新疆工程學(xué)院《納米材料與器件》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁新疆工程學(xué)院

《納米材料與器件》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一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在材料的拉伸試驗中，屈服強度是一個重要的力學(xué)性能指標。以下哪種材料的屈服強度通常較高？（）A.純鋁B.低碳鋼C.純銅D.純鈦2、對于一種新型的納米材料，其具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)。以下哪種現(xiàn)象最能體現(xiàn)納米材料的量子尺寸效應(yīng)？（）A.光學(xué)吸收邊發(fā)生藍移B.比表面積顯著增大C.硬度大幅提高D.熱穩(wěn)定性增強3、在研究金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)時，發(fā)現(xiàn)其原子在空間呈規(guī)則排列。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)具有良好的塑性和韌性？（）A.體心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.簡單立方晶格4、材料的耐腐蝕性是指材料在特定環(huán)境下抵抗腐蝕的能力，那么影響材料耐腐蝕性的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)B.環(huán)境因素、腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)C.材料的表面狀態(tài)、加工工藝D.以上都是5、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)6、復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對于纖維增強復(fù)合材料，當纖維方向與受力方向一致時，以下哪種性能會顯著提高？（）A.拉伸強度B.沖擊韌性C.斷裂伸長率D.硬度7、在考察一種用于燃料電池雙極板的材料時，需要同時考慮其導(dǎo)電性、耐腐蝕性和機械強度。以下哪種材料可能最為合適？（）A.不銹鋼B.石墨C.鈦合金D.以上都不是8、在陶瓷材料的制備過程中，為了提高其韌性，常常采用添加纖維增強的方法。以下哪種纖維材料與陶瓷基體的相容性較好，能更有效地提高韌性？（）A.碳纖維B.玻璃纖維C.金屬纖維D.陶瓷纖維9、在研究材料的電導(dǎo)機制時，發(fā)現(xiàn)一種半導(dǎo)體材料在低溫下主要是由雜質(zhì)電導(dǎo)貢獻。隨著溫度升高，本征電導(dǎo)逐漸起主導(dǎo)作用。以下哪種因素決定了這種轉(zhuǎn)變的溫度？（）A.雜質(zhì)濃度B.禁帶寬度C.載流子遷移率D.晶體結(jié)構(gòu)10、對于玻璃材料，其結(jié)構(gòu)特點決定了其性能。以下關(guān)于玻璃材料結(jié)構(gòu)的描述，哪一項是正確的？（）A.長程有序，短程無序B.長程無序，短程有序C.長程和短程均有序D.長程和短程均無序11、在金屬的強化機制中，細晶強化是一種有效的方法。通過細化晶粒，可以同時提高金屬的強度和塑性。以下哪種工藝可以實現(xiàn)金屬的細晶強化？（）A.淬火B(yǎng).回火C.正火D.變質(zhì)處理12、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13、在材料的疲勞性能研究中，疲勞極限是衡量材料抗疲勞能力的重要指標。對于一種鋁合金材料，經(jīng)過多次循環(huán)加載實驗，確定其疲勞極限為200MPa。如果實際工作應(yīng)力為150MPa，且應(yīng)力比為0.2，預(yù)計其疲勞壽命大約是多少？（）A.10^5次B.10^6次C.10^7次D.10^8次14、材料的導(dǎo)熱性能對于熱管理和散熱應(yīng)用非常重要。以下關(guān)于材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素的描述，錯誤的是（）A.材料的晶體結(jié)構(gòu)對導(dǎo)熱系數(shù)有顯著影響B(tài).材料中的雜質(zhì)會降低導(dǎo)熱系數(shù)C.