學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁長沙理工大學(xué)《材料設(shè)計基礎(chǔ)》2024-2025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個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于玻璃材料，其結(jié)構(gòu)特點決定了其性能。以下關(guān)于玻璃材料結(jié)構(gòu)的描述，哪一項是正確的？（）A.長程有序，短程無序B.長程無序，短程有序C.長程和短程均有序D.長程和短程均無序2、在研究金屬材料的再結(jié)晶行為時，發(fā)現(xiàn)以下哪種因素會促進再結(jié)晶的進行？（）A.變形程度增加B.變形溫度升高C.雜質(zhì)含量增加D.冷卻速度加快3、在研究聚合物的結(jié)晶行為時，發(fā)現(xiàn)一種聚合物在特定條件下可以形成完善的晶體結(jié)構(gòu)，而在其他條件下則形成半結(jié)晶或無定形結(jié)構(gòu)。以下哪種因素對聚合物的結(jié)晶度影響最為顯著？（）A.冷卻速率B.分子量分布C.分子鏈結(jié)構(gòu)D.添加劑的種類和含量4、對于一種納米晶材料，其強度遠高于傳統(tǒng)粗晶材料。以下哪種強化機制在納米晶材料中起到了主要作用？（）A.細晶強化B.固溶強化C.彌散強化D.加工硬化5、在研究材料的導(dǎo)熱性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料的熱導(dǎo)率較高。以下哪種因素對材料的熱導(dǎo)率貢獻最大？（）A.自由電子的運動B.晶格振動C.聲子散射D.雜質(zhì)和缺陷6、在金屬材料的疲勞裂紋擴展過程中，以下關(guān)于裂紋擴展速率和影響因素的描述，正確的是（）A.裂紋擴展速率與應(yīng)力強度因子成正比B.材料的韌性越好，裂紋擴展速率越快C.環(huán)境濕度對裂紋擴展速率沒有影響D.裂紋擴展速率與加載頻率無關(guān)7、在研究材料的抗輻射性能時，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)8、研究一種磁性材料，其磁性能在不同溫度下有明顯變化。當溫度升高到居里溫度時，磁性材料會發(fā)生以下哪種轉(zhuǎn)變？（）A.從鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判訠.從順磁性轉(zhuǎn)變?yōu)榭勾判訡.從鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁性D.磁性消失9、在分析材料的熱膨脹性能時，發(fā)現(xiàn)某合金的熱膨脹系數(shù)很小。以下哪種合金元素的添加可能是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因？（）A.鋁B.銅C.鎢D.鋅10、一種新型磁性材料在室溫下表現(xiàn)出很強的磁性，但其居里溫度相對較低。當溫度超過居里溫度時，磁性急劇下降。以下哪種方法可以有效提高該材料的居里溫度？（）A.摻雜其他元素B.改變制備工藝C.增加材料的厚度D.施加外加磁場11、在分析材料的摩擦磨損性能時，發(fā)現(xiàn)表面粗糙度對磨損率有重要影響。一般來說，表面粗糙度越大，磨損率（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低12、對于一種光學(xué)玻璃材料，要降低其折射率，以下哪種成分的調(diào)整可能有效？（）A.增加堿金屬氧化物含量B.增加二氧化硅含量C.增加重金屬氧化物含量D.增加氟化物含量13、在分析一種用于制造刀具的硬質(zhì)合金時，發(fā)現(xiàn)其硬度和韌性難以同時兼顧。以下哪種改進措施可能有助于解決這一問題？（）A.調(diào)整粘結(jié)相的含量B.細化晶粒C.優(yōu)化燒結(jié)工藝D.以上都是14、對于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個重要的性能指標。已知某種聚合物在較低溫度下呈現(xiàn)脆性，隨著溫度升高逐漸變得柔韌。當溫度升高到一定值時，材料的性能發(fā)生顯著變化，這個轉(zhuǎn)變溫度通常被稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在以下哪種測試方法中最容易準確測定該聚合物的Tg？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動態(tài)力學(xué)分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）15、在考察高分子材料的老化性能時，發(fā)現(xiàn)暴露在陽光下的材料性能下降較快。以下哪種因素是導(dǎo)致光老化的主要原因？（）A.紫外線輻射B.溫度升高C.氧氣作用D.濕度影響二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是材料的磁性，包括順磁性、抗磁性、鐵磁性和亞鐵磁性。分析這些磁性產(chǎn)生的原因，并舉例說明磁性材料在電子設(shè)備中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細說明納米材料的定義、特性和制備方法。分析納米材料在力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性能方面與常規(guī)材料的差異，并探討其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景。3、（本題5分）論述電磁功能材料的分類和性能特點，如導(dǎo)電材料、磁性材料和介電材料等，分析它們在電子、通信和能源等領(lǐng)域的應(yīng)用需求和發(fā)展趨勢。4、（本題5分）詳細論述材料表面改性的方法（如離子注入、化學(xué)鍍、陽極氧化等），以及表面改性對材料性能的影響。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述材料的多相體系的相平衡和相變，分析相圖的繪制和應(yīng)用，以及相變對材料性能的影響和調(diào)控方法。2、（本題5分）詳細論述高分子液晶材料的結(jié)構(gòu)和性能特點，分析液晶相的形成條件和類型，探討高分子液晶材料在顯示技術(shù)、光學(xué)器件和高性能纖維等領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。3、（本題5分）全面論述材料的磁電阻效應(yīng)在磁存儲密度提高和新型磁傳感器研發(fā)中的應(yīng)用挑戰(zhàn)和解決方案。4、（本題5分）論述材料的阻尼性能與減振應(yīng)用，分析阻尼產(chǎn)生的機制和影響阻尼性能的因素，5、（本題5分）探討材料的表面處理技術(shù)，如電鍍、化學(xué)鍍、陽極氧化和涂層技術(shù)等，對材料性能的改善和應(yīng)用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）有一圓柱形的陶瓷電容器，底面半徑為5mm，高度為10mm，陶瓷的相對介電常數(shù)為1000，計算其電容值。2、（本題10分）一圓柱形的銅棒，直徑為20mm，長度為1m，銅的電阻率為1.7×10??Ω·m，計算該銅棒的電阻。3、（本題10分）有一金屬薄板，厚度為2mm，寬度為1