學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南開大學濱海學院《能量轉換材料與器件》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、金屬的腐蝕會導致材料性能下降和使用壽命縮短。在電化學腐蝕中，吸氧腐蝕和析氫腐蝕是常見的兩種形式。對于在中性溶液中的鋼鐵腐蝕，主要是哪種腐蝕形式？（）A.吸氧腐蝕B.析氫腐蝕C.同時發生吸氧腐蝕和析氫腐蝕D.不發生腐蝕2、一種新型的復合材料在航空航天領域有潛在應用。為了滿足輕量化要求，應重點關注以下哪種性能指標？（）A.強度-重量比B.硬度-重量比C.彈性模量-重量比D.韌性-重量比3、在研究金屬材料的塑性變形時，滑移和孿生是兩種主要的變形機制。對于面心立方金屬，哪種變形機制更容易發生？（）A.滑移B.孿生C.滑移和孿生同樣容易D.取決于變形溫度4、金屬材料的腐蝕防護方法有很多種，那么常見的腐蝕防護方法有哪些？（）A.涂層保護、陰極保護、陽極保護B.選擇耐腐蝕材料、控制環境因素C.加入緩蝕劑、進行表面處理D.以上都是5、在研究材料的疲勞裂紋擴展時，Paris公式描述了裂紋擴展速率與應力強度因子幅的關系。對于一種材料，已知其Paris公式中的參數，當應力強度因子幅增大時，裂紋擴展速率會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.先增大后減小D.先減小后增大6、對于一種超導材料，要提高其臨界電流密度，以下哪種途徑較為可行？（）A.優化晶體結構B.降低工作溫度C.增加磁場強度D.改變制備方法7、一種新型的納米材料表現出優異的催化性能。以下哪種因素對其催化活性的貢獻最大？（）A.高比表面積B.獨特的電子結構C.小尺寸效應D.表面缺陷8、在考察一種用于超導磁懸浮的高溫超導材料時，發現其在磁場下性能不穩定。以下哪種因素最有可能是導致這種不穩定的原因？（）A.磁通釘扎能力不足B.超導相分布不均勻C.熱穩定性差D.以上都是9、在研究材料的擴散現象時，擴散系數是一個重要的參數。對于間隙擴散和置換擴散，以下關于其擴散系數的描述，正確的是？（）A.間隙擴散系數大于置換擴散系數B.間隙擴散系數小于置換擴散系數C.間隙擴散系數等于置換擴散系數D.兩者的擴散系數大小關系取決于溫度10、在研究金屬間化合物的性能時，以下哪種金屬間化合物具有良好的高溫強度和抗氧化性能？（）A.鋁鈦化合物B.鎳鋁化合物C.鐵硅化合物D.銅鋅化合物11、在高分子材料的合成中，自由基聚合是一種常用的方法。以下哪種物質通常作為自由基聚合的引發劑？（）A.偶氮二異丁腈B.苯乙烯C.丁二烯D.氯乙烯12、對于高分子材料，其性能受到分子量及分子量分布的影響。一般來說，分子量增大，材料的強度通常會（）A.降低B.不變C.先升高后降低D.升高13、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14、在研究材料的電性能時，介電常數是一個重要的參數。對于陶瓷電容器材料，其介電常數主要取決于什么？（）A.晶體結構B.化學成分C.孔隙率D.燒成溫度15、一種新型的儲能材料在充放電過程中表現出高容量和長循環壽命。以下哪種儲能機制最有可能是其高性能的原因？（）A.鋰離子嵌入脫出B.雙電層電容C.法拉第準電容D.以上均有可能二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討材料的納米壓痕技術，分析納米壓痕測試的原理和方法，討論納米壓痕結果對材料力學性能評估的意義。2、（本題5分）全面分析材料的摩擦學系統，包括摩擦副、潤滑劑等要素，討論摩擦學系統的相互作用和影響，以及在機械設計中的考慮。3、（本題5分）詳細闡述在研究材料的微納加工技術時，如何實現高精度和高分辨率的材料結構制備。4、（本題5分）論述在材料的力學性能測試中，拉伸試驗的基本原理和主要步驟，解釋拉伸曲線中各個階段的含義，并分析如何通過拉伸試驗評估材料的力學性能。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討超導材料的發現歷程、性能特點和應用限制，分析高溫超導材料的研究進展和未來可能的突破方向。2、（本題5分）論述材料的多鐵性材料的性能和應用，分析多鐵性材料中磁電耦合效應的機制和調控方法，并探討在傳感器和存儲器件中的應用。3、（本題5分）詳細論述材料的表面等離子體共振現象及其在材料中的應用，分析金屬納米結構中的表面等離子體共振機制和光學特性的調控。4、（本題5分）深入探討高分子材料的結晶過程和影響結晶度的因素，以及結晶度對高分子材料性能的重要影響，舉例說明在不同領域的應用。5、（本題5分）深入探討材料的晶界特性和晶界工程，包括晶界結構、晶界能和晶界擴散等，分析晶界對材料性能的影響和改善晶界性能的方法，論述晶界工程在提高材料強度和韌性方面的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一鋼梁，承受集中載荷20kN，跨度為4m，截面為工字形，翼緣寬100mm，厚10mm，腹板高200mm，厚6mm，計算最大彎曲應力。2、（本題10分）已