2026年大学大三（无机非金属材料工程）炭素材料性能基础测试题及答案

2025年大学大三（无机非金属材料工程）炭素材料性能基础测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）本大题共10小题，每小题3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.炭素材料的导电性主要取决于（）A.材料的孔隙率B.材料中的杂质含量C.材料中碳原子的排列方式及电子云状态D.材料的硬度2.炭素材料的热膨胀系数与下列哪种因素关系最为密切（）A.材料的密度B.材料的化学组成C.材料的晶体结构D.材料的颜色3.以下哪种炭素材料的强度最高（）A.石墨B.焦炭C.炭黑D.活性炭4.炭素材料抗氧化性能的好坏主要取决于（）A.材料的比表面积B.材料表面形成的氧化膜稳定性C.材料的导热系数D.材料的硬度5.炭素材料的导热性主要通过（）来实现A.电子传导和晶格振动B.分子扩散C.离子迁移D.化学反应6.炭素材料的硬度与（）有关A.材料的密度B.材料中碳原子间的结合力C.材料的孔隙率D.材料的颜色7.下列关于炭素材料的吸附性能说法正确的是（）A.比表面积越大，吸附性能越差B.孔径大小对吸附性能没有影响C.主要通过物理吸附和化学吸附作用D.只能吸附气体8.炭素材料的化学稳定性在以下哪种环境中表现较好（）A.强酸性溶液B.强碱性溶液C.常温常压的中性环境D.高温高压环境9.炭素材料的弹性模量反映了材料的（）A.抵抗弹性变形的能力B.抵抗塑性变形的能力C.抵抗断裂的能力D.抵抗磨损的能力10.炭素材料的摩擦系数与下列因素中关系不大的是（）A.材料表面粗糙度B.接触压力C.环境湿度D.材料的颜色第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述炭素材料的主要性能指标有哪些，并简要说明其对材料应用的影响。12.（15分）分析影响炭素材料导电性的因素有哪些，并举例说明如何通过改变这些因素来提高或降低材料的导电性。13.（15分）炭素材料的抗氧化性能至关重要，请阐述提高炭素材料抗氧化性能的方法及原理。14.（15分）阅读以下材料：在某工业生产中，需要使用一种炭素材料作为耐高温部件。已知该部件在使用过程中会受到高温氧化和机械磨损的双重作用。请分析该炭素材料应具备哪些性能特点，并说明理由。15.（15分）现有两种不同类型的炭素材料A和B，材料A的硬度较高但韧性较差，材料B的硬度较低但韧性较好。请根据不同的应用场景，分析哪种材料更适合，并说明原因。答案：1.C2.C3.A4.B5.A6.B7.C8.C9.A10.D11.炭素材料主要性能指标有导电性、热膨胀系数、强度、抗氧化性能、导热性、硬度、吸附性能、弹性模量、摩擦系数等。导电性影响其在电子器件等领域应用；热膨胀系数关乎在温度变化环境下尺寸稳定性；强度决定其承受外力能力；抗氧化性能影响使用寿命；导热性影响热交换等；硬度影响耐磨等；吸附性能用于吸附分离等；弹性模量反映弹性变形能力；摩擦系数影响在摩擦相关场景应用。12.影响炭素材料导电性因素有碳原子排列方式，如石墨层状结构导电性好，无定形炭导电性差；杂质含量，杂质会阻碍电子传导降低导电性；温度，一般温度升高导电性增强。通过优化碳原子排列可提高导电性，如制备高质量石墨；减少杂质可提高导电性，如采用高纯度原料；利用温度影响，在合适温度范围使用可发挥其导电性优势。13.提高炭素材料抗氧化性能方法有涂层保护，在材料表面涂覆抗氧化涂层，如陶瓷涂层，原理是隔绝氧气与炭素材料接触；添加抗氧化剂，如某些金属氧化物，原理是抗氧化剂与氧气反应消耗氧气，减缓炭素材料氧化；优化材料微观结构，使结构更致密，减少氧气进入通道。14.该炭素材料应具备高熔点、良好的耐高温抗氧化性能、较高强度和一定韧性。高熔点确保在高温下不熔化；良好耐高温抗氧化性能防止在高温氧化环境下快速损坏；较高强度能承受机械磨损产生的外力；一定韧性可防止因机械冲击等产生断裂，保证部件在高温和机械作用双重环境下稳定工作。15.若用于需要耐磨的机械部件表面，如刀具刃口等，材料A更适合，因其硬度