南方醫(yī)科大學(xué)《功能材料的計算與設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南方醫(yī)科大學(xué)

《功能材料的計算與設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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、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2、對于一種超導(dǎo)陶瓷材料，要提高其臨界轉(zhuǎn)變溫度，以下哪種途徑可能有幫助？（）A.元素替代B.優(yōu)化制備工藝C.控制氧含量D.以上都有可能3、對于磁性材料，其磁滯回線的形狀和大小反映了材料的磁性能。以下哪種磁滯回線特征表示材料具有較好的磁存儲能力？（）A.狹窄的回線B.寬大的回線C.矩形的回線D.不規(guī)則的回線4、在研究材料的熱膨脹性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種晶體結(jié)構(gòu)的材料熱膨脹系數(shù)較??？（）A.簡單立方B.體心立方C.面心立方D.密排六方5、一種新型的金屬泡沫材料具有輕質(zhì)高強的特點。以下哪種制備方法常用于生產(chǎn)這種材料？（）A.粉末冶金B(yǎng).鑄造C.發(fā)泡法D.3D打印6、在研究一種用于激光焊接的金屬材料時，發(fā)現(xiàn)焊縫處存在氣孔和裂紋等缺陷。以下哪種焊接工藝參數(shù)的調(diào)整可能有助于減少這些缺陷？（）A.降低焊接速度B.增加激光功率C.優(yōu)化保護氣體流量D.以上都是7、金屬材料在加工過程中會發(fā)生組織和性能的變化，那么冷加工和熱加工的區(qū)別主要是什么？（）A.加工溫度不同B.對材料性能的影響不同C.加工方式不同D.以上都是8、在研究材料的光學(xué)透明性時，以下關(guān)于影響材料透明性的因素的描述，錯誤的是（）A.材料中的雜質(zhì)和缺陷會降低透明性B.材料的結(jié)晶度越高，透明性越好C.光的波長對材料透明性有影響D.材料的表面粗糙度會影響透明性9、在研究金屬材料的疲勞裂紋擴展時，發(fā)現(xiàn)裂紋擴展速率與應(yīng)力強度因子之間存在一定的關(guān)系。以下哪種因素會加快疲勞裂紋的擴展？（）A.降低應(yīng)力強度因子幅度B.增加材料的韌性C.存在腐蝕環(huán)境D.減小裂紋長度10、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(huán)境因素C.加入緩蝕劑、進行表面處理D.以上都是11、金屬材料的蠕變現(xiàn)象是在高溫和恒定應(yīng)力作用下發(fā)生的緩慢變形。對于鎳基高溫合金，以下哪種因素會顯著影響其蠕變性能？（）A.合金元素含量B.晶粒尺寸C.加工工藝D.以上因素均會影響12、在研究材料的阻尼性能時，發(fā)現(xiàn)一種高分子材料在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近阻尼性能顯著提高。這是因為在該溫度附近（）A.分子鏈運動加劇B.自由體積增加C.內(nèi)摩擦增大D.以上都是13、金屬材料的疲勞壽命是指材料在循環(huán)載荷作用下發(fā)生疲勞破壞的循環(huán)次數(shù)，那么影響金屬材料疲勞壽命的主要因素有哪些？（）A.應(yīng)力幅值、應(yīng)力比、加載頻率B.材料的強度、硬度、韌性C.材料的微觀結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)D.以上都是14、在研究陶瓷材料的壓電性能時，發(fā)現(xiàn)其壓電常數(shù)與晶體的極化方向有關(guān)。以下哪種晶體取向的壓電常數(shù)最大？（）A.方向B.方向C.方向D.隨機方向15、在研究材料的熱穩(wěn)定性時，發(fā)現(xiàn)以下哪種添加劑可以提高材料的熱分解溫度？（）A.阻燃劑B.增塑劑C.抗氧劑D.潤滑劑二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）全面分析材料的氣敏性能，包括氣敏材料的種類和響應(yīng)機制，討論影響氣敏性能的因素，以及在氣體檢測中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述材料的電磁屏蔽性能及其影響因素，分析如何設(shè)計和制備具有良好電磁屏蔽性能的材料。3、（本題5分）詳細(xì)闡述材料的微納制造技術(shù)，包括光刻、刻蝕等工藝，分析微納制造技術(shù)對材料性能和器件功能的影響。4、（本題5分）解釋材料阻尼性能產(chǎn)生的機制，分析不同阻尼機制（如位錯阻尼、界面阻尼等）在工程中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析高分子材料的性能調(diào)控方法，包括分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、共混改性和填充增強等方面。2、（本題5分）詳細(xì)論述材料抗輻射性能的評估方法和標(biāo)準(zhǔn)，以及在核能和航天領(lǐng)域中的應(yīng)用需求和研究方向。3、（本題5分）深入探討材料的量子效應(yīng)和在納米材料中的表現(xiàn)，分析量子限域、量子隧穿等效應(yīng)對材料性能的影響，以及在量子器件中的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)論述高溫合金在航空航天和能源領(lǐng)域的應(yīng)用需求和性能要求，以及高溫合金的研發(fā)方向和關(guān)鍵技術(shù)。5、（本題5分）論述材料的生物相容性的評價方法和指標(biāo)，分析影響生物相容性的因素，如材料表面性質(zhì)、化學(xué)組成等，并探討在醫(yī)療器械中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某陶瓷材料的斷裂韌性為5兆帕·米^(1/2)，裂紋長度為2毫米，施加的應(yīng)力為100兆帕，計算斷裂時的臨界裂紋尖端張開位移。2、（本題10分）一圓柱形的玻璃管，內(nèi)半徑為8mm，外半徑為10mm，長度為50cm，玻璃的密度為2.5g/cm3，計算其質(zhì)量。3、（本題10