贵州黔南经济学院《冶金工程课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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贵州黔南经济学院
《冶金工程课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、一种新型的金属泡沫材料具有轻质高强的特点。以下哪种制备方法常用于生产这种材料？（ ）
A. 粉末冶金 B. 铸造 C. 发泡法 D. 3D 打印

2、在研究材料的热性能时，比热容是一个重要的参数。对于大多数金属材料，其比热容随温度的升高而怎样变化？（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 先增大后减小
D. 基本保持不变

3、在高分子材料的热塑性和热固性分类中，以下关于两者特点和应用的描述，正确的是（ ）
A. 热塑性高分子材料可以反复加热成型
B. 热固性高分子材料的强度低于热塑性材料
C. 热塑性材料通常用于制造耐高温部件
D. 热固性材料的加工工艺简单

4、对于一种纤维增强复合材料，要提高其在特定方向上的强度，以下哪种方法最为有效？（ ）
A. 增加纤维的长度
B. 提高纤维的体积分数
C. 改善纤维与基体的界面结合
D. 改变纤维的排列方向

5、对于一种磁性薄膜材料，其磁畴结构对其磁性能有重要影响。以下哪种方法可以观察到磁畴结构？（ ）
A. 扫描电子显微镜
B. 透射电子显微镜
C. 磁力显微镜
D. 原子力显微镜

6、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

7、陶瓷材料通常具有高强度、高硬度和耐高温的特性。在陶瓷材料的制备过程中，烧结是一个关键步骤。下列关于陶瓷材料烧结过程的描述，正确的是（ ）
A. 烧结过程中，颗粒之间通过物质迁移实现致密化
B. 提高烧结温度总是能提高陶瓷材料的性能
C. 延长烧结时间对陶瓷材料的性能没有影响
D. 烧结过程中不会发生化学反应

8、在陶瓷材料的增韧方法中，引入纤维增强相可以有效提高韧性。以下哪种纤维常用于陶瓷增韧？（ ）
A. 碳纤维 B. 玻璃纤维 C. 碳化硅纤维 D. 以上都是

9、对于一种生物医用材料，要确保其在人体内的安全性和相容性，应重点考虑以下哪个方面？（ ）
A. 化学稳定性 B. 力学性能 C. 表面性能 D. 以上都要考虑

10、对于功能梯度材料，其性能沿某一方向逐渐变化。以下哪种性能可以通过功能梯度材料来实现渐变？（ ）
A. 硬度
B. 密度
C. 热导率
D. 以上都是

11、对于一种用于电动汽车电池的隔膜材料，要提高其离子透过性和安全性，以下哪种材料特性的优化最为关键？（ ）
A. 孔隙率和孔径分布
B. 化学稳定性
C. 热关闭性能
D. 以上都是

12、在分析材料的腐蚀防护方法时，发现一种金属采用阳极保护可以有效地减缓腐蚀。阳极保护的原理是（ ）
A. 使金属处于钝化状态
B. 形成保护性氧化膜
C. 降低金属的电位
D. 增加金属的耐蚀性

13、在分析材料的电性能时，发现以下哪种材料的电阻率随温度变化最显著？（ ）
A. 金属 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体

14、在研究材料的扩散行为时，发现扩散系数与温度密切相关。以下哪种关系能够较好地描述扩散系数与温度的关系？（ ）
A. 线性关系 B. 指数关系 C. 幂函数关系 D. 对数关系

15、在金属材料的腐蚀类型中，点蚀是一种局部腐蚀现象。以下哪种环境因素对点蚀的发生影响较大？（ ）
A. 氧气浓度
B. 酸碱度
C. 氯离子浓度
D. 温度

16、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）

17、金属材料的蠕变现象是在高温和恒定应力作用下发生的缓慢变形。对于镍基高温合金，以下哪种因素会显著影响其蠕变性能？（ ）
A. 合金元素含量
B. 晶粒尺寸
C. 加工工艺
D. 以上因素均会影响

18、在高分子材料的老化测试中，以下关于老化测试方法和评估指标的描述，正确的是（ ）
A. 热老化测试可以模拟长期使用过程中的性能变化
B. 老化测试只需要考虑材料的力学性能变化
C. 颜色变化不能作为老化评估的指标
D. 老化测试时间越长，结果越准确

