上海音樂學院《計算材料學》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《計算材料學》2023-2024學年第一學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、對于磁性材料，磁疇的大小和分布對材料的磁性有重要影響。以下哪種方法可以觀察磁疇結構？（）A.掃描電子顯微鏡B.透射電子顯微鏡C.磁力顯微鏡D.光學顯微鏡2、在陶瓷材料的制備過程中，燒結是一個關鍵步驟。以下哪種因素會影響陶瓷材料的燒結過程？（）A.燒結溫度B.燒結時間C.粉末粒度D.以上都是3、高分子材料的玻璃化轉變溫度是指材料從玻璃態(tài)轉變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度，那么影響高分子材料玻璃化轉變溫度的主要因素有哪些？（）A.分子結構、分子量、交聯(lián)度B.添加劑、共混比例、結晶度C.測試方法、升溫速率、冷卻方式D.以上都是4、金屬材料的蠕變現(xiàn)象是在高溫和恒定應力作用下發(fā)生的緩慢變形。對于鎳基高溫合金，以下哪種因素會顯著影響其蠕變性能？（）A.合金元素含量B.晶粒尺寸C.加工工藝D.以上因素均會影響5、在高分子材料的分類中，根據(jù)受熱后的行為可分為熱塑性和熱固性高分子。熱塑性高分子材料在加熱時（）A.變軟可塑B.發(fā)生交聯(lián)C.分解破壞D.保持形狀不變6、對于一種泡沫材料，其密度較低但具有一定的強度和隔熱性能。以下哪種發(fā)泡方法最有可能制備出這種材料？（）A.化學發(fā)泡B.物理發(fā)泡C.機械發(fā)泡D.以上方法均可7、材料的微觀結構對其性能有重要影響，那么材料的晶體缺陷主要有哪些類型？（）A.點缺陷、線缺陷、面缺陷B.空位、間隙原子、位錯C.晶界、亞晶界、相界D.以上都是8、對于一種壓電陶瓷材料，要提高其壓電系數(shù)，以下哪種摻雜元素可能有效？（）A.鉛B.鈦C.鑭D.鈮9、對于一種磁性半導體材料，其同時具有磁性和半導體特性。以下哪種材料最有可能屬于磁性半導體？（）A.氧化鋅B.砷化鎵C.硫化亞鐵D.碲化鉻10、高分子材料的性能可以通過添加劑進行調(diào)節(jié)，那么常見的高分子材料添加劑有哪些？（）A.增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑B.潤滑劑、著色劑、抗靜電劑C.填充劑、增強劑、發(fā)泡劑D.以上都是11、在研究材料的熱穩(wěn)定性時，熱重分析（TGA）是一種常用的測試方法。通過TGA曲線，可以得到材料的失重情況。對于一種聚合物材料，在加熱過程中出現(xiàn)兩次明顯的失重階段，可能的原因是什么？（）A.分解產(chǎn)生兩種不同的氣體產(chǎn)物B.存在兩種不同的結晶形態(tài)C.發(fā)生了兩次相變D.以上原因均有可能12、在高分子材料的合成過程中，聚合方法的選擇對材料性能有重要影響。以下關于聚合方法的描述，正確的是（）A.自由基聚合反應速度快，但產(chǎn)物分子量分布寬B.離子聚合只能用于合成小分子化合物C.逐步聚合產(chǎn)物的分子量隨反應時間線性增加D.所有聚合方法都可以得到高純度的高分子材料13、對于一種功能陶瓷材料，需要其具有高介電常數(shù)和低介電損耗。以下哪種陶瓷材料最有可能滿足這些要求？（）A.鈦酸鍶陶瓷B.鈮酸鋰陶瓷C.氧化鋅陶瓷D.鉭酸鋰陶瓷14、金屬材料的焊接是一種重要的連接方法，那么常見的金屬焊接方法有哪些？（）A.電弧焊、氣焊、電阻焊B.激光焊、電子束焊、釬焊C.摩擦焊、擴散焊、爆炸焊D.以上都是15、復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成，其具有優(yōu)異的性能，那么復合材料的主要優(yōu)點有哪些？（）A.強度高、重量輕B.耐腐蝕、耐高溫C.可設計性強D.以上都是16、在研究聚合物的結晶行為時，發(fā)現(xiàn)一種聚合物在特定條件下可以形成完善的晶體結構，而在其他條件下則形成半結晶或無定形結構。以下哪種因素對聚合物的結晶度影響最為顯著？