其力学性能、光学性能和热性能的影响。4、（本题5分）论述陶瓷材料的电学性能（如介电性能、压电性能），解释其产生的机理，并举例说明在电子领域的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）已知一种半导体的施主能级位于导带底下方0.05eV，费米能级位于导带底下方0.1eV，计算施主杂质的电离率。2、（本题5分）已知一种金属材料的硬度为200HBW，压头直径为10mm，试验力为30000N，计算压痕的表面积。3、（本题5分）在材料的光学性能测试中，一种玻璃对波长为550纳米的光的折射率为1.5，计算光在该玻璃中的传播速度。4、（本题5分）有一铜导线，长度为4m，横截面积为1.5mm²，电阻率为1.7×10⁻⁸Ω·m，通过的电流为3A，计算导线的功率损耗。5、（本题5分）某种复合材料由70%的玻璃纤维和30%的聚酯树脂组成，玻璃纤维的弹性模量为70GPa，聚酯树脂的弹性模量为3GPa，计算复合材料的弹性模量。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入论述材料的声学超材料的设计和声学特性