19、材料的声学性能包括吸音、隔音等，那么影响材料声学性能的主要因素有哪些？（ ）
A. 材料的密度、孔隙率、弹性模量
B. 材料的厚度、形状、表面状态
C. 声波的频率、波长、入射角度
D. 以上都是

20、在材料的腐蚀类型中，缝隙腐蚀是一种局部腐蚀形式。对于不锈钢在海水环境中的应用，以下哪种情况容易发生缝隙腐蚀？（ ）
A. 表面光滑无缝隙
B. 存在微小的缝隙和狭窄的空间
C. 大面积接触海水
D. 处于流动的海水中

21、对于一种用于燃料电池的质子交换膜材料，以下哪种性能指标对其性能的影响最为关键？（ ）
A. 质子传导率
B. 化学稳定性
C. 机械强度
D. 气体渗透性

22、对于一种用于防弹衣的纤维增强复合材料，要提高其防弹性能，以下哪种措施最为重要？（ ）
A. 增加纤维的强度
B. 提高纤维的含量
C. 优化纤维的排列方式
D. 改善基体的性能

23、材料的热性能对于其在不同环境下的应用至关重要。热膨胀系数是描述材料热膨胀特性的重要参数。以下关于热膨胀系数的说法，正确的是（ ）
A. 所有材料的热膨胀系数都随温度升高而增大
B. 热膨胀系数越大，材料在温度变化时的尺寸稳定性越好
C. 金属材料的热膨胀系数通常大于陶瓷材料
D. 热膨胀系数与材料的晶体结构无关

24、在研究一种用于智能穿戴设备的柔性电子材料时，需要考虑其拉伸性能和电学性能。以下哪种材料体系最有可能满足要求？（ ）
A. 导电聚合物
B. 金属纳米线
C. 石墨烯
D. 以上都是

25、材料的摩擦磨损性能在机械工程中具有重要意义。以下关于摩擦磨损机制和影响因素的描述，正确的是（ ）
A. 粘着磨损是由于材料表面的分子间作用力引起
B. 材料的硬度越高，越容易发生磨损
C. 润滑可以完全消除材料的磨损
D. 摩擦系数与接触面积无关

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）详细解释光电材料的工作原理，说明其性能评价指标和应用领域。

2、（本题5分）在研究材料的摩擦学性能时，摩擦系数和磨损率是重要的参数。解释摩擦系数和磨损率的概念，分析影响它们的因素，并举例说明在不同工况下如何选择合适的减摩和耐磨材料。

3、（本题5分）详细说明陶瓷基复合材料的性能特点和应用领域，分析其与传统陶瓷材料的区别，以及在制备和使用中面临的问题。

4、（本题5分）解释材料的超导转变温度的调控方法，分析影响超导转变温度的因素。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一块菱形的钢板，对角线长分别为 10cm 和 14cm，厚度为 1.2mm，钢的密度为 7.85 g/cm³，计算其质量。

2、（本题5分）一块平行四边形的铜板，底为 8 厘米，高为 5 厘米，厚度为 1.5 毫米，铜的密度为 8.9 克/立方厘米，计算质量。

3、（本题5分）一块正方形的石英玻璃片，边长为 8 cm，厚度为 2 mm，石英玻璃的弹性模量为 73 GPa，在玻璃片的中心施加一个 50 N 的力，计算玻璃片的挠度。

4、（本题5分）有一金属材料在不同应变率下进行拉伸试验，得到应力-应变曲线如下图所示，计算在应变率为 10⁻³ s⁻¹时的屈服强度。

5、（本题5分）已知一种磁性材料的磁化强度为 5×10^5 安培/米，体积为 0.01 立方米，计算磁矩。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）全面论述材料的高温性能和高温下的材料行为，包括高温强度、高温蠕变和高温氧化等，分析材料的成分、组织结构和服役环境对高温性能的影响，探讨高温材料的研发和在航空发动机、燃气轮机等领域的应用。

2、（本题10分）论述加工工艺及其对材料性能的影响，包括挤出成型、注塑成型、吹塑成型和压延成型等方法。

3、（本题10分）全面论述材料的光电功能材料的分类和性能特点，分析其光吸收、发射和传输机制，以及在光电器件中的应用和发展趋势。

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