中南民族大學(xué)《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中南民族大學(xué)《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》

2023-2024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、在研究材料的熱性能時，比熱容是一個重要的參數(shù)。對于大多數(shù)金屬材料，其比熱容隨溫度的升高而怎樣變化？（）A.增大B.減小C.先增大后減小D.基本保持不變2、材料的彈性模量反映了材料抵抗彈性變形的能力。對于同一種材料，在不同的加載方式下，彈性模量是否會發(fā)生變化？（）A.會變化B.不會變化C.有時會變化，有時不會變化D.取決于加載速度3、對于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個重要的性能指標。當環(huán)境溫度從低于Tg升高到高于Tg時，高分子材料的力學(xué)性能通常會發(fā)生顯著變化。以下哪種描述最能準確反映這種變化？（）A.從脆性轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性B.從彈性轉(zhuǎn)變?yōu)檎承訡.從高硬度轉(zhuǎn)變?yōu)榈陀捕菵.從高強度轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛷姸?、材料的熱膨脹系數(shù)是指材料在溫度變化時尺寸的變化率，那么影響材料熱膨脹系數(shù)的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)B.溫度范圍、加熱速率C.材料的制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)D.以上都是5、對于半導(dǎo)體材料，其導(dǎo)電性能主要取決于載流子的濃度和遷移率。已知一種新型半導(dǎo)體材料在低溫下導(dǎo)電性能較差，但隨著溫度升高導(dǎo)電性能迅速提高。以下哪種因素最可能是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因？（）A.施主雜質(zhì)濃度增加B.受主雜質(zhì)濃度增加C.本征激發(fā)增強D.晶格散射減弱6、在研究材料的光學(xué)透明性時，以下關(guān)于影響材料透明性的因素的描述，錯誤的是（）A.材料中的雜質(zhì)和缺陷會降低透明性B.材料的結(jié)晶度越高，透明性越好C.光的波長對材料透明性有影響D.材料的表面粗糙度會影響透明性7、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8、材料的力學(xué)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(guān)于應(yīng)力-應(yīng)變曲線的描述，正確的是（）A.彈性階段材料的應(yīng)力與應(yīng)變呈非線性關(guān)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(yīng)力為零9、對于形狀記憶合金，在一定條件下可以恢復(fù)其原始形狀。以下哪種形狀記憶合金應(yīng)用最為廣泛？（）A.鈦鎳合金B(yǎng).銅基合金C.鐵基合金D.以上都不是10、一種新型的納米材料在實驗中表現(xiàn)出了獨特的性能。以下哪種測試方法最適合用于表征其納米尺度的結(jié)構(gòu)和形貌？（）A.掃描電子顯微鏡（SEM）B.透射電子顯微鏡（TEM）C.原子力顯微鏡（AFM）D.X射線衍射（XRD）11、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12、研究一種磁性材料，其磁性能在不同溫度下有明顯變化。當溫度升高到居里溫度時，磁性材料會發(fā)生以下哪種轉(zhuǎn)變？（）A.從鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判訠.從順磁性轉(zhuǎn)變?yōu)榭勾判訡.從鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁性D.磁性消失13、一種陶瓷基復(fù)合材料在制備過程中需要控制界面反應(yīng)。以下哪種方法可以有效抑制界面反應(yīng)？（）A.涂層處理B.選擇合適的增強相C.優(yōu)化制備工藝參數(shù)D.以上都可以14、在考察一種用于光學(xué)纖維的玻璃材料時，發(fā)現(xiàn)其在傳輸光信號時存在較大的損耗。以下哪種因素最有可能是導(dǎo)致光損耗的主要原因？（）A.雜質(zhì)吸收B.瑞利散射C.非線性效應(yīng)D.以上都是15、在材料的拉伸試驗中，真應(yīng)力和工程應(yīng)力的計算方法不同。在材料發(fā)生頸縮后，真應(yīng)力（）A.小于工程應(yīng)力B.等于工程應(yīng)力C.大于工程應(yīng)力D.與工程應(yīng)力無關(guān)16、在研究材料的耐磨損性能時，以下哪種磨損機制通常在高載荷和高速度下發(fā)生？（）A.粘著磨損B.磨粒磨損C.疲勞磨損D.腐蝕磨損17、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18、在研究材料的疲勞裂紋擴展行為時，發(fā)現(xiàn)裂紋擴展速率與應(yīng)力強度因子之間存在一定的關(guān)系。以下哪種關(guān)系能夠較好地描述這種行為？（）A.線性關(guān)系B.拋物線關(guān)系C.指數(shù)關(guān)系D.冪函數(shù)關(guān)系19、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20、在研究材料的疲勞壽命預(yù)測時，常用的方法有基于應(yīng)力的方法和基于應(yīng)變的方法。對于高周疲勞，哪種方法更適用？（）A.基于應(yīng)力的方法B.基于應(yīng)變的方法C.兩種方法都適用D.兩種方法都不適用二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述高分子材料的粘彈性表現(xiàn)，解釋蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象，分析影響其粘彈性的因素，并舉例說明在實際中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細闡述材料的儲氫性能，解釋儲氫的原理和方法，分析影響儲氫材料性能的因素，以及在氫能存儲和利用中的挑戰(zhàn)。3、（本題5分）解釋氣凝膠材料的結(jié)構(gòu)和性能特點，以及其在保溫、吸附等領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某半導(dǎo)體的施主雜質(zhì)濃度為10^18個/立方厘米，本征載流子濃度為10^10個/立方厘米，計算多數(shù)載流子濃度。2、（本題5分）有一塊鑄鐵件，其抗拉強度為300MPa，承受的拉伸載荷為150kN，計算該鑄鐵件所需的最小橫截面積。3、（本題5分）一塊長方形的硅片，長為25cm，寬為15cm，厚度為0.3mm，硅的密度為2.33g/cm3，計算硅片的質(zhì)量。若要在硅片上制作晶體管，每個晶體管占用面積為0.01mm2，計算可制作的晶體管數(shù)量。4、（本題5分）一種陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)為20瓦/（米·開爾文），厚度為10毫米，兩側(cè)溫差為200℃，面積為0.01平方米，計算通過該陶瓷的熱流量。5、（本題5分）一塊復(fù)合材料板，纖維方向的強度為500MPa，垂直纖維方向的強度為200MPa，計