电子科技大学中山学院《聚合物纳米复合材料》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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《聚合物纳米复合材料》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、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

2、研究一种磁性材料，其磁性能在不同温度下有明显变化。当温度升高到居里温度时，磁性材料会发生以下哪种转变？（ ）
A. 从铁磁性转变为顺磁性
B. 从顺磁性转变为抗磁性
C. 从铁磁性转变为反铁磁性
D. 磁性消失

3、在研究材料的热膨胀性能时，发现一种材料在加热过程中线性膨胀系数较大。以下哪种晶体结构的材料通常具有较大的热膨胀系数？（ ）
A. 密排六方结构 B. 体心立方结构 C. 面心立方结构 D. 简单立方结构

4、在研究一种用于光学存储的相变材料时，发现其相变速度较慢。以下哪种方法可以加快相变速度？（ ）
A. 减小材料颗粒尺寸
B. 引入掺杂元素
C. 优化薄膜制备工艺
D. 以上都是

5、材料的电磁性能包括导电性、磁性等，那么影响材料电磁性能的主要因素有哪些？（ ）
A. 材料的化学成分、晶体结构
B. 温度、磁场强度、电场强度
C. 材料的制备工艺、微观结构
D. 以上都是

6、一种新型的复合材料在航空航天领域有潜在应用。为了满足轻量化要求，应重点关注以下哪种性能指标？（ ）
A. 强度 - 重量比
B. 硬度 - 重量比
C. 弹性模量 - 重量比
D. 韧性 - 重量比

7、研究一种半导体材料的电学性能时，发现其电导率随温度升高而迅速增加。这种材料最可能是（ ）
A. 本征半导体 B. N 型半导体 C. P 型半导体 D. 绝缘体

8、在材料的无损检测技术中，超声波检测具有广泛的应用。以下关于超声波检测原理和适用范围的描述，正确的是（ ）
A. 超声波检测可以检测材料内部的微小缺陷
B. 超声波在材料中的传播速度与材料的密度无关
C. 超声波检测只能用于金属材料
D. 超声波检测对操作人员的技术要求不高

9、在材料的腐蚀过程中，电化学腐蚀是一种常见的形式。以下关于电化学腐蚀的条件和特点的描述，正确的是（ ）
A. 电化学腐蚀只有在电解质溶液存在时才会发生
B. 金属在干燥空气中不会发生电化学腐蚀
C. 电化学腐蚀的速度与金属的电极电位无关
D. 电化学腐蚀是一种均匀的腐蚀过程

10、在材料的磁致伸缩性能研究中，以下关于磁致伸缩现象和应用的描述，正确的是（ ）
A. 磁致伸缩是指材料在磁场作用下发生长度变化
B. 磁致伸缩效应只存在于磁性金属材料中
C. 磁致伸缩材料可用于制造扬声器
D. 磁致伸缩性能与磁场强度无关

11、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

12、对于一种功能陶瓷材料，需要其具有高介电常数和低介电损耗。以下哪种陶瓷材料最有可能满足这些要求？（ ）
A. 钛酸锶陶瓷 B. 铌酸锂陶瓷 C. 氧化锌陶瓷 D. 钽酸锂陶瓷

13、一种高分子共混材料的性能不理想。为了改善其性能，可以通过以下哪种方法？（ ）
A. 调整共混比例 B. 加入相容剂 C. 改变加工工艺 D. 以上都可以

14、在研究陶瓷材料的电击穿性能时，发现击穿场强与陶瓷的气孔率有关。气孔率越高，击穿场强通常会（ ）
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 先降低后升高

15、高分子材料的阻燃性能可以通过添加阻燃剂来提高，那么常见的阻燃剂有哪些类型？（ ）
A. 卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂
B. 无机阻燃剂、有机阻燃剂、膨胀型阻燃剂
C. 反应型阻燃剂、添加型阻燃剂、复合型阻燃剂
D. 以上都是

16、在考察一种用于储氢的金属材料时，发现其储氢容量较低。以下哪种方法可以有效地提高储氢容量？（ ）
A. 形成合金
B. 纳米化处理
C. 引入催化活性位点
D. 以上都是

17、对于陶瓷基复合材料，增强相的种类和含量对性能有重要影响。以下哪种增强相能够显著提高陶瓷基复合材料的韧性？（ ）
A. 碳纤维
B. 碳化硅纤维
C. 氧化铝纤维
D. 玻璃纤维

18、对于磁性材料，磁畴的大小和分布对材料的磁性有重要影响。以下哪种方法可以观察磁畴结构？（ ）
A. 扫描电子显微镜 B. 透射电子显微镜 C. 磁力显微镜 D. 光学显微镜

19、在分析一种用于摩擦制动的材料时，发现其在高温下摩擦系数不稳定。以下哪种因素最有可能是造成这种现象的原因？（ ）
A. 材料的热衰退
B. 磨损颗粒的堆积
C. 接触面的氧化
D. 以上都是

20、在分析材料的电磁屏蔽性能时，发现以下哪种材料的屏蔽效果通常较好？（ ）
A. 导电性好的金属 B. 磁性材料 C. 高分子聚合物 D. 陶瓷材料

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）详细阐述光学材料的光学性能指标（如折射率、透光率）及其影响因素，以及如何优化光学材料的性能。

2、（本题5分）阐述金属材料的强化机制，并举例说明每种机制在实际工程中的应用，分析其优缺点。

3、（本题5分）论述材料的晶界对其性能的影响，包括力学性能、电学性能和热学性能等方面，并举例说明。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）某磁性材料的磁滞回线中，饱和磁感应强度为 1.0 特斯拉，矫顽力为 80 安/米，计算矩形比。

2、（本题5分）某种金属材料的硬度为 300 HV，压头为四棱锥，试验力为 500 N，计算压痕对角线的长度。

3、（本题5分）一种纤维增强复合材料，纤维的弹性模量为 200 吉帕，体积分数为 30%，基体的弹性模量为 10 吉帕，计算该复合材料的纵向弹性模量。

4、（本题5分）某种高分子材料的蠕变行为符合 Kelvin 模型，其中弹簧的弹性模量为 5 GPa，阻尼器的粘度为 2×10⁸ Pa·s，施加一个 100 MPa 的恒定应力，计算 100 s 后的应变。

5、（本题5分）有一种聚合物的粘弹性可以用 Maxwell 模型描述，其中弹簧的弹性模量为 10 GPa，阻尼器的粘度为 5×10⁹ Pa·s，在施加一个 100 MPa 的阶跃应力时，计算初始应变和 10 s 后的应变。

四、论述题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）深入论述材料的耐磨涂层的材料选择和制备工艺，分析涂层的性能特点和失效机制，以及在机械部件中的应用。

2、（本题10分）详细论述材料的离子注入改性的原理和应用，分析离子注入对材料表面性能和组织结构的影响，并探讨在材料表面强化中的应用。

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