江苏师范大学

《微纳米力学》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、玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有多种性能特点。以下关于玻璃的结构和性能的描述，正确的是（）

A.玻璃是一种晶体材料，具有固定的熔点B.玻璃的强度主要取决于其化学组成C.玻璃的热稳定性差，容易因温度变化而破裂D.玻璃的导电性良好，可用于制造电子器件

2、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

3、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

4、对于金属材料，常见的晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方，其中哪种结构的金属具有较高的塑性？（）

A.面心立方B.体心立方C.密排六方D.以上三种结构塑性相同

5、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

6、在研究材料的电磁性能时，发现一种材料具有良好的磁屏蔽性能。以下哪种微观结构特征对其磁屏蔽性能起关键作用？（）

A.高磁导率B.低电导率C.均匀的微观组织D.大量的缺陷

7、一种新型的纤维增强复合材料在拉伸过程中表现出非线性的应力-应变关系。以下哪种因素可能是导致这种现象的原因？（）

A.纤维断裂B.基体开裂C.界面脱粘D.以上都有可能

8、在金属材料的冷加工过程中，以下关于冷加工变形机制和影响的描述，正确的是（）

A.冷加工主要通过位错滑移实现B.冷加工会提高金属的塑性C.冷加工不会改变金属的晶体结构D.冷加工对金属的硬度没有影响

9、高分子材料的玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的参数。对于聚苯乙烯（PS），以下哪种方法可以提高其玻璃化转变温度？（）

A.增加分子量B.加入增塑剂C.提高结晶度D.降低分子量

10、在金属材料的强化机制中，通过细化晶粒来提高强度的方法被广泛应用。以下哪种工艺能够有效地细化金属材料的晶粒？（）

A.淬火B.退火C.冷加工D.正火

11、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

12、对于一种生物医用材料，需要其具有良好的生物相容性和力学性能。以下哪种材料最有可能满足这些要求？（）

A.钛合金B.不锈钢C.钴铬合金D.聚乙烯

13、在研究金属材料的相变过程中，发现一种合金在冷却过程中从奥氏体转变为马氏体。以下哪种因素会影响这种相变的发生？（）

A.冷却速度B.合金元素含量C.原始组织状态D.以上均会影响

14、在金属材料的疲劳试验中，疲劳极限是指材料在无限次循环应力作用下不发生疲劳破坏的（）

A.最大应力B.最小应力C.平均应力D.应力幅

15、在研究材料的摩擦学性能时，摩擦系数是一个重要的参数。对于干摩擦和边界摩擦，以下关于摩擦系数的描述，正确的是？（）

A.干摩擦系数大于边界摩擦系数B.干摩擦系数小于边界摩擦系数C.干摩擦系数等于边界摩擦系数D.两者的摩擦系数大小关系不确定

16、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

17、在研究材料的导热性能时，发现一种材料的热导率较高。以下哪种因素对材料的热导率贡献最大？（）

A.自由电子的运动B.晶格振动C.声子散射D.杂质和缺陷

18、一种高分子材料在户外使用时发生老化。以下哪种老化机制是主要的？（）

A.热氧老化B.光氧老化C.水解老化D.疲劳老化

19、对于一种泡沫金属材料，要提高其孔隙率，以下哪种制备工艺参数需要调整？（）

A.发泡剂含量B.发泡温度C.凝固速度D.以上都需要

20、在研究材料的介电性能时，介电常数反映了材料储存电能的能力。以下哪种材料通常具有较高的介电常数？（）

A.陶瓷材料B.高分子材料C.金属材料D.半导体材料

21、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

22、对于一种用于海水淡化的膜材料，要提高其水通量和脱盐率，以下哪种方法可能最为有效？（）

A.优化膜的表面性质B.调整膜的微观结构C.采用多层复合膜结构D.以上都是

23、在研究材料的疲劳裂纹扩展时，Paris公式描述了裂纹扩展速率与应力强度因子幅的关系。对于一种材料，已知其Paris公式中的参数，当应力强度因子幅增大时，裂纹扩展速率会怎样变化？（）

A.增大B.减小C.先增大后减小D.先减小后增大

24、在研究材料的摩擦学性能时，发现以下哪种摩擦副配对的摩擦系数较小？（）

A.金属-金属B.金属-陶瓷C.陶瓷-陶瓷D.聚合物-金属

25、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

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)

1、（本题5分）论述材料的光学非线性性能，解释非线性光学现象的产生机理和应用。

2、（本题5分）论述不同类型材料（金属、陶瓷、高分子）的导热性能差异的原因，分析影响材料导热性能的主要因素，并说明在实际应用中如何选择合适的导热材料。

3、（本题5分）解释什么是材料的量子阱结构，论述其电子态和光学特性，分析量子阱结构在半导体器件中的应用和性能优势。

4、（本题5分）深入探讨材料的形状记忆效应，解释其原理和实现条件，分析影响形状记忆性能的因素，以及在智能结构中的应用。

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)

1、（本题5分）某种高分子材料的拉伸强度为50MPa，试样的横截面积为10平方毫米，在拉伸试验中试样断裂时的拉力为1000牛顿，计算试样的原始长度

。2、（本题5分）一种复合材料中纤维的长度为5毫米，直径为10微米，纤维体积分数为50%，计算单位体积内纤维的根数。

3、（本题5分）某纳米材料的粒径为50纳米，密度为7.8克/立方厘米，计算1摩尔该纳米材料的颗粒数。

4、（本题5分）一块钢板的硬度为250HBW，压痕直径为5毫米，试验力为30000牛顿，计算压头球直径

。5、（本题5分）某种陶瓷材料的热稳定性可以用热冲击参数来衡量，热导率为15瓦/（米·开尔文），弹性模量为150GPa，热膨胀系数为8×10^-6/℃，计算热冲击参数。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)

1、（本题10分）论述陶瓷材料的应用前景与挑战，包括在电子、能源和生物医学等领域的应用及面临的问题。

2、（本题10分）全面论述材料的量子点的制备方法和光学性能调控，分析量子点在发光器件和生物医学中的应用，并探讨量子点材料的发展趋势。

3、（本题10分）论述金属材料的热处理工艺与材料微观结构的关系，包括相变、晶粒长大和析出相的形成等方面。