吉首大學《半導體物理與器件》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《半導體物理與器件》2021-2022學年第一學期期末試卷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2分，共40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、在考察材料的阻尼性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料具有較高的阻尼系數(shù)。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(nèi)摩擦D.界面摩擦2、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(jié)構(gòu)C.可以通過摻雜改變導電性D.以上都是3、在分析材料的摩擦磨損性能時，發(fā)現(xiàn)表面粗糙度對磨損率有重要影響。一般來說，表面粗糙度越大，磨損率（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低4、在材料的疲勞性能研究中，發(fā)現(xiàn)一種材料在經(jīng)過多次循環(huán)加載后發(fā)生了疲勞斷裂。以下哪種因素對材料的疲勞壽命影響最大？（）A.加載應力幅B.平均應力C.加載頻率D.環(huán)境溫度5、玻璃是一種常見的無機非金屬材料，具有多種性能特點。以下關(guān)于玻璃的結(jié)構(gòu)和性能的描述，正確的是（）A.玻璃是一種晶體材料，具有固定的熔點B.玻璃的強度主要取決于其化學組成C.玻璃的熱穩(wěn)定性差，容易因溫度變化而破裂D.玻璃的導電性良好，可用于制造電子器件6、一種納米材料在制備過程中容易團聚。為了減少團聚現(xiàn)象，可以采用以下哪種方法？（）A.降低反應溫度B.增加分散劑C.提高攪拌速度D.以上都可以7、對于一種金屬玻璃材料，其具有優(yōu)異的力學性能和耐腐蝕性。以下哪種制備方法常用于獲得金屬玻璃？（）A.鑄造法B.粉末冶金法C.濺射法D.快速凝固法8、金屬材料的熱處理工藝可以改善其性能，那么不同的熱處理工藝對金屬材料的組織和性能有哪些影響？（）A.淬火提高硬度、回火消除應力、正火改善組織B.退火降低硬度、淬火增加韌性、回火提高強度C.正火細化晶粒、淬火增加塑性、回火降低脆性D.以上都不是9、對于聚合物材料，其分子量分布對材料性能有較大影響。較寬的分子量分布通常會導致以下哪種結(jié)果？（）A.材料強度增加B.材料韌性增加C.材料加工性能變好D.材料耐熱性提高10、對于金屬材料，常見的晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方和密排六方，其中哪種結(jié)構(gòu)的金屬具有較高的塑性？（）A.面心立方B.體心立方C.密排六方D.以上三種結(jié)構(gòu)塑性相同11、在高分子材料的溶解過程中，溶劑的選擇非常重要。以下關(guān)于溶劑選擇原則的描述，錯誤的是（）A.溶劑的極性應與高分子材料的極性相似B.溶劑的溶解度參數(shù)應與高分子材料接近C.溶劑的揮發(fā)性對溶解過程沒有影響D.溶劑應具有良好的化學穩(wěn)定性12、一種新型的纖維增強復合材料在拉伸過程中表現(xiàn)出非線性的應力-應變關(guān)系。以下哪種因素可能是導致這種現(xiàn)象的原因？（）A.纖維斷裂B.基體開裂C.界面脫粘D.以上都有可能13、對于一種用于燃料電池的質(zhì)子交換膜材料，以下哪種性能指標對其性能的影響最為關(guān)鍵？（）A.質(zhì)子傳導率B.化學穩(wěn)定性C.機械強度D.氣體滲透性14、在研究金屬材料的再結(jié)晶過程時，發(fā)現(xiàn)再結(jié)晶溫度與變形程度有關(guān)。變形程度越大，再結(jié)晶溫度通常會（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低15、在材料的表面處理技術(shù)中，電鍍可以提高材料的表面性能。對于鋼鐵材料的電鍍，以下哪種金屬鍍層的耐腐蝕性最好？（）A.鋅B.銅C.鎳D.鉻16、對于一種光學晶體材料，要提高其光學均勻性，以下哪種方法可能有效？（）A.優(yōu)化生長工藝B.進行退火處理C.控制雜質(zhì)含量D.以上都有可能17、對于一種耐磨涂層材料，要提高其與基體的結(jié)合強度，以下哪種方法較為有效？（）A.增加涂層厚度B.進行預處理C.優(yōu)化涂層成分D.以上都可以18、在研究材料的光學性能時，折射率是一個重要參數(shù)。對于透明材料，折射率越大，其以下哪種性能越好？（）A.透光性B.反射性C.散射性D.吸收性19、對于一種聚合物材料，在不同的溶劑中表現(xiàn)出不同的溶解性。以下哪種因素對聚合物的溶解性影響最大？（）A.聚合物的分子量B.溶劑的極性C.聚合物的結(jié)晶度D.溫度20、在研究材料的熱電性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料具有較高的熱電優(yōu)值。以下哪種因素對提高熱電優(yōu)值最為關(guān)鍵？（）A.降低熱導率B.提高電導率C.增加Seebeck系數(shù)D.同時優(yōu)化熱導率、電導率和Seebeck系數(shù)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明材料的相圖及其在材料研究和工程中的作用。以二元相圖為例，分析相圖中的相變規(guī)律和組織形成過程，并舉例說明根據(jù)相圖進行材料設(shè)計和工藝制定。2、（本題5分）闡述材料的防輻射材料的分類（如金屬、陶瓷和高分子）和防護機制。分析防輻射材料的性能要求和研究進展，并舉例說明在核工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的應用。3、（本題5分）詳細說明陶瓷基復合材料的性能特點和應用領(lǐng)域，分析其與傳統(tǒng)陶瓷材料的區(qū)別，以及在制備和使用中面臨的問題。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一形狀復雜的鑄鐵零件，體積為800cm3，密度為7.2g/cm3，計算該零件的質(zhì)量。若要對其進行表面滲碳處理，滲碳層厚度要求達到2mm，滲碳劑的消耗速率為0.5g/cm2·h，計算滲碳處理所需的時間。2、（本題5分）一圓柱形的鈦合金棒，直徑為60mm，長度為1.2m，承受軸向拉力為1500kN，鈦合金的屈服強度為1200MPa，計算棒的伸長量。3、（本題5分）已知一種金屬的晶格類型為面心立方，原子量為60g/mol，晶格常數(shù)為0.4nm，計算該金屬的理論密度。4、（本題5分）某合金的抗拉強度為600兆帕，試樣在拉伸實驗中斷裂時的橫截面積為150平方毫米，計算斷裂時的拉伸力是多少牛頓？5、（本題5分）某種陶瓷材料的斷裂韌性為5MPa·m^(1/2)，一個帶有預制裂紋的矩形陶瓷試樣，寬度為20毫米，厚度為4毫米，裂紋長度為5毫米，計算試樣斷裂時所需要的應力。四、論述