北方民族大學(xué)《材料物理與性能》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《材料物理與性能》2022-2023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、對于陶瓷基復(fù)合材料，增強相的種類和含量對性能有重要影響。以下哪種增強相能夠顯著提高陶瓷基復(fù)合材料的韌性？（）A.碳纖維B.碳化硅纖維C.氧化鋁纖維D.玻璃纖維2、對于納米材料，由于其尺寸效應(yīng)，表現(xiàn)出與常規(guī)材料不同的性能。納米材料的比表面積通常（）A.小于常規(guī)材料B.等于常規(guī)材料C.大于常規(guī)材料D.與材料尺寸無關(guān)3、在分析一種用于超級電容器的電極材料時，發(fā)現(xiàn)其比電容較低。以下哪種改進方法可能有助于提高比電容？（）A.增加活性物質(zhì)的負載量B.優(yōu)化電極的孔隙結(jié)構(gòu)C.提高電極的導(dǎo)電性D.以上都是4、在研究一種用于高溫絕熱的陶瓷纖維材料時，發(fā)現(xiàn)其熱導(dǎo)率較高。以下哪種方法可以有效地降低熱導(dǎo)率？（）A.增加氣孔率B.引入納米孔隙C.降低纖維直徑D.以上都是5、在研究陶瓷材料的韌性時，發(fā)現(xiàn)引入相變增韌機制可以顯著提高其韌性。以下哪種陶瓷材料最常采用相變增韌？（）A.氧化鋁陶瓷B.氧化鋯陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷6、在陶瓷材料的壓電性能研究中，以下關(guān)于壓電效應(yīng)原理和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.壓電效應(yīng)是由于材料的極化引起B(yǎng).所有陶瓷材料都具有壓電性能C.壓電陶瓷主要用于制造壓力傳感器D.壓電性能與材料的化學(xué)成分無關(guān)7、在研究聚合物的降解行為時，發(fā)現(xiàn)一種聚合物在特定環(huán)境中容易發(fā)生水解。以下哪種聚合物結(jié)構(gòu)特征最容易導(dǎo)致水解降解？（）A.酯鍵B.醚鍵C.酰胺鍵D.雙鍵8、陶瓷材料通常具有高強度、高硬度和耐高溫的特性。在陶瓷材料的制備過程中，燒結(jié)是一個關(guān)鍵步驟。下列關(guān)于陶瓷材料燒結(jié)過程的描述，正確的是（）A.燒結(jié)過程中，顆粒之間通過物質(zhì)遷移實現(xiàn)致密化B.提高燒結(jié)溫度總是能提高陶瓷材料的性能C.延長燒結(jié)時間對陶瓷材料的性能沒有影響D.燒結(jié)過程中不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)9、在分析材料的摩擦磨損性能時，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。以下哪種因素對其耐磨性的貢獻最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.潤滑條件D.摩擦副的材料10、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11、在材料的失效分析中，斷裂是一種常見的失效形式。以下關(guān)于斷裂類型和特征的描述，正確的是（）A.脆性斷裂通常伴隨著較大的塑性變形B.韌性斷裂的斷口呈現(xiàn)出河流花樣C.疲勞斷裂的斷口具有明顯的疲勞輝紋D.環(huán)境斷裂與材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無關(guān)12、陶瓷材料的硬度通常很高，那么常用的陶瓷材料硬度測試方法有哪些？（）A.洛氏硬度測試、維氏硬度測試B.布氏硬度測試、肖氏硬度測試C.顯微硬度測試、納米硬度測試D.以上都是13、在高分子材料的老化過程中，會發(fā)生物理和化學(xué)變化，從而影響其性能。以下關(guān)于高分子材料老化的原因和機制的描述，正確的是（）A.紫外線照射只會導(dǎo)致高分子材料的物理老化B.氧氣的存在會加速高分子材料的老化C.高分子材料的老化過程中不會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)D.溫度升高對高分子材料的老化沒有影響14、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15、在陶瓷材料的增韌機制中，相變增韌是一種重要的方法。以下關(guān)于相變增韌原理和效果的描述，正確的是（）A.相變增韌是通過改變陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)B.相變增韌會降低陶瓷材料的強度C.只有部分陶瓷材料可以通過相變增韌D.相變增韌對陶瓷材料的耐磨性沒有影響16、對于一種用于航空輪胎的橡膠材料，要提高其耐磨性和抗老化性能，以下哪種添加劑的使用可能最為有效？（）A.炭黑B.白炭黑C.防老劑D.以上都是17、在研究高分子材料的流變性能時，發(fā)現(xiàn)其在不同的剪切速率下表現(xiàn)出不同的流動行為。以下哪種模型可以較好地描述這種流變特性？（）A.牛頓流體模型B.賓漢流體模型C.冪律流體模型D.虎克固體模型18、陶瓷材料的斷裂韌性通常較低，那么提高陶瓷材料斷裂韌性的方法有哪些？（）A.纖維增韌、晶須增韌、相變增韌B.表面處理、化學(xué)強化、熱處理C.控制晶粒尺寸、優(yōu)化燒結(jié)工藝D.以上都是19、對于一種用于電動汽車電池的隔膜材料，要提高其離子透過性和安全性，以下哪種材料特性的優(yōu)化最為關(guān)鍵？（）A.孔隙率和孔徑分布B.化學(xué)穩(wěn)定性C.熱關(guān)閉性能D.以上都是20、陶瓷材料具有高強度、高硬度和耐高溫等優(yōu)良性能，但同時也存在脆性大的缺點。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.細化晶粒D.降低燒成溫度二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述智能材料的概念和分類，討論其在自適應(yīng)結(jié)構(gòu)和生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用前景。2、（本題5分）分析先進陶瓷基復(fù)合材料的性能優(yōu)勢和制備難點，探討其在航空發(fā)動機部件中的應(yīng)用前景。3、（本題5分）解釋高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的概念，以及它對高分子材料性能和應(yīng)用的重要意義。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某種金屬材料的硬度為300HV，壓頭為四棱錐，試驗力為500N，計算壓痕對角線的長度。2、（本題5分）已知某種聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80°C，比熱容在玻璃態(tài)為1.8J/(g·K)，在橡膠態(tài)為2.3J/(g·K)?，F(xiàn)有50g該聚合物從20°C升溫至120°C，計算所需的熱量。3、（本題5分）有一陶瓷材料，其熱導(dǎo)率為2.5W/(m·K)，厚度為5cm，兩側(cè)溫差為100℃，面積為0.1m2，計算通過該陶瓷材料的熱流量。4、（本題5分）一塊梯形的塑料板，上底長8厘米，下底長12厘米，高為6厘米，厚度為3毫米，塑料的密度為1.3克/立方厘米，計算這塊塑料板的質(zhì)量是多少克？5、（本題5分）某種纖維增強復(fù)合材料，纖維方向的彈性模量為40GPa，垂直纖維方向的彈性模量為8GPa，纖維體積分數(shù)為40%，計算復(fù)合材料在