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頁上海師范大學

《無機非金屬材料機械與設備》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、材料的導電性取決于其內部的電子結構和晶體缺陷。對于半導體材料，如硅，在摻入適量的雜質后，其導電性會發生顯著變化。以下哪種雜質的摻入可以使硅成為N型半導體？（）A.硼B.磷C.鋁D.鎵2、在研究材料的電磁性能時，發現一種材料具有良好的磁屏蔽性能。以下哪種微觀結構特征對其磁屏蔽性能起關鍵作用？（）A.高磁導率B.低電導率C.均勻的微觀組織D.大量的缺陷3、在分析材料的電性能時，發現以下哪種材料的電阻率隨溫度變化最顯著？（）A.金屬B.半導體C.絕緣體D.超導體4、在材料的電學性能中，材料的導電性可以分為導體、半導體和絕緣體，那么半導體材料的主要特點是什么？（）A.導電性介于導體和絕緣體之間B.具有特定的能帶結構C.可以通過摻雜改變導電性D.以上都是5、在考察材料的耐腐蝕性時，發現一種合金在酸性溶液中的腐蝕速率明顯低于在堿性溶液中的腐蝕速率。以下哪種因素最有可能導致這種差異？（）A.溶液的pH值B.溶液中的離子濃度C.合金的化學成分D.腐蝕產物的性質6、金屬材料在冷加工變形后，會產生加工硬化現象。對于銅材，經過較大程度的冷加工變形后，若要恢復其塑性，應進行何種熱處理？（）A.退火B.正火C.淬火D.回火7、在陶瓷材料的制備過程中，燒結是一個關鍵步驟。以下哪種因素會影響陶瓷材料的燒結過程？（）A.燒結溫度B.燒結時間C.粉末粒度D.以上都是8、在研究一種新型金屬材料的力學性能時，發現其抗拉強度遠高于傳統材料。以下哪種微觀結構特征最有可能是導致這種高強度的原因？（）A.細小均勻的晶粒B.大量的位錯C.粗大的晶界D.較多的夾雜物9、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10、材料的彈性模量反映了材料抵抗彈性變形的能力。對于同一種材料，在不同的加載方式下，彈性模量是否會發生變化？（）A.會變化B.不會變化C.有時會變化，有時不會變化D.取決于加載速度11、在材料的疲勞測試中，發現一種材料在經過一定次數的循環載荷后發生斷裂。以下哪種因素對材料的疲勞壽命影響最大？（）A.平均應力B.應力幅C.加載頻率D.環境溫度12、在研究材料的熱性能時，比熱容是一個重要的參數。對于大多數金屬材料，其比熱容隨溫度的升高而怎樣變化？（）A.增大B.減小C.先增大后減小D.基本保持不變13、在考察材料的阻尼性能時，發現一種材料具有較高的阻尼系數。以下哪種微觀機制對其阻尼性能的貢獻最大？（）A.位錯運動B.晶界滑移C.分子鏈內摩擦D.界面摩擦14、一種高分子材料在加工過程中出現了熔體破裂現象。以下哪種因素最有可能導致這種現象的發生？（）A.加工溫度過高B.剪切速率過大C.分子量分布過寬D.添加劑含量過高15、對于一種用于航空發動機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？（）A.B.C.D.隨機取向16、在研究材料的熱穩定性時，發現一種材料在高溫下結構發生相變，導致性能下降。以下哪種測試方法可以有效地監測這種相變過程？（）A.熱膨脹測量B.熱重分析C.差熱分析D.高溫X射線衍射17、在分析材料的導熱性能時，發現以下哪種結構的材料導熱各向異性較為明顯？（）A.單晶材料B.多晶材料C.非晶材料D.復合材料18、對于纖維增強復合材料，界面結合強度對其性能有重要影響。當界面結合強度過高時，可能會導致以下哪種結果？（）A.材料強度增加B.材料韌性下降C.材料耐熱性提高D.材料抗疲勞性能增強19、在陶瓷材料的成型工藝中，注射成型具有較高的生產效率和精度。以下關于陶瓷注射成型的特點和應用的描述，正確的是（）A.注射成型適用于制造大型陶瓷制品B.注射成型過程中不會產生廢品C.注射成型可以制備復雜形狀的陶瓷部件D.注射成型對陶瓷原料的要求不高20、在分析材料的光學非線性性能時，發現一種材料在強光作用下折射率發生變化。這種光學非線性現象主要是由于以下哪種機制？（）A.電子極化B.分子取向C.熱效應D.光致電離二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是材料的耐蝕性，論述金屬材料在不同環境中的腐蝕行為和耐蝕機制，分析提高金屬材料耐蝕性的方法和應用。2、（本題5分）詳細分析材料在沖擊載荷下的響應和性能評價，解釋沖擊韌性的概念和測試方法，并討論如何提高材料的抗沖擊性能。3、（本題5分）詳細說明材料的力學性能測試中的拉伸試驗，包括試驗原理、設備、試樣制備和數據處理，分析拉伸曲線所反映的材料性能。4、（本題5分）論述材料的硬度測試方法，包括布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等，比較它們的特點和適用范圍。5、（本題5分）深入探討材料的生物相容性，分析生物材料在人體內的作用和要求，討論影響生物相容性的因素，以及如何評價和提高材料的生物相容性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某液晶材料的介電常數各向異性為10，外加電場強度為1000伏/米，計算液晶分子的極化強度。2、（本題5分）一塊鋼板的硬度為250HBW，壓痕直徑為5毫米，試驗力為30000牛頓，計算壓頭球直徑。3、（本題5分）一塊鋼板，受到500MPa的拉應力，材料的斷裂韌性為50MPa·m^(1/2)，假設裂紋長度為2mm，計算材料是否會發生斷裂。4、（本題5分）一塊矩形的鈦板，長150厘米，寬100厘米，厚10毫米，鈦的密度為4.5克/立方厘米，計算鈦板的質量。5、（本題5分）某種半導體材料的電子遷移率為2000cm2/(V·s)，施加電場強度為100V/cm，計算電子的漂移速度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面論述材料擴散過程中的濃度梯度和溫度對擴散速率的影響，以及擴散在材料熱處理和表面改性中的應用。