溫度升高，材料的導(dǎo)熱系數(shù)總是增大D.孔隙率增加，材料的導(dǎo)熱系數(shù)減小15、對于一種用于污水處理的吸附材料，要提高其吸附容量和選擇性，以下哪種改性方法可能最為有效？（）A.表面官能團化B.構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)C.負載金屬離子D.以上都是16、在復(fù)合材料的設(shè)計中，需要考慮增強體和基體的相容性。以下哪種因素對相容性影響較大？（）A.化學(xué)組成B.熱膨脹系數(shù)C.彈性模量D.以上都是17、對于高分子材料的老化現(xiàn)象，以下哪種老化方式主要是由于紫外線輻射引起的？（）A.熱老化B.光老化C.化學(xué)老化D.生物老化18、在考察一種用于高溫密封的橡膠材料時，發(fā)現(xiàn)其在高溫下容易老化失效。以下哪種改進措施可能有助于提高其高溫性能？（）A.更換橡膠品種B.使用耐高溫的添加劑C.進行硫化處理D.以上都是19、對于高分子材料，其性能受到分子量及分子量分布的影響。一般來說，分子量增大，材料的強度通常會（）A.降低B.不變C.先升高后降低D.升高20、對于一種用于傳感器的壓電材料，要提高其靈敏度，以下哪種方法最為有效？（）A.選擇具有更高壓電系數(shù)的材料B.優(yōu)化晶體取向C.減小材料的尺寸D.以上都是21、對于一種功能陶瓷材料，如壓電陶瓷，其具有將機械能轉(zhuǎn)化為電能的特性。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)特征是壓電陶瓷能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的關(guān)鍵？（）A.非中心對稱結(jié)構(gòu)B.密堆積結(jié)構(gòu)C.層狀結(jié)構(gòu)D.立方結(jié)構(gòu)22、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)23、對于一種新型的碳材料，如石墨烯，其具有獨特的電學(xué)和力學(xué)性能。以下哪種應(yīng)用領(lǐng)域最有可能首先受益于石墨烯的這些特性？（）A.航空航天B.電子器件C.生物醫(yī)學(xué)D.能源存儲24、在分析材料的聲學(xué)發(fā)射性能時，發(fā)現(xiàn)以下哪種情況下聲學(xué)發(fā)射信號較強？（）A.材料屈服B.材料斷裂C.材料彈性變形D.材料蠕變25、在研究金屬的塑性變形過程中，發(fā)現(xiàn)位錯運動對變形起到了關(guān)鍵作用。以下哪種因素會對位錯運動產(chǎn)生阻礙？（）A.溶質(zhì)原子B.第二相粒子C.晶界D.以上均會二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述新型碳材料（如富勒烯、碳納米管、石墨烯）的結(jié)構(gòu)和性能特點，分析其應(yīng)用前景和面臨的問題。2、（本題5分）論述生物醫(yī)用材料的性能要求和分類，分析其在醫(yī)療器械和組織工程中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細說明在研究金屬泡沫材料時，孔隙率和孔結(jié)構(gòu)對材料性能的影響，以及制備過程中的控制方法。4、（本題5分）高分子材料的分子量及其分布對材料性能有重要影響。請解釋分子量和分子量分布是如何影響高分子材料的力學(xué)性能、溶解性和加工性能的。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一塊邊長為10cm的正方形金屬板，在500N的拉力作用下，伸長了0.1mm，計算該金屬的彈性模量。2、（本題5分）一塊平行四邊形的銅板，底為8厘米，高為5厘米，厚度為1.5毫米，銅的密度為8.9克/立方厘米，計算質(zhì)量。3、（本題5分）某半導(dǎo)體材料的禁帶寬度為1.8電子伏特，計算其在室溫下的本征電導(dǎo)率。4、（本題5分）一種磁性材料的磁導(dǎo)率為200，在磁場強度為200奧斯特的磁場中，計算磁感應(yīng)強度。5、（本題5分）一個圓柱形的陶瓷電容器，內(nèi)外半徑分別為5mm和10mm，高度為20mm，陶瓷的相對介電常數(shù)為1000，計算其電容值。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討儲氫材料的儲氫原理和性能要求，分析常見儲氫材料如金屬氫化物、碳基材料和配位氫化物的特點和儲氫性能，論