四川文理學(xué)院《材料科學(xué)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《材料科學(xué)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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、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(jī)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2、在陶瓷材料的增韌機(jī)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(shí)現(xiàn)B.相變增韌會降低陶瓷材料的強(qiáng)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3、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4、在研究一種用于電池電極的材料時，發(fā)現(xiàn)其在充放電過程中容量衰減較快。以下哪種因素最有可能是導(dǎo)致容量衰減的主要原因？（）A.電極材料的溶解B.電解液的分解C.電荷轉(zhuǎn)移電阻增大D.離子擴(kuò)散速度慢5、陶瓷材料的熱壓燒結(jié)是一種在高溫和壓力同時作用下的燒結(jié)方法。與普通燒結(jié)相比，熱壓燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn)是什么？（）A.燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時間短、致密度高B.燒結(jié)溫度高、燒結(jié)時間長、致密度低C.燒結(jié)溫度和時間與普通燒結(jié)相同，但致密度高D.燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時間長、致密度低6、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)7、在高分子材料的合成中，自由基聚合是一種常用的方法。以下哪種物質(zhì)通常作為自由基聚合的引發(fā)劑？（）A.偶氮二異丁腈B.苯乙烯C.丁二烯D.氯乙烯8、在材料的力學(xué)性能測試中，拉伸試驗(yàn)可以得到材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)。對于一種鋼材，其屈服強(qiáng)度為300MPa，抗拉強(qiáng)度為500MPa。在拉伸過程中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到400MPa時，材料發(fā)生了明顯的塑性變形。此時，材料的應(yīng)變大約是多少？（）A.0.05B.0.1C.0.15D.0.29、對于一種用于鋰離子電池的負(fù)極材料，要提高其充放電循環(huán)性能，以下哪種策略可能最為有效？（）A.構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)B.表面改性C.優(yōu)化材料的孔隙率D.以上都是10、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11、一種高分子共混物在性能上優(yōu)于其組成的單一聚合物。以下哪種因素對共混物性能的改善起到了關(guān)鍵作用？（）A.相容性B.分子量C.分子鏈結(jié)構(gòu)D.結(jié)晶度12、研究材料的力學(xué)性能時，發(fā)現(xiàn)材料在拉伸過程中會經(jīng)歷不同階段。當(dāng)材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時，對應(yīng)的應(yīng)力被稱為（）A.屈服強(qiáng)度B.抗拉強(qiáng)度C.彈性極限D(zhuǎn).斷裂強(qiáng)度13、在研究金屬材料的熱處理時，淬火和回火是兩個重要的工藝。對于一種中碳鋼，經(jīng)過淬火后得到馬氏體組織，然后進(jìn)行低溫回火，其主要目的是什么？（）A.提高硬度和耐磨性B.消除內(nèi)應(yīng)力，提高韌性C.改善切削加工性能D.細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度14、在材料的疲勞試驗(yàn)中，應(yīng)力比是一個重要參數(shù)。當(dāng)應(yīng)力比增大時，材料的疲勞壽命通常會？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少15、在研究陶瓷材料的壓電性能時，以下哪種陶瓷材料具有優(yōu)異的壓電性能？（）A.鈦酸鋇B.氧化鎂C.氧化鋁D.氧化硅二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)論述陶瓷材料抗彎強(qiáng)度的測試方法和影響因素，解釋為什么陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度通常低于其抗壓強(qiáng)度，并提出提高陶瓷抗彎強(qiáng)度的途徑。2、（本題5分）解釋什么是梯度功能材料，論述其結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能特點(diǎn)，分析制備梯度功能材料的方法和應(yīng)用領(lǐng)域。3、（本題5分）詳細(xì)說明在研究材料的熱穩(wěn)定性時，常用的熱分析方法，如熱重分析（TGA）和差示掃描量熱法（DSC）的原理和應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)解釋材料的摩擦學(xué)性能，包括摩擦系數(shù)、磨損機(jī)制等，說明如何改善材料的摩擦學(xué)性能。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討梯度功能材料的性能優(yōu)化設(shè)計方法，以及在航空航天熱防護(hù)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用案例。2、（本題5分）分析高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，如分子鏈結(jié)構(gòu)、分子量及其分布對材料力學(xué)性能、熱性能和加工性能的影響。3、（本題5分）探討陶瓷材料的制備新工藝及其對材料性能的影響，如溶膠-凝膠法、化學(xué)氣相沉積法和自蔓延高溫合成法等。4、（本題5分）全面論述材料的腐蝕機(jī)理（如化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕）以及相應(yīng)的防護(hù)措施在實(shí)際工程中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述超導(dǎo)磁懸浮的原理和特點(diǎn)，分析超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，論述超導(dǎo)磁懸浮在交通領(lǐng)域如磁懸浮列車和高速運(yùn)輸中的應(yīng)用前景和面臨的挑戰(zhàn)。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）有一石英晶體振蕩器，頻率穩(wěn)定度要求為10??，晶體的固有頻率為12MHz，計算頻率的最大偏差。2、（本題10分）已知一種復(fù)合材料中纖維的體積分?jǐn)?shù)為30%，纖維的彈性模量為200GPa，基體的彈性模量為50GPa，計算該復(fù)合材料的等效彈性模量。3、（本題10分）有一形狀復(fù)雜的鑄鐵零件，體積為800cm3，密度為7.2g/cm3，計算該零件的質(zhì)量。若要對其進(jìn)行表面