新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)《納米材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)

《納米材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在分析一種用于制造刀具的硬質(zhì)合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)其硬度和韌性難以同時(shí)兼顧。以下哪種改進(jìn)措施可能有助于解決這一問(wèn)題？（）A.調(diào)整粘結(jié)相的含量B.細(xì)化晶粒C.優(yōu)化燒結(jié)工藝D.以上都是2、對(duì)于一種高溫結(jié)構(gòu)材料，需要其在高溫下具有良好的抗氧化和抗蠕變性能。以下哪種材料最有可能滿足這些要求？（）A.鎳基高溫合金B(yǎng).鈦基高溫合金C.鐵基高溫合金D.鈷基高溫合金3、在研究一種用于高溫絕熱的陶瓷纖維材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其熱導(dǎo)率較高。以下哪種方法可以有效地降低熱導(dǎo)率？（）A.增加氣孔率B.引入納米孔隙C.降低纖維直徑D.以上都是4、在研究陶瓷材料的電擊穿性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)擊穿場(chǎng)強(qiáng)與陶瓷的氣孔率有關(guān)。氣孔率越高，擊穿場(chǎng)強(qiáng)通常會(huì)（）A.升高B.降低C.不變D.先降低后升高5、在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，纖維與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)材料性能有重要影響。界面結(jié)合強(qiáng)度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致（）A.材料韌性增加B.材料強(qiáng)度降低C.材料脆性增加D.材料疲勞性能提高6、在陶瓷材料的晶界工程中，以下關(guān)于晶界性質(zhì)和作用的描述，正確的是（）A.晶界是陶瓷材料中的薄弱環(huán)節(jié)B.晶界可以提高陶瓷材料的導(dǎo)電性C.晶界對(duì)陶瓷材料的強(qiáng)度沒(méi)有影響D.晶界的存在總是不利于陶瓷材料的性能7、在高分子材料的老化測(cè)試中，以下關(guān)于老化測(cè)試方法和評(píng)估指標(biāo)的描述，正確的是（）A.熱老化測(cè)試可以模擬長(zhǎng)期使用過(guò)程中的性能變化B.老化測(cè)試只需要考慮材料的力學(xué)性能變化C.顏色變化不能作為老化評(píng)估的指標(biāo)D.老化測(cè)試時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)果越準(zhǔn)確8、在材料的疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程中，裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子幅之間的關(guān)系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛頓定律描述D.胡克定律描述9、在金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制中，通過(guò)細(xì)化晶粒來(lái)提高強(qiáng)度的方法被廣泛應(yīng)用。以下哪種工藝能夠有效地細(xì)化金屬材料的晶粒？（）A.淬火B(yǎng).退火C.冷加工D.正火10、對(duì)于一種用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料，要提高其光電轉(zhuǎn)換效率，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)B.摻雜雜質(zhì)元素C.制備納米結(jié)構(gòu)D.增加材料厚度11、對(duì)于一種功能陶瓷材料，要提高其壓電性能，以下哪種措施可能有效？（）A.控制晶粒尺寸B.改變燒結(jié)氣氛C.摻雜其他元素D.以上都有可能12、對(duì)于一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的單晶高溫合金，以下哪種晶體取向的高溫性能最優(yōu)？（）A.B.C.D.隨機(jī)取向13、對(duì)于一種新型的超導(dǎo)材料，要提高其臨界電流密度，以下哪種方法可能有效？（）A.引入缺陷B.降低溫度C.增加磁場(chǎng)強(qiáng)度D.減小樣品尺寸14、對(duì)于一種用于半導(dǎo)體制造的光刻膠材料，要提高其分辨率和靈敏度，以下哪種改進(jìn)措施可能最為有效？（）A.優(yōu)化化學(xué)組成B.控制分子量分布C.改進(jìn)曝光工藝D.以上都是15、超導(dǎo)材料在低溫下具有零電阻和完全抗磁性等奇特性能。對(duì)于高溫超導(dǎo)材料，其臨界溫度通常在什么范圍內(nèi)？（）A.液氮溫度以下B.液氦溫度以下C.室溫以上D.0-100K之間16、在金屬材料的冷加工過(guò)程中，以下關(guān)于冷加工變形機(jī)制和影響的描述，正確的是（）A.