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时间:2019-08-15
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1、济南大学2012~2013学年第一学期课程考试试卷(A卷)评分标准(含参考答案)课程名称:材料科学基础任课教师:陈志勇一、填空(每小题1分,共10分)1.按照物理化学属性材料可以分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料和复合材料。2.化学键合可分为离子键、共价键和金属键。3.超导体的两种特性是完全导电性和完全抗磁性。4.复合材料按基体材料性质可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和高分子基复合材料。5.影响离子电导率的主要因素包括温度、晶体结构、和晶格缺陷。6.机械零件在交变载荷作用下,其工作应力远小于抗拉强度,甚至小于屈服强度时,在长时间工作后发生突然断裂的现象称为疲劳断裂。7.物体
2、的体积或长度随温度升高而增大的现象叫做热膨胀。8.材料的腐蚀按其作用性质分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀。9.介电常数表示单位面积和单位厚度电介质的电容值。10.光垂直射向物体表面时,入射光强度中有一定分数被反射掉的现象称为透射。二、是非判断题(每小题2分,共20分)(正确的写√,错误的写×)1.硬度是指材料抵抗表面局部塑性变形及破坏的能力。(√)2.超导体的三个性能指标是超导转变温度、临界磁场强度和临界电流密度。(√)3.非极性分子与非极性分子之间相互作用会产生取向力和诱导力。(×)4.晶须是指含缺陷很多的单晶纤维材料。直径0.1~10μm,长径比5~1000。(×)5.电导率是
3、指在单位电场强度下流过每立方米材料的电流。(√)6.晶胞是指能代表晶格原子排列规律的最大几何单元。(×)7.磁畴是指在铁磁性物质中,存在的微小自发磁化区域。(√)8.弹性模量是指在比例极限(σp)范围内,材料所受的应力与产生的应变之比。(√)9.磁化强度是指单位面积的磁矩。(×)10.石墨烯是由碳原子呈蜂巢晶格排列构成的单层三维晶体。(×)三、简答题(每小题5分,共20分)1.简述原子之间相互作用中物理键合的类型。(5分)答:原子之间相互作用中物理键合分为两大类型,即分子间作用力(或范德华力)与氢键。(2分)其中范德华力又可分为取向力、诱导力和色散力。(3分)2.简述热膨胀性的主要影
4、响因素。(5分)答:(1)原子间相互作用类型(物理键和化学键)。(1分)(2)晶体类型。(1分)(3)温度。热膨胀与温度有关。(1分)(4)应力。高弹材料在应力作用下热膨胀系数为负值。(1分)(5)方向。纤维增强复合材料沿着纤维方向热膨胀系数小,垂直纤维方向热膨胀系数大。(1分)第3页共3页3.简述高分子材料组成和结构的基本特征。(5分)答:(1)分子量大、分子量分布宽。(1分)(2)高分子链的多种形态。(1分)(3)分子链间力以范氏力为主,部分化学键;分子内多为共价键。(2分)(4)结构的多层次性。(1分)4.按照导电性将材料分类并举例说明。(5分)答:(1)导体。如金属铁、铜等。
5、(1分)(2)半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间的物质。如单质硅、硫化镉等。(1分)(3)绝缘体。如非金属材料石墨、有机高分子酚醛树脂等。(1分)(4)超导体。在一定条件下突然失去电阻的物质称为超导体。如低于临界温度的钛、钡镧铜氧化物等。(2分)四、计算题(每小题10分,共30分)1.氯化钠晶体被用来测量某些X射线的波长,对氯离子的d111间距而言,其衍射角2θ为27.5°。X射线的波长是多少?氯化钠属立方晶系,晶格常数为0.563nm,衍射基数为1。(10分)答:已知氯化钠晶格常数a=0.563nm,衍射角2θ=27.5°,所以dnkl=(3分)==0.325(2分)因为nλ=2
6、dnklsinθ(3分)所以=2×1×0.325×=0.154nm(2分)2.计算金属铱的原子半径。已知铱具有fcc(面心立方)晶体结构,密度为22.4g/cm3,摩尔质量为192.2g/mol。(10分)答:已知ρ=22.4g/cm3,Am=192.2g/mol,铱具有fcc晶体结构,n=4根据,(3分)所以5.69×10-23cm3=5.69×10-2nm3(2分),(3分)所以nm(2分)3.某种金属合金的磁化强度为3.2×105A/m,在50A/m的磁场中,计算该材料的(1)磁化率;(2)磁感强度;(3)判断该类材料属于何种磁性材料?(10分)答:(1)已知磁化强度M=3.2
7、×105A/m,磁场强度H=50A/m,根据第3页共3页M=χH,所以磁化率χ=M/H=(3.2×105)/50=6400(4分)(2)根据磁感强度B=µ0(H+M),真空磁导率µ0=4π×10-7(H/m)所以,磁感强度B=4π×10-7×(50+3.2×105)=0.402(4分)(3)该材料为铁磁性材料。因为磁化率为正值,而且很大。(2分)五、论述题(每小题10分,共20分)1.试述复合材料的基本相以及各相的功能。(10分)答:复合材料是不同形态的组
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