北方工業(yè)大學《金屬材料科學與工程導論》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁北方工業(yè)大學《金屬材料科學與工程導論》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在研究材料的阻尼性能時，發(fā)現(xiàn)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2、在材料的腐蝕防護中，涂層防護是一種常用的方法。對于有機涂層，其防護作用主要取決于什么？（）A.涂層的厚度B.涂層的硬度C.涂層與基體的結(jié)合力D.涂層的顏色3、一種高分子材料在戶外使用時發(fā)生老化。以下哪種老化機制是主要的？（）A.熱氧老化B.光氧老化C.水解老化D.疲勞老化4、納米材料由于其特殊的尺寸效應(yīng)，表現(xiàn)出與常規(guī)材料不同的性能。對于納米金屬材料，以下哪種性能會顯著提高？（）A.強度B.塑性C.導電性D.熱穩(wěn)定性5、在分析材料的磨損性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種磨損類型通常伴隨著劇烈的能量消耗？（）A.磨粒磨損B.粘著磨損C.疲勞磨損D.腐蝕磨損6、在金屬材料的疲勞試驗中，疲勞極限是指材料在無限次循環(huán)應(yīng)力作用下不發(fā)生疲勞破壞的（）A.最大應(yīng)力B.最小應(yīng)力C.平均應(yīng)力D.應(yīng)力幅7、在分析材料的熱性能時，需要考慮熱導率這個參數(shù)。以下哪種材料通常具有較高的熱導率？（）A.高分子材料B.陶瓷材料C.金屬材料D.復合材料8、一種新型的納米材料表現(xiàn)出優(yōu)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(jié)構(gòu)C.小尺寸效應(yīng)D.表面缺陷9、在研究金屬材料的熱處理過程中，淬火是一種常用的工藝。以下關(guān)于淬火工藝和其對金屬性能影響的描述，正確的是（）A.淬火可以提高金屬材料的硬度和強度B.所有金屬材料都適合進行淬火處理C.淬火速度越慢，金屬材料的性能越好D.淬火不會改變金屬材料的組織結(jié)構(gòu)10、陶瓷材料的強度測試通常采用三點彎曲或四點彎曲的方法。對于同一種陶瓷材料，在三點彎曲和四點彎曲試驗中，得到的強度值是否相同？（）A.相同B.不同C.有時相同，有時不同D.取決于加載速度11、在考察一種用于3D打印的金屬粉末材料時，發(fā)現(xiàn)打印出的零件存在孔隙和裂紋等缺陷。以下哪種因素最有可能是造成這些缺陷的主要原因？（）A.粉末粒度不均勻B.打印工藝參數(shù)不合理C.粉末的含氧量過高D.以上都是12、在研究超導材料的應(yīng)用時，以下哪個領(lǐng)域是超導材料最有前景的應(yīng)用方向之一？（）A.電力傳輸B.航空航天C.醫(yī)療器械D.汽車制造13、在高分子材料的合成過程中，聚合方法的選擇對材料性能有重要影響。以下關(guān)于聚合方法的描述，正確的是（）A.自由基聚合反應(yīng)速度快，但產(chǎn)物分子量分布寬B.離子聚合只能用于合成小分子化合物C.逐步聚合產(chǎn)物的分子量隨反應(yīng)時間線性增加D.所有聚合方法都可以得到高純度的高分子材料14、在材料的失效分析中，應(yīng)力腐蝕開裂是一種常見的失效形式。對于鋁合金在氯化物溶液中的應(yīng)力腐蝕開裂，以下哪種措施可以有效預防？（）A.增加合金元素含量B.進行表面處理C.降低應(yīng)力水平D.以上措施均有效15、一種新型的儲能材料在充放電過程中表現(xiàn)出高容量和長循環(huán)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16、在材料的腐蝕類型中，縫隙腐蝕是一種局部腐蝕形式。對于不銹鋼在海水環(huán)境中的應(yīng)用，以下哪種情況容易發(fā)生縫隙腐蝕？（）A.表面光滑無縫隙B.存在微小的縫隙和狹窄的空間C.大面積接觸海水D.處于流動的海水中17、在分析材料的熱膨脹性能時，發(fā)現(xiàn)不同材料的熱膨脹系數(shù)差異較大。以下哪種因素對熱膨脹系數(shù)的影響最為顯著？（）A.原子間的結(jié)合能B.晶體結(jié)構(gòu)C.化學成分D.溫度18、在研究一種用于高溫超導的材料時，發(fā)現(xiàn)其臨界溫度受到多種因素的影響。以下哪種因素對臨界溫度的提升作用最為顯著？（）A.元素替代B.制備工藝優(yōu)化C.施加高壓D.引入缺陷19、材料的熱性能對于其在不同環(huán)境下的應(yīng)用至關(guān)重要。熱膨脹系數(shù)是描述材料熱膨脹特性的重要參數(shù)。以下關(guān)于熱膨脹系數(shù)的說法，正確的是（）A.所有材料的熱膨脹系數(shù)都隨溫度升高而增大B.熱膨脹系數(shù)越大，材料在溫度變化時的尺寸穩(wěn)定性越好C.金屬材料的熱膨脹系數(shù)通常大于陶瓷材料D.熱膨脹系數(shù)與材料的晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)20、高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個重要的參數(shù)。對于聚苯乙烯（PS），以下哪種方法可以提高其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度？（）A.增加分子量B.加入增塑劑C.提高結(jié)晶度D.降低分子量二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述材料的熱輻射性能和測量方法，分析影響熱輻射的因素，并說明如何利用熱輻射性能進行材料的設(shè)計和應(yīng)用。2、（本題5分）詳細闡述材料的摩擦化學磨損機制，包括化學反應(yīng)和潤滑作用，分析影響摩擦化學磨損的因素及在潤滑和耐磨材料設(shè)計中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述材料的抗輻照性能的評價指標和測試方法，分析影響材料抗輻照能力的主要因素，并說明在核能領(lǐng)域的應(yīng)用。4、（本題5分）解釋形狀記憶聚合物的工作原理和性能特點，以及與形狀記憶合金的比較。5、（本題5分）論述材料的耐候性和測試方法，分析環(huán)境因素（如溫度、濕度、光照和化學介質(zhì)）對材料耐候性的影響，并說明如何提高材料的耐候性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個圓柱形的塑料棒，直徑為10毫米，長度為1米，彈性模量為2GPa，受到100牛頓的軸向拉力，計算伸長量。2、（本題5分）有一金屬材料在不同應(yīng)變率下進行拉伸試驗，得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線如下圖所示，計算在應(yīng)變率為10?3s?1時的屈服強度。3、（本題5分）有一長方體形狀的玻璃塊，長15cm，寬10cm，高8cm，玻璃的密度為2.5g/cm3，計算其質(zhì)量。4、（本題5分）一長方體形狀的陶瓷塊，長為16cm，寬為8cm，高為6cm，密度為2.6g/cm3，計算陶瓷塊的質(zhì)量。5、（本題5分）一個扇形的陶瓷板，半徑為8厘米，圓心角為60度，厚度為4毫米，陶瓷的密度為2.6克/立方厘米，計算這塊陶瓷板的質(zhì)量是多少克？四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入論述材料的仿生表面的設(shè)計和性能，分析自然界生物表面的結(jié)構(gòu)和功能，研究仿生表面的制備方法和性能特點，探討在減阻、自清潔等方面的應(yīng)用。2、（本題