冷加工主要通過(guò)位錯(cuò)滑移實(shí)現(xiàn)B.冷加工會(huì)提高金屬的塑性C.冷加工不會(huì)改變金屬的晶體結(jié)構(gòu)D.冷加工對(duì)金屬的硬度沒(méi)有影響17、在研究金屬材料的塑性變形時(shí)，滑移和孿生是兩種主要的變形機(jī)制。對(duì)于面心立方金屬，哪種變形機(jī)制更容易發(fā)生？（）A.滑移B.孿生C.滑移和孿生同樣容易D.取決于變形溫度18、一種金屬間化合物在高溫下具有良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。以下哪種元素組合最有可能形成這種高性能的金屬間化合物？（）A.鋁-鈦B.鐵-鎳C.銅-鋅D.鎂-鋁19、一種復(fù)合材料由基體和增強(qiáng)相組成，若要提高其在高溫下的性能，應(yīng)優(yōu)先考慮以下哪種措施？（）A.更換基體材料B.增加增強(qiáng)相的含量C.優(yōu)化界面結(jié)合D.改變制備工藝20、陶瓷材料的強(qiáng)度測(cè)試通常采用三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲的方法。對(duì)于同一種陶瓷材料，在三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，得到的強(qiáng)度值是否相同？（）A.相同B.不同C.有時(shí)相同，有時(shí)不同D.取決于加載速度21、在考察一種用于高溫密封的橡膠材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在高溫下容易老化失效。以下哪種改進(jìn)措施可能有助于提高其高溫性能？（）A.更換橡膠品種B.使用耐高溫的添加劑C.進(jìn)行硫化處理D.以上都是22、金屬材料的熱處理可以改變其組織和性能，那么淬火、回火、正火等熱處理方法的主要目的分別是什么？（）A.提高硬度、消除應(yīng)力、改善組織B.降低硬度、提高韌性、細(xì)化晶粒C.增加強(qiáng)度、提高塑性、調(diào)整硬度D.以上都不是23、在研究材料的磨損機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在干摩擦條件下主要發(fā)生磨粒磨損。以下哪種措施可以減少磨粒磨損？（）A.增加潤(rùn)滑B.提高硬度C.改善表面粗糙度D.選用耐磨材料24、在分析材料的光催化性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料能夠有效地分解水產(chǎn)生氫氣。以下哪種材料特性對(duì)其光催化效率的影響最大？（）A.能帶結(jié)構(gòu)B.表面形貌C.晶體結(jié)構(gòu)D.化學(xué)成分25、對(duì)于一種用于鋰離子電池的負(fù)極材料，要提高其充放電循環(huán)性能，以下哪種策略可能最為有效？（）A.構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)B.表面改性C.優(yōu)化材料的孔隙率D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明磁性材料的分類(lèi)和特點(diǎn)，解釋不同磁性材料的磁化機(jī)制和應(yīng)用領(lǐng)域。2、（本題5分）詳細(xì)闡述材料的導(dǎo)熱性能，解釋導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義和影響因素，分析提高材料導(dǎo)熱性能的方法以及在熱管理中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明材料的高溫性能，如高溫強(qiáng)度、高溫蠕變和高溫氧化等，分析影響材料高溫性能的因素及在高溫環(huán)境中的應(yīng)用。4、（本題5分）說(shuō)明高分子材料的老化原因和機(jī)理，如熱老化、光老化、氧化老化等，討論延緩高分子材料老化的措施和方法。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一塊面積為150cm2的壓電陶瓷片，壓電系數(shù)為300pC/N，受到壓力為50N，計(jì)算產(chǎn)生的電壓。2、（本題5分）已知一種磁性材料的飽和磁化強(qiáng)度為1.5×10^6安培/米，體積為0.02立方米，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度為500奧斯特，計(jì)算磁化強(qiáng)度。3、（本題5分）某種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維的彈性模量為1000GPa，體積分?jǐn)?shù)為60%，基體的彈性模量為300GPa，計(jì)算復(fù)合材料的縱向拉伸模量。4、（本題5分）已知一種聚合物的熔點(diǎn)為200℃，在180℃時(shí)的比熱為1.8J/(g·K)，從室溫加熱到熔點(diǎn)需要吸收的熱量為500J/g，計(jì)算該聚合物的質(zhì)量。5、（本題5分）有一塊鑄鐵件，其抗拉強(qiáng)度為300MPa，承受的拉伸載荷為150kN，計(jì)算該鑄鐵件所需的最小橫截面積。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述功能材料的分類(lèi)和特點(diǎn)，如壓電材料、熱電材料和磁致伸縮材料