沈阳工业大学《高分子材料概论》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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沈阳工业大学
《高分子材料概论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、对于半导体材料，其导电性能介于导体和绝缘体之间。以下哪种半导体材料常用于集成电路制造？（ ）
A. 硅 B. 锗 C. 砷化镓 D. 磷化铟

2、对于高分子材料，其玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的性能指标。已知某种聚合物在较低温度下呈现脆性，随着温度升高逐渐变得柔韧。当温度升高到一定值时，材料的性能发生显著变化，这个转变温度通常被称为玻璃化转变温度。在以下哪种测试方法中最容易准确测定该聚合物的 Tg？（ ）
A. 热重分析（TGA）
B. 差示扫描量热法（DSC）
C. 动态力学分析（DMA）
D. 红外光谱分析（IR）

3、在分析一种用于电子线路板的聚合物基板材料时，需要考虑其介电性能。以下哪种因素对介电常数的影响最大？（ ）
A. 分子极性
B. 结晶度
C. 孔隙率
D. 分子量

4、在研究陶瓷材料的韧性时，发现引入相变增韧机制可以显著提高其韧性。以下哪种陶瓷材料最常采用相变增韧？（ ）
A. 氧化铝陶瓷 B. 氧化锆陶瓷 C. 氮化硅陶瓷 D. 碳化硅陶瓷

5、对于形状记忆合金，在一定条件下可以恢复其原始形状。以下哪种形状记忆合金应用最为广泛？（ ）
A. 钛镍合金 B. 铜基合金 C. 铁基合金 D. 以上都不是

6、在材料的强化机制中，固溶强化是通过在基体中溶入溶质原子来提高材料强度的。对于铝合金，以下哪种溶质原子的固溶强化效果最显著？（ ）
A. 锌
B. 镁
C. 铜
D. 硅

7、在考察一种磁性材料的磁滞回线时，发现其矫顽力较大，剩磁较高。这种磁性材料最有可能应用于以下哪个领域？（ ）
A. 信息存储
B. 电磁屏蔽
C. 电动机
D. 变压器

8、一种高分子材料在溶剂中的溶解性较差。为了改善其溶解性，可以采取以下哪种方法？（ ）
A. 增加分子量 B. 引入极性基团 C. 提高结晶度 D. 减少支链

9、对于一种功能陶瓷材料，要提高其压电性能，以下哪种措施可能有效？（ ）
A. 控制晶粒尺寸 B. 改变烧结气氛 C. 掺杂其他元素 D. 以上都有可能

10、在陶瓷材料的微波烧结技术中，以下关于微波烧结特点和优势的描述，正确的是（ ）
A. 微波烧结可以实现均匀加热，但烧结速度慢
B. 微波烧结适用于所有类型的陶瓷材料
C. 微波烧结能够降低能耗和提高产品质量
D. 微波烧结对设备要求不高

11、金属材料的腐蚀防护方法有很多种，那么常见的腐蚀防护方法有哪些？（ ）
A. 涂层保护、阴极保护、阳极保护
B. 选择耐腐蚀材料、控制环境因素
C. 加入缓蚀剂、进行表面处理
D. 以上都是

12、高分子材料的分子量及其分布对其性能有着重要影响。对于聚苯乙烯（PS）这种高分子材料，分子量分布较宽时，其力学性能会发生怎样的变化？（ ）
A. 强度增加，韧性降低
B. 强度降低，韧性增加
C. 强度和韧性都增加
D. 强度和韧性都降低

13、陶瓷材料的强度测试通常采用三点弯曲或四点弯曲的方法。对于同一种陶瓷材料，在三点弯曲和四点弯曲试验中，得到的强度值是否相同？（ ）
A. 相同
B. 不同
C. 有时相同，有时不同
D. 取决于加载速度

14、在研究材料的热稳定性时，发现一种材料在高温下结构发生相变，导致性能下降。以下哪种测试方法可以有效地监测这种相变过程？（ ）
A. 热膨胀测量 B. 热重分析 C. 差热分析 D. 高温 X 射线衍射

15、在研究金属材料的强度和塑性时，发现一种合金在经过特定的热处理工艺后，其抗拉强度显著提高，但塑性略有下降。以下哪种微观结构的变化最有可能是导致这种现象的原因？（ ）
A. 晶粒细化
B. 析出强化
C. 固溶强化
D. 位错密度增加

16、在分析一种用于汽车轻量化的铝合金材料时，发现其强度不足。以下哪种强化机制的引入可以有效地提高其强度？（ ）
A. 固溶强化
B. 时效强化
C. 细晶强化
D. 以上都是

17、一种金属玻璃材料具有优异的性能。以下哪种特点是金属玻璃通常具有的？（ ）
A. 高强度 B. 高塑性 C. 良好的导电性 D. 高韧性

18、在研究金属材料的疲劳裂纹扩展时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种因素会加快疲劳裂纹的扩展？（ ）
A. 降低应力强度因子幅度
B. 增加材料的韧性
C. 存在腐蚀环境
D. 减小裂纹长度

19、在材料的拉伸试验中，屈服强度是一个重要的力学性能指标。以下哪种材料的屈服强度通常较高？（ ）
A. 纯铝
B. 低碳钢
C. 纯铜
D. 纯钛

20、对于一种用于石油管道的防腐涂层材料，以下哪种性能对其长期防护效果的影响最大？（ ）
A. 附着力
B. 耐化学腐蚀性
C. 抗渗透性
D. 硬度

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述陶瓷基复合材料中纤维增强的作用机制，分析不同类型纤维对复合材料性能的影响，并探讨纤维增强陶瓷基复合材料的发展趋势。

2、（本题5分）详细阐述材料的硬度测试方法，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等，解释每种测试方法的原理和适用范围，分析测试结果的影响因素。

3、（本题5分）阐述金属间化合物的特点和分类。分析金属间化合物的性能优势和应用限制，并举例说明其在高温结构材料和功能材料中的应用。

4、（本题5分）深入探讨陶瓷材料的制备方法，如固相反应法、溶胶-凝胶法等，分析每种方法的优缺点，以及如何根据需求选择合适的制备方法。

5、（本题5分）论述材料的生物降解性能，包括生物降解机制、可降解材料的种类和应用。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一种聚合物的分子量为 40000，聚合度为 800，计算单体的分子量。

2、（本题5分）已知一种半导体材料的禁带宽度为 1.12 eV，计算其在室温（300 K）下的本征载流子浓度。

3、（本题5分）某陶瓷材料的抗压强度为 500 兆帕，试样的横截面积为 3 平方厘米，加载至破坏时的最大压力是多少牛顿？

4、（本题5分）一块金属板在 500℃时的热导率为 30 瓦/（米·开尔文），面积为 0.2 平方米，厚度为 10 毫米，两侧温差为 200 度，计算热传递速率。

5、（本题5分）某陶瓷材料的热膨胀系数为 4×10⁻⁶/℃，从 40℃冷却到 -10℃，原长度为 60cm，计算收缩量。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）探讨材料的光学性能，如透光性、反射率和折射率等，对材料在光学器件和显示技术中的应用及如何进行优化。

2、（本题10分）详细论述形状记忆聚合物的驱动机制和响应速度，以及与形状记忆合金的协同应用和发展趋势。

3、（本题10分）论述材料的热稳定性及其影响因素，包括材料的化学成分、晶体结构、加热速率和环境气氛等方面。

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