武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院《能源材料科學(xué)與技術(shù)》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頁武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《能源材料科學(xué)與技術(shù)》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(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、材料的磁性能包括磁化強(qiáng)度、矯頑力等參數(shù)。對于軟磁材料和硬磁材料，以下關(guān)于其磁性能的描述，正確的是？（）A.軟磁材料矯頑力高，磁化強(qiáng)度低B.軟磁材料矯頑力低，磁化強(qiáng)度高C.硬磁材料矯頑力低，磁化強(qiáng)度高D.硬磁材料矯頑力高，磁化強(qiáng)度低2、在材料的無損檢測方法中，超聲波檢測可以檢測材料內(nèi)部的缺陷。以下哪種缺陷容易被超聲波檢測發(fā)現(xiàn)？（）A.表面裂紋B.內(nèi)部氣孔C.夾雜物D.以上都是3、對于一種用于儲能飛輪的復(fù)合材料，要提高其能量存儲密度，以下哪種設(shè)計(jì)策略最為關(guān)鍵？（）A.提高轉(zhuǎn)速B.增加飛輪質(zhì)量C.優(yōu)化材料的強(qiáng)度和密度D.改進(jìn)制造工藝4、陶瓷材料的燒結(jié)過程是其制備的關(guān)鍵步驟。在燒結(jié)過程中，影響陶瓷致密化的主要因素有哪些？（）A.燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、顆粒尺寸B.壓力、氣氛、添加劑C.模具形狀、成型方法、脫模劑D.原料純度、攪拌速度、干燥時(shí)間5、一種高分子材料在加工過程中出現(xiàn)了熔體破裂現(xiàn)象。以下哪種因素最有可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象的發(fā)生？（）A.加工溫度過高B.剪切速率過大C.分子量分布過寬D.添加劑含量過高6、在研究材料的抗輻射性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料在輻射環(huán)境下性能穩(wěn)定。以下哪種材料結(jié)構(gòu)特征最有助于提高其抗輻射能力？（）A.致密的晶體結(jié)構(gòu)B.非晶態(tài)結(jié)構(gòu)C.納米結(jié)構(gòu)D.多孔結(jié)構(gòu)7、對于功能材料，壓電材料在傳感器領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。以下哪種材料屬于壓電材料？（）A.石英B.石墨C.金剛石D.玻璃8、陶瓷材料的斷裂韌性通常較低，那么提高陶瓷材料斷裂韌性的方法有哪些？（）A.纖維增韌、晶須增韌、相變增韌B.表面處理、化學(xué)強(qiáng)化、熱處理C.控制晶粒尺寸、優(yōu)化燒結(jié)工藝D.以上都是9、在研究材料的摩擦學(xué)性能時(shí)，以下哪種摩擦類型主要取決于材料的表面粗糙度？（）A.干摩擦B.邊界摩擦C.流體摩擦D.混合摩擦10、在材料的腐蝕防護(hù)中，涂層防護(hù)是一種常用的方法。對于有機(jī)涂層，其防護(hù)作用主要取決于什么？（）A.涂層的厚度B.涂層的硬度C.涂層與基體的結(jié)合力D.涂層的顏色11、在分析一種用于摩擦制動的材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在高溫下摩擦系數(shù)不穩(wěn)定。以下哪種因素最有可能是造成這種現(xiàn)象的原因？（）A.材料的熱衰退B.磨損顆粒的堆積C.接觸面的氧化D.以上都是12、在金屬的塑性變形過程中，會產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷。隨著變形程度的增加，位錯(cuò)密度也會增加。下列關(guān)于位錯(cuò)對金屬性能影響的描述，錯(cuò)誤的是（）A.位錯(cuò)密度增加會提高金屬的強(qiáng)度B.位錯(cuò)運(yùn)動是金屬塑性變形的主要機(jī)制C.位錯(cuò)會降低金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性D.位錯(cuò)密度越高，金屬的韌性越好13、在陶瓷材料的成型工藝中，注射成型具有較高的生產(chǎn)效率和精度。以下關(guān)于陶瓷注射成型的特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.注射成型適用于制造大型陶瓷制品B.注射成型過程中不會產(chǎn)生廢品C.注射成型可以制備復(fù)雜形狀的陶瓷部件D.注射成型對陶瓷原料的要求不高14、在金屬材料的疲勞裂紋擴(kuò)展過程中，以下關(guān)于裂紋擴(kuò)展速率和影響因素的描述，正確的是（）A.裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子成正比B.材料的韌性越好，裂紋擴(kuò)展速率越快C.環(huán)境濕度對裂紋擴(kuò)展速率沒有影響D.裂紋擴(kuò)展速率與加載頻率無關(guān)15、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(cuò)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)減小二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述材料的導(dǎo)熱性能，解釋導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義和影響因素，分析提高材料導(dǎo)熱性能的方法以及在熱管理中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述陶瓷材料的燒結(jié)過程，包括各個(gè)階段的特點(diǎn)和影響燒結(jié)的主要因素，以及如何控制這些因素來獲得理想的陶瓷性能。3、（本題5分）在研究金屬材料的塑性變形機(jī)制時(shí)，位錯(cuò)滑移和孿生兩種方式有何區(qū)別？它們對材料的力學(xué)性能會產(chǎn)生怎樣的影響？4、（本題5分）論述材料的抗氧化性能的評價(jià)方法，分析影響材料抗氧化能力的主要因素，并提出提高材料抗氧化性能的措施。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討材料的光學(xué)薄膜技術(shù)，包括薄膜的制備方法、光學(xué)性能調(diào)控和多層膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，分析薄膜材料的選擇和沉積工藝對光學(xué)薄膜性能的影響，論述光學(xué)薄膜在激光技術(shù)、光學(xué)通信和顯示器件中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）深入探討材料的疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律，包括Paris公式的應(yīng)用和疲勞門檻值的意義，分析材料的微觀結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)和環(huán)境因素對疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響，論述疲勞裂紋擴(kuò)展研究在結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測和可靠性設(shè)計(jì)中的重要性。3、（本題5分）論述材料的熱穩(wěn)定性及其影響因素，包括材料的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、加熱速率和環(huán)境氣氛等方面。4、（本題5分）詳細(xì)論述復(fù)合材料中增強(qiáng)體與基體之間的界面結(jié)合機(jī)制，包括物理結(jié)合和化學(xué)結(jié)合，分析界面結(jié)合強(qiáng)度對復(fù)合材料性能的影響及優(yōu)化界面的策略。5、（本題5分）詳細(xì)論述新型儲能材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能調(diào)控策略，以及在新能源汽車和智能電網(wǎng)中的應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一塊正方形的硅片，邊長為10cm，厚度為0.5mm，硅的密度為2.33g/cm3，計(jì)算硅片的質(zhì)量。若要在硅片上制作集成電路，線條最小寬度為0.1μm，計(jì)算可容納的線條數(shù)量。2、（本題10分）有一陶瓷電容器，電容值為100pF，介電常數(shù)為1000，兩極板間距為0.1mm，計(jì)算電容器極板的面積。3、（本題10分）一塊正方形的碳纖維復(fù)合材料板，邊長為30cm