中國科學(xué)院大學(xué)《材料科學(xué)與工程專業(yè)導(dǎo)論》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頁中國科學(xué)院大學(xué)《材料科學(xué)與工程專業(yè)導(dǎo)論》

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、在研究一種用于航空航天領(lǐng)域的高強度鈦合金時，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過特定的熱處理工藝后，其強度得到顯著提升，但韌性略有下降。以下哪種熱處理過程中的相變最可能是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因？（）A.馬氏體相變B.貝氏體相變C.珠光體相變D.奧氏體相變2、在高分子材料的老化過程中，以下哪種因素是導(dǎo)致材料性能下降的主要原因？（）A.光照B.溫度C.濕度D.以上都是3、在研究材料的熱膨脹性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料在加熱過程中線性膨脹系數(shù)較大。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)的材料通常具有較大的熱膨脹系數(shù)？（）A.密排六方結(jié)構(gòu)B.體心立方結(jié)構(gòu)C.面心立方結(jié)構(gòu)D.簡單立方結(jié)構(gòu)4、在材料的強化機制中，固溶強化是通過在基體中溶入溶質(zhì)原子來提高材料強度的。對于鋁合金，以下哪種溶質(zhì)原子的固溶強化效果最顯著？（）A.鋅B.鎂C.銅D.硅5、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6、材料的導(dǎo)電性取決于其內(nèi)部的電子結(jié)構(gòu)和晶體缺陷。對于半導(dǎo)體材料，如硅，在摻入適量的雜質(zhì)后，其導(dǎo)電性會發(fā)生顯著變化。以下哪種雜質(zhì)的摻入可以使硅成為N型半導(dǎo)體？（）A.硼B(yǎng).磷C.鋁D.鎵7、在考察一種用于光學(xué)透鏡的玻璃材料時，發(fā)現(xiàn)其在高溫下容易變形。以下哪種成分的調(diào)整可以提高玻璃的耐熱性能？（）A.增加二氧化硅含量B.減少堿金屬氧化物含量C.引入硼氧化物D.以上都是8、在材料的磁致伸縮性能研究中，以下關(guān)于磁致伸縮現(xiàn)象和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.磁致伸縮是指材料在磁場作用下發(fā)生長度變化B.磁致伸縮效應(yīng)只存在于磁性金屬材料中C.磁致伸縮材料可用于制造揚聲器D.磁致伸縮性能與磁場強度無關(guān)9、在研究材料的熱膨脹性能時，熱膨脹系數(shù)是一個重要的參數(shù)。對于大多數(shù)陶瓷材料，其熱膨脹系數(shù)與金屬材料相比，通常是怎樣的？（）A.較大B.較小C.相當(dāng)D.無法比較10、對于一種壓電陶瓷材料，要提高其壓電系數(shù)，以下哪種摻雜元素可能有效？（）A.鉛B.鈦C.鑭D.鈮11、在研究材料的疲勞裂紋擴展行為時，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。以下哪種關(guān)系能夠較好地描述這種行為？（）A.線性關(guān)系B.拋物線關(guān)系C.指數(shù)關(guān)系D.冪函數(shù)關(guān)系12、在考察一種用于防彈頭盔的復(fù)合材料時，發(fā)現(xiàn)其抗沖擊性能有待提高。以下哪種增強方式可能最為有效？（）A.增加纖維層數(shù)B.改變纖維編織方式C.優(yōu)化樹脂基體D.以上都是13、高分子材料的降解是指材料在自然環(huán)境或特定條件下分解的現(xiàn)象，那么高分子材料的降解方式有哪些？（）A.生物降解、光降解、熱降解B.化學(xué)降解、機械降解、水解降解C.氧化降解、輻射降解、微生物降解D.以上都是14、對于一種纖維增強復(fù)合材料，要提高其在特定方向上的強度，以下哪種方法最為有效？（）A.增加纖維的長度B.提高纖維的體積分?jǐn)?shù)C.改善纖維與基體的界面結(jié)合D.改變纖維的排列方向15、在研究金屬材料的再結(jié)晶行為時，發(fā)現(xiàn)以下哪種因素會促進再結(jié)晶的進行？（）A.變形程度增加B.變形溫度升高C.雜質(zhì)含量增加D.冷卻速度加快16、在研究金屬的腐蝕行為時，發(fā)現(xiàn)一種金屬在特定的腐蝕介質(zhì)中表面形成了一層致密的氧化膜，從而有效地減緩了腐蝕速率。這種氧化膜的形成主要是由于以下哪種機制？（）A.電化學(xué)保護B.鈍化作用C.物理阻擋D.化學(xué)吸附17、在研究材料的擴散現(xiàn)象時，擴散系數(shù)是一個重要的參數(shù)。對于間隙擴散和置換擴散，以下關(guān)于其擴散系數(shù)的描述，正確的是？（）A.間隙擴散系數(shù)大于置換擴散系數(shù)B.間隙擴散系數(shù)小于置換擴散系數(shù)C.間隙擴散系數(shù)等于置換擴散系數(shù)D.兩者的擴散系數(shù)大小關(guān)系取決于溫度18、一種高分子材料在使用過程中出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，表現(xiàn)為性能下降、顏色變黃。以下哪種老化機制最有可能是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因？（）A.熱氧老化B.光氧老化C.化學(xué)降解D.微生物侵蝕19、對于一種功能陶瓷材料，需要其具有高介電常數(shù)和低介電損耗。以下哪種陶瓷材料最有可能滿足這些要求？（）A.鈦酸鍶陶瓷B.鈮酸鋰陶瓷C.氧化鋅陶瓷D.鉭酸鋰陶瓷20、研究一種半導(dǎo)體材料的電學(xué)性能時，發(fā)現(xiàn)其電導(dǎo)率隨溫度升高而迅速增加。這種材料最可能是（）A.本征半導(dǎo)體B.N型半導(dǎo)體C.P型半導(dǎo)體D.絕緣體二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述材料的導(dǎo)電性的本質(zhì)，分析金屬、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)電性差異的原因。2、（本題5分）詳細(xì)闡述陶瓷材料的制備工藝，包括原料制備、成型和燒結(jié)等過程，說明每個工藝環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)和影響因素。3、（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。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某金屬材料的屈服強度為300兆帕，拉伸試樣的原始橫截面積為200平方毫米，拉伸至屈服時的載荷為60000牛頓，計算此時試樣的應(yīng)變。2、（本題5分）已知某陶瓷材料的導(dǎo)熱系數(shù)為2W/(m·K)，厚度為10mm，兩側(cè)溫差為50℃，面積為0.1m2，計算通過該陶瓷的熱流量。3、（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。4、（本題5分）某種光學(xué)材料對波長為600nm的光的折射率為1.6，要使其發(fā)生全反射，入射角至少為多少度（假設(shè)光從空氣入射）。5、（本題5分）有一玻璃纖維增強塑料，玻璃纖維的長度為10mm，直徑為10μm，纖維體積分?jǐn)?shù)為