裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁石家莊鐵道大學《無機非金屬材料科學基礎》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在研究材料的超導性能時，發現一種材料的超導轉變溫度受到壓力的影響。以下哪種說法是正確的？（）A.壓力增大，超導轉變溫度升高B.壓力增大，超導轉變溫度降低C.壓力對超導轉變溫度無影響D.壓力適中時，超導轉變溫度最高2、在分析材料的光催化性能時，發現一種材料能夠有效地分解水產生氫氣。以下哪種材料特性對其光催化效率的影響最大？（）A.能帶結構B.表面形貌C.晶體結構D.化學成分3、高分子材料的玻璃化轉變溫度（Tg）是一個重要的參數。對于聚苯乙烯（PS），以下哪種方法可以提高其玻璃化轉變溫度？（）A.增加分子量B.加入增塑劑C.提高結晶度D.降低分子量4、高分子材料的老化會導致其性能下降。對于聚乙烯塑料，在戶外長期使用時，主要的老化因素是什么？（）A.紫外線輻射B.濕度C.氧氣D.溫度5、在材料的疲勞性能研究中，疲勞極限是衡量材料抗疲勞能力的重要指標。對于一種鋁合金材料，經過多次循環加載實驗，確定其疲勞極限為200MPa。如果實際工作應力為150MPa，且應力比為0.2，預計其疲勞壽命大約是多少？（）A.10^5次B.10^6次C.10^7次D.10^8次6、對于高分子材料，其玻璃化轉變溫度是一個重要的性能指標。在以下哪種測試方法中，可以較為準確地測定高分子材料的玻璃化轉變溫度？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動態力學分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）7、在研究材料的光學透明性時，以下哪種因素會導致材料的透明度降低？（）A.內部缺陷B.結晶度增加C.雜質含量增多D.以上都是8、對于一種納米晶材料，其強度遠高于傳統粗晶材料。以下哪種強化機制在納米晶材料中起到了主要作用？（）A.細晶強化B.固溶強化C.彌散強化D.加工硬化9、在高分子材料的老化測試中，以下關于老化測試方法和評估指標的描述，正確的是（）A.熱老化測試可以模擬長期使用過程中的性能變化B.老化測試只需要考慮材料的力學性能變化C.顏色變化不能作為老化評估的指標D.老化測試時間越長，結果越準確10、對于一種用于制造模具的金屬材料，要求其具有高的耐磨性和熱穩定性。以下哪種材料選擇和處理方法最為合適？（）A.選用高速鋼并進行淬火回火處理B.選用硬質合金并進行表面涂層C.選用工具鋼并進行滲碳處理D.以上都是11、在研究材料的輻射損傷時，發現一種材料在高能粒子輻照下性能下降。以下哪種微觀缺陷的產生是導致性能下降的主要原因？（）A.空位B.位錯環C.間隙原子D.空洞12、在研究材料的阻尼性能時，發現一種材料在振動過程中能夠有效地消耗能量。以下哪種機制最有可能是其高阻尼的原因？（）A.位錯阻尼B.界面阻尼C.熱彈性阻尼D.磁滯阻尼13、復合材料因其優異的性能在眾多領域得到廣泛應用。對于纖維增強復合材料，當纖維方向與受力方向一致時，以下哪種性能會顯著提高？（）A.拉伸強度B.沖擊韌性C.斷裂伸長率D.硬度14、研究一種新型復合材料，其由纖維增強體和基體組成。在承受拉伸載荷時，以下哪種情況最能有效地發揮纖維增強體的作用？（）A.纖維與基體的結合強度適中B.纖維的長度較短C.纖維的體積分數較低D.纖維的彈性模量低于基體15、在研究材料的熱障涂層時，發現涂層的熱導率和熱膨脹系數對其性能有重要影響。以下哪種涂層材料的熱導率通常較低？（）A.氧化鋯涂層B.氧化鋁涂層C.氮化硅涂層D.碳化硅涂層16、對于一種用于太陽能電池的半導體材料，要提高其光電轉換效率，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優化晶體結構B.摻雜雜質元素C.制備納米結構D.增加材料厚度17、在材料的強化機制中，固溶強化是通過在基體中溶入溶質原子來提高材料強度的。對于鋁合金，以下哪種溶質原子的固溶強化效果最顯著？（）A.鋅B.鎂C.銅D.硅18、材料的熱穩定性是指材料在高溫下保持性能穩定的能力，那么影響材料熱穩定性的主要因素有哪些？（）A.材料的化學成分、晶體結構B.加熱速率、保溫時間、冷卻方式C.材料的制備工藝、微觀結構D.以上都是19、在研究金屬的塑性變形機制時，發現位錯運動受到阻礙。以下哪種障礙物對位錯運動的阻礙作用最強？（）A.溶質原子B.第二相粒子C.晶界D.空位20、對于納米材料，由于其尺寸效應，表現出與常規材料不同的性能。納米材料的比表面積通常（）A.小于常規材料B.等于常規材料C.大于常規材料D.與材料尺寸無關二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述材料的超塑性現象，分析產生超塑性的條件和機制，討論超塑性材料的性能特點和應用領域。2、（本題5分）詳細論述陶瓷材料的燒結過程，包括燒結的驅動力、影響燒結的因素以及常見的燒結方法，并分析它們各自的優缺點。3、（本題5分）全面論述材料的梯度功能材料的概念和特點，討論梯度功能材料的制備方法和應用領域，以及性能優化的策略。4、（本題5分）闡述材料的光學性能與材料結構之間的關系，包括折射、反射、吸收和散射等現象，并舉例說明如何通過材料結構設計來調控光學性能。5、（本題5分）詳細闡述材料的磁致伸縮性能，解釋磁致伸縮效應的原理和應用，分析影響磁致伸縮性能的因素，以及在智能材料中的發展前景。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）已知一種聚合物的結晶度為60%，完全結晶時的密度為1.0克/立方厘米，非晶態時的密度為0.9克/立方厘米，計算該聚合物的密度。2、（本題5分）某種高分子材料的粘彈性響應可以用Maxwell模型描述，其中彈性模量為10MPa，粘性系數為5×10^4Pa·s，施加一個5MPa的恒定應力，計算10秒后的應變。3、（本題5分）某種玻璃纖維增強復合材料，纖維的強度為2000MPa，基體的強度為100MPa，纖維和基體的體積比為7:3，計算復合材料的強度。4、（本題5分）某陶瓷材料的熱膨脹系數為4×10??/℃，從40℃冷卻到-10℃，原長度為60cm，計算收縮量。5、（本題5分）一種磁性材料的磁滯回線如下圖所示，計算其剩磁、矯頑力和磁能積。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細論述金屬材料的強化機制，包括固溶強化、細晶強化、沉淀強化和加工硬化等