華中師范大學(xué)《冶金物理化學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《冶金物理化學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對(duì)于半導(dǎo)體材料，其導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。以下哪種半導(dǎo)體材料常用于集成電路制造？（）A.硅B.鍺C.砷化鎵D.磷化銦2、對(duì)于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。已知某種聚合物在較低溫度下呈現(xiàn)脆性，隨著溫度升高逐漸變得柔韌。當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，材料的性能發(fā)生顯著變化，這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度通常被稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在以下哪種測(cè)試方法中最容易準(zhǔn)確測(cè)定該聚合物的Tg？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）3、材料的力學(xué)性能測(cè)試是評(píng)估材料質(zhì)量和性能的重要手段。在拉伸試驗(yàn)中，以下關(guān)于應(yīng)力-應(yīng)變曲線的描述，正確的是（）A.彈性階段材料的應(yīng)力與應(yīng)變呈非線性關(guān)系B.屈服階段材料會(huì)發(fā)生明顯的塑性變形C.強(qiáng)化階段材料的強(qiáng)度逐漸降低D.斷裂階段材料的應(yīng)力為零4、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(duì)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5、在研究超導(dǎo)材料時(shí)，臨界溫度是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。以下關(guān)于超導(dǎo)材料臨界溫度的影響因素的描述，錯(cuò)誤的是（）A.材料的化學(xué)成分對(duì)臨界溫度有重要影響B(tài).壓力增大通常會(huì)提高超導(dǎo)材料的臨界溫度C.雜質(zhì)的存在會(huì)降低超導(dǎo)材料的臨界溫度D.臨界溫度與材料的晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)6、在研究材料的磨損機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在干摩擦條件下主要發(fā)生磨粒磨損。以下哪種措施可以減少磨粒磨損？（）A.增加潤滑B.提高硬度C.改善表面粗糙度D.選用耐磨材料7、對(duì)于一種用于太陽能電池的半導(dǎo)體材料，要提高其光電轉(zhuǎn)換效率，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)B.摻雜雜質(zhì)元素C.制備納米結(jié)構(gòu)D.增加材料厚度8、材料的磁性是其重要的物理性能之一。對(duì)于鐵磁性材料，以下描述正確的是（）A.鐵磁性材料在居里溫度以上會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判訠.鐵磁性材料的磁化強(qiáng)度與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比C.鐵磁性材料的磁導(dǎo)率是一個(gè)常數(shù)D.所有金屬都是鐵磁性材料9、在材料的腐蝕與防護(hù)研究中，電化學(xué)腐蝕是一種常見的腐蝕形式。以下哪種環(huán)境因素會(huì)加速金屬的電化學(xué)腐蝕？（）A.干燥的空氣B.無氧的溶液C.酸性溶液D.高純度的水10、材料的光學(xué)性能在許多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。對(duì)于半導(dǎo)體材料的光吸收特性，以下說法正確的是（）A.本征吸收發(fā)生在光子能量小于禁帶寬度時(shí)B.雜質(zhì)吸收對(duì)半導(dǎo)體材料的光電性能沒有影響C.直接躍遷的光吸收系數(shù)大于間接躍遷D.光吸收與半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)11、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。以下關(guān)于納米材料性能特點(diǎn)的描述，正確的是（）A.納米材料的熔點(diǎn)隨著顆粒尺寸減小而升高B.納米材料的硬度通常低于常規(guī)材料C.納米材料的比表面積大，活性高D.納米材料的光學(xué)性能與常規(guī)材料相同12、磁性材料在電子、通信等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。對(duì)于鐵磁性材料，其磁滯回線具有明顯的特點(diǎn)。以下關(guān)于鐵磁性材料磁滯回線的描述，正確的是？（）A.狹窄且線性B.寬闊且非線性C.閉合且面積小D.開放且面積大13、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(duì)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(yù)防？（）A.增加合金元素含量B.進(jìn)行表面處理C.降低應(yīng)力水平D.以上措施均有效14、在研究材料的摩擦磨損性能時(shí)，以下哪種因素對(duì)磨損量的影響最為顯著？（）A.載荷大小B.滑動(dòng)速度C.接觸面積D.材料硬度15、超導(dǎo)材料在低溫下具有零電阻和完全抗磁性等奇特性能。對(duì)于高溫超導(dǎo)材料，其臨界溫度通常在什么范圍內(nèi)？（）A.液氮溫度以下B.液氦溫度以下C.室溫以上D.0-100K之間16、陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高硬度和耐高溫等優(yōu)良性能，但同時(shí)也存在脆性大的缺點(diǎn)。為了提高陶瓷材料的韌性，以下哪種方法是可行的？（）A.增加陶瓷的孔隙率B.引入玻璃相C.細(xì)化晶粒D.降低燒成溫度17、在分析材料的熱性能時(shí)，需要考慮熱導(dǎo)率這個(gè)參數(shù)。以下哪種材料通常具有較高的熱導(dǎo)率？（）A.高分子材料B.陶瓷材料C.金屬材料D.復(fù)合材料18、在金屬材料的加工過程中，冷加工和熱加工會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生不同影響。冷加工通常會(huì)使金屬材料的（）A.強(qiáng)度增加，塑性降低B.強(qiáng)度降低，塑性增加C.強(qiáng)度和塑性都增加D.強(qiáng)度和塑性都降低19、在分析材料的摩擦磨損性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在特定的摩擦條件下表現(xiàn)出良好的耐磨性。以下哪種因素對(duì)其耐磨性的貢獻(xiàn)最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.潤滑條件D.摩擦副的材料20、在研究一種用于光學(xué)存儲(chǔ)的相變材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其相變速度較慢。以下哪種方法可以加快相變速度？（）A.減小材料顆粒尺寸B.引入摻雜元素C.優(yōu)化薄膜制備工藝D.以上都是二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在研究半導(dǎo)體材料的電學(xué)性能時(shí)，如何通過實(shí)驗(yàn)手段確定其導(dǎo)電類型，以及影響導(dǎo)電性能的主要因素。2、（本題5分）詳細(xì)分析材料的耐磨損涂層的材料選擇和涂層設(shè)計(jì)原則，說明其在工業(yè)中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電機(jī)制，解釋本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的區(qū)別，分析影響半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的因素及應(yīng)用。4、（本題5分）闡述復(fù)合材料的定義、組成和分類。以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為例，說明其性能特點(diǎn)以及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。5、（本題5分）分析高溫合金的成分特點(diǎn)和性能要求，論述其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某聚合物的分子量為50000，密度為1.2克/立方厘米，計(jì)算其比容。2、（本題5分）已知一種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為2.0eV，計(jì)算其吸收光的波長上限。3、（本題5分）一塊三角形的鋁合金板，底邊長為60厘米，高為40厘米，厚度為8毫米，鋁合金的密度為2.7克/立方厘米，計(jì)算鋁合金板的質(zhì)量。4、（本題5分）一個(gè)圓柱形的鎢合金棒，直徑為15毫米，長度為80毫米，密度為19.3克/立方厘米，計(jì)算質(zhì)量。5、（本題5分）一塊矩形的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板，長20厘米，寬10厘米，碳纖維的含量為60%，碳纖維的導(dǎo)熱系數(shù)為1000瓦/（米·開爾文），基體的導(dǎo)熱系數(shù)為10瓦/（米·開爾文），計(jì)算復(fù)合材料板的導(dǎo)熱系數(shù)。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討材料的微納制造技術(shù)的