Trắc nghiệm Khoa học vật liệu - Đề 03 bao gồm nhiều câu hỏi hay, bám sát chương trình. Cùng làm bài tập trắc nghiệm ngay.
Câu 1: Vật liệu bán dẫn सिलिकॉन (Si) được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện tử nhờ tính chất đặc biệt nào?
- A. Độ cứng cao và khả năng chống mài mòn vượt trội.
- B. Khả năng dẫn nhiệt và cách điện đồng thời.
- C. Độ dẫn điện có thể điều chỉnh được bằng cách kiểm soát tạp chất hoặc nhiệt độ.
- D. Tính trơ hóa học và khả năng chịu nhiệt độ cực cao.
Câu 2: Loại liên kết hóa học nào quyết định tính dẻo (ductility) của kim loại, cho phép chúng biến dạng lớn dưới tác dụng của lực mà không bị phá hủy?
- A. Liên kết ion
- B. Liên kết kim loại
- C. Liên kết cộng hóa trị
- D. Liên kết Van der Waals
Câu 3: Xét một thanh thép và một thanh nhôm có cùng kích thước và chịu cùng một lực kéo. Thanh nào sẽ có độ biến dạng đàn hồi lớn hơn, biết rằng модуль Юнга (Young"s modulus) của nhôm nhỏ hơn thép?
- A. Thanh nhôm
- B. Thanh thép
- C. Cả hai thanh biến dạng như nhau
- D. Không thể xác định nếu không biết lực kéo cụ thể
Câu 4: Hiện tượng "mỏi vật liệu" (fatigue) xảy ra khi vật liệu chịu tải trọng tuần hoàn (cyclic loading) dẫn đến phá hủy ở ứng suất thấp hơn nhiều so với giới hạn bền (tensile strength). Cơ chế chính gây ra mỏi vật liệu là gì?
- A. Sự ăