南京大學(xué)金陵學(xué)院《材料科學(xué)基礎(chǔ)（上）》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頁南京大學(xué)金陵學(xué)院《材料科學(xué)基礎(chǔ)（上）》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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(tuán)化B.構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)C.負(fù)載金屬離子D.以上都是2、在研究超導(dǎo)材料時，發(fā)現(xiàn)其在低溫下電阻突然降為零。以下哪種理論可以較好地解釋超導(dǎo)現(xiàn)象？（）A.能帶理論B.自由電子氣模型C.庫珀對理論D.價鍵理論3、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4、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5、對于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是一個重要的性能指標(biāo)。當(dāng)一種聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高時，通常意味著其（）A.耐熱性提高B.柔韌性增強(qiáng)C.加工性能變好D.結(jié)晶度降低6、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7、在研究金屬材料的強(qiáng)度和塑性時，發(fā)現(xiàn)一種合金在經(jīng)過特定的熱處理工藝后，其抗拉強(qiáng)度顯著提高，但塑性略有下降。以下哪種微觀結(jié)構(gòu)的變化最有可能是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因？（）A.晶粒細(xì)化B.析出強(qiáng)化C.固溶強(qiáng)化D.位錯密度增加8、在研究金屬材料的再結(jié)晶過程時，發(fā)現(xiàn)再結(jié)晶溫度與變形程度有關(guān)。變形程度越大，再結(jié)晶溫度通常會（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低9、在考察材料的生物相容性時，發(fā)現(xiàn)一種材料在植入生物體后沒有引起明顯的免疫反應(yīng)。以下哪種材料特性是其具有良好生物相容性的主要原因？（）A.表面化學(xué)性質(zhì)B.力學(xué)性能C.熱性能D.電性能10、在電子材料領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能對器件性能起著關(guān)鍵作用。以下哪種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度較大？（）A.硅B.鍺C.砷化鎵D.磷化銦11、研究一種用于電子封裝的高分子材料，需要其具有低的熱膨脹系數(shù)和高的導(dǎo)熱性能。以下哪種高分子材料的改性方法最有可能同時滿足這兩個要求？（）A.填充金屬顆粒B.引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)C.共混其他高分子D.增加分子量12、在分析材料的熱膨脹性能時，發(fā)現(xiàn)某合金的熱膨脹系數(shù)很小。以下哪種合金元素的添加可能是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因？（）A.鋁B.銅C.鎢D.鋅13、在研究材料的導(dǎo)熱性能時，熱導(dǎo)率是一個重要的參數(shù)。對于金屬材料，其熱導(dǎo)率隨溫度的升高通常會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.先升高后降低D.先降低后升高14、在材料的失效分析中，斷裂是一種常見的失效形式。對于脆性斷裂和韌性斷裂，以下關(guān)于其斷口特征的描述，正確的是？（）A.脆性斷裂斷口平齊，韌性斷裂斷口粗糙B.脆性斷裂斷口粗糙，韌性斷裂斷口平齊C.脆性斷裂和韌性斷裂斷口都平齊D.脆性斷裂和韌性斷裂斷口都粗糙15、在材料的強(qiáng)化機(jī)制中，細(xì)晶強(qiáng)化是一種有效的方法。以下關(guān)于細(xì)晶強(qiáng)化原理和效果的描述，正確的是（）A.細(xì)晶強(qiáng)化是通過增加晶體缺陷來提高材料強(qiáng)度B.細(xì)晶強(qiáng)化會降低材料的塑性和韌性C.晶粒越細(xì)小，材料的強(qiáng)度越高D.細(xì)晶強(qiáng)化對材料的硬度沒有影響二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是智能材料，論述智能材料的種類和性能特點，分析其響應(yīng)機(jī)制和應(yīng)用領(lǐng)域，如形狀記憶合金和壓電材料。2、（本題5分）詳細(xì)說明形狀記憶合金的原理和性能特點。分析形狀記憶合金的應(yīng)用領(lǐng)域（如醫(yī)療器械、航空航天和智能結(jié)構(gòu)）和發(fā)展趨勢，并探討其性能優(yōu)化的途徑。3、（本題5分）論述材料熱穩(wěn)定性的評價方法和影響因素，分析如何通過材料組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高材料的熱穩(wěn)定性。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結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能特點，分析制備過程中的梯度控制和性能優(yōu)化，論述梯度功能材料在熱防護(hù)、生物醫(yī)學(xué)和電子領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展前景。2、（本題5分）深入探討材料的軟物質(zhì)材料的特點和應(yīng)用，分析液晶、膠體和聚合物凝膠等軟物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能，以及在顯示、藥物傳遞等方面的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述磁性半導(dǎo)體材料在自旋電子學(xué)器件中的應(yīng)用原理和關(guān)鍵技術(shù)，以及磁性半導(dǎo)體材料的研究現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)。4、（本題5分）論述金屬材料在不同溫度和加載速率下的力學(xué)性能變化規(guī)律，包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等，并分析其微觀機(jī)制。5、（本題5分）論述材料的微納制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，分析光刻、刻蝕等工藝在微納器件制造中的關(guān)鍵技術(shù)和挑戰(zhàn)，并探討在集成電路和微機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一塊平行四邊形的金屬片，底邊長為12厘米，高為8厘米，厚度為1毫米，金屬的密度為8.8克/立方厘米，計算這塊金屬片的質(zhì)量是多少克？2、（本題10分）某種聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80℃，在20℃時的儲能模