信阳农林学院《新型功能材料》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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信阳农林学院
《新型功能材料》2023-2024学年第一学期期末试卷

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题号
一
二
三
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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、对于纳米材料，由于其尺寸效应，表现出与常规材料不同的性能。纳米材料的比表面积通常（ ）
A. 小于常规材料 B. 等于常规材料 C. 大于常规材料 D. 与材料尺寸无关

2、一种新型的储能材料在充放电过程中表现出高容量和长循环寿命。以下哪种储能机制最有可能是其高性能的原因？（ ）
A. 锂离子嵌入脱出 B. 双电层电容 C. 法拉第准电容 D. 以上均有可能

3、在分析一种用于超级电容器的电极材料时，发现其比电容较低。以下哪种改进方法可能有助于提高比电容？（ ）
A. 增加活性物质的负载量
B. 优化电极的孔隙结构
C. 提高电极的导电性
D. 以上都是

4、对于一种压电材料，其能够将机械能转化为电能，反之亦然。以下哪种压电材料在实际应用中最为常见？（ ）
A. 石英 B. 钛酸钡 C. 锆钛酸铅 D. 硫化镉

5、在材料的表面处理技术中，电镀可以提高材料的表面性能。对于钢铁材料的电镀，以下哪种金属镀层的耐腐蚀性最好？（ ）
A. 锌
B. 铜
C. 镍
D. 铬

6、在材料的疲劳试验中，通常采用应力控制或应变控制的加载方式。对于低周疲劳试验，一般采用哪种加载方式？（ ）
A. 应力控制
B. 应变控制
C. 应力和应变同时控制
D. 随机控制

7、对于一种高温合金，需要在高温下保持良好的强度和抗氧化性能。以下哪种合金元素的添加最有助于实现这一目标？（ ）
A. 铬 B. 镍 C. 钨 D. 钼

8、在研究材料的表面改性时，发现一种处理方法能够显著提高材料的表面硬度和耐磨性。以下哪种表面处理方法最有可能实现这一效果？（ ）
A. 离子注入 B. 化学镀 C. 阳极氧化 D. 激光表面处理

9、一种新型的碳材料在能源领域有潜在应用。以下哪种碳材料可能具有较高的比容量？（ ）
A. 石墨烯 B. 碳纤维 C. 活性炭 D. 碳纳米管

10、材料的力学性能测试是评估材料质量和性能的重要手段。在拉伸试验中，以下关于应力-应变曲线的描述，正确的是（ ）
A. 弹性阶段材料的应力与应变呈非线性关系
B. 屈服阶段材料会发生明显的塑性变形
C. 强化阶段材料的强度逐渐降低
D. 断裂阶段材料的应力为零

11、在陶瓷材料的成型工艺中，注射成型具有较高的生产效率和精度。以下关于陶瓷注射成型的特点和应用的描述，正确的是（ ）
A. 注射成型适用于制造大型陶瓷制品
B. 注射成型过程中不会产生废品
C. 注射成型可以制备复杂形状的陶瓷部件
D. 注射成型对陶瓷原料的要求不高

12、在分析材料的热导率时，发现以下哪种晶体结构的材料热导率通常较高？（ ）
A. 面心立方 B. 体心立方 C. 密排六方 D. 简单立方

13、在研究一种用于航空发动机叶片的高温合金时，发现其抗氧化性能有待提高。以下哪种元素的添加可以显著增强其抗氧化能力？（ ）
A. 铝
B. 钛
C. 铬
D. 钼

14、金属材料的焊接是一种重要的连接方法，那么常见的金属焊接方法有哪些？（ ）
A. 电弧焊、气焊、电阻焊
B. 激光焊、电子束焊、钎焊
C. 摩擦焊、扩散焊、爆炸焊
D. 以上都是

15、在研究金属的塑性变形机制时，发现位错运动受到阻碍。以下哪种障碍物对位错运动的阻碍作用最强？（ ）
A. 溶质原子 B. 第二相粒子 C. 晶界 D. 空位

16、在材料的强化机制中，细晶强化是一种有效的方法。以下关于细晶强化原理和效果的描述，正确的是（ ）
A. 细晶强化是通过增加晶体缺陷来提高材料强度
B. 细晶强化会降低材料的塑性和韧性
C. 晶粒越细小，材料的强度越高
D. 细晶强化对材料的硬度没有影响

17、在研究材料的热障涂层时，发现涂层的热导率和热膨胀系数对其性能有重要影响。以下哪种涂层材料的热导率通常较低？（ ）
A. 氧化锆涂层 B. 氧化铝涂层 C. 氮化硅涂层 D. 碳化硅涂层

18、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

19、陶瓷材料的制备工艺对其性能有重要影响，那么陶瓷材料的主要制备工艺有哪些？（ ）
A. 粉末冶金法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法
B. 热压烧结法、常压烧结法、反应烧结法
C. 等离子喷涂法、激光熔覆法、爆炸喷涂法
D. 以上都是

20、在研究金属材料的再结晶行为时，发现以下哪种因素会促进再结晶的进行？（ ）
A. 变形程度增加 B. 变形温度升高 C. 杂质含量增加 D. 冷却速度加快

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）分析高分子材料的熔体流动特性，以及其对高分子材料加工成型的影响。

2、（本题5分）论述热电材料的工作原理和性能评价指标，探讨其在能源回收和制冷方面的应用。

3、（本题5分）分析材料在摩擦磨损过程中的主要磨损机制，如粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等，解释它们的发生条件和特征，并提出减少磨损的方法。

4、（本题5分）阐述金属材料的相变过程，包括奥氏体向马氏体的转变，分析相变对金属性能的影响及控制相变的方法。

5、（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。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一块长方体陶瓷材料，长 20cm，宽 10cm，高 5cm，其孔隙率为 10%，已知材料的真实密度为 2.5g/cm³，计算该陶瓷材料的表观密度。

2、（本题5分）一块铝板，厚度为 5mm，宽度为 100mm，长度为 200mm，铝的密度为 2.7 g/cm³，计算该铝板的质量（忽略加工余量）。

3、（本题5分）一块矩形的高分子材料板，长 80 厘米，宽 60 厘米，厚 15 毫米，该材料的密度为 1.2 克/立方厘米，计算材料板的质量。

4、（本题5分）已知某种聚合物材料的玻璃化转变温度为 80°C，比热容在玻璃态为 1.8 J/(g·K)，在橡胶态为 2.3 J/(g·K)。现有 50 g 该聚合物从 20°C 升温至 120°C，计算所需的热量。

5、（本题5分）某种玻璃的折射率为 1.5，要使一束光从空气中以 60°的入射角入射到该玻璃中，计算折射角的大小。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）详细论述材料的仿生材料的研究进展和应用，分析仿生材料的设计原理和性能优势，并探讨在组织工程和可再生能源中的应用。

2、（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。

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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