（）A.冷卻速率B.分子量分布C.分子鏈結構D.添加劑的種類和含量17、在研究材料的熱穩(wěn)定性時，發(fā)現(xiàn)一種材料在高溫下結構發(fā)生相變，導致性能下降。以下哪種測試方法可以有效地監(jiān)測這種相變過程？（）A.熱膨脹測量B.熱重分析C.差熱分析D.高溫X射線衍射18、對于一種功能陶瓷材料，要提高其壓電性能，以下哪種措施可能有效？（）A.控制晶粒尺寸B.改變燒結氣氛C.摻雜其他元素D.以上都有可能19、在分析材料的摩擦磨損性能時，發(fā)現(xiàn)表面粗糙度對磨損率有重要影響。一般來說，表面粗糙度越大，磨損率（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低20、材料的力學性能測試是評估材料質(zhì)量和性能的重要手段。在拉伸試驗中，以下關于應力-應變曲線的描述，正確的是（）A.彈性階段材料的應力與應變呈非線性關系B.屈服階段材料會發(fā)生明顯的塑性變形C.強化階段材料的強度逐漸降低D.斷裂階段材料的應力為零21、陶瓷材料的制備工藝對其性能有重要影響，那么陶瓷材料的主要制備工藝有哪些？（）A.粉末冶金法、溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法B.熱壓燒結法、常壓燒結法、反應燒結法C.等離子噴涂法、激光熔覆法、爆炸噴涂法D.以上都是22、對于一種纖維增強復合材料，要提高其在特定方向上的強度，以下哪種方法最為有效？（）A.增加纖維的長度B.提高纖維的體積分數(shù)C.改善纖維與基體的界面結合D.改變纖維的排列方向23、超導材料的臨界電流密度是衡量其承載電流能力的重要參數(shù)。對于高溫超導帶材，以下哪種方法可以提高其臨界電流密度？（）A.增加超導層厚度B.優(yōu)化制備工藝C.提高磁場強度D.降低工作溫度24、在材料的拉伸試驗中，真應力和工程應力的計算方法不同。在材料發(fā)生頸縮后，真應力（）A.小于工程應力B.等于工程應力C.大于工程應力D.與工程應力無關25、一種新型的電致變色材料在電場作用下能夠?qū)崿F(xiàn)顏色的可逆變化。以下哪種材料類別最有可能具有這種性能？（）A.過渡金屬氧化物B.有機聚合物C.無機化合物D.以上均有可能二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述材料的耐磨損涂層的種類和特點，分析其制備工藝和應用領域，以及涂層失效的主要原因。2、（本題5分）詳細闡述材料的耐蝕涂層的選擇和應用，分析不同涂層材料的耐蝕機制和性能特點，以及如何根據(jù)使用環(huán)境選擇合適的耐蝕涂層。3、（本題5分）分析材料的磨損機制（如粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損等），并探討減少材料磨損的方法和途徑。4、（本題5分）論述材料光學非線性現(xiàn)象產(chǎn)生的機制，分析三階非線性光學效應在光通信和激光技術中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某合金的抗拉強度為600兆帕，試樣在拉伸實驗中斷裂時的橫截面積為150平方毫米，計算斷裂時的拉伸力是多少牛頓？2、（本題5分）一塊矩形的鈦合金板，長為40cm，寬為30cm，屈服強度為1000MPa，承受的均布載荷為80kN，計算板的最小厚度。3、（本題5分）某種磁性材料的飽和磁化強度為500emu/cm3，在200Oe的磁場下，計算磁化強度。4、（本題5分）已知一種聚合物的熱膨脹系數(shù)為100×10^-6/℃，從25℃加熱到100℃，原始長度為50毫米，計算膨脹后的長度。5、（本題5分）已知一種金屬材料的疲勞壽命為10^7次，應力幅為200MPa，計算疲勞強度系數(shù)和疲勞強度指數(shù)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面論述材料的非線性光學性能的原理和應用，分析影響非線性光學性能的因素，如材料分子結構、入射光強度等，并探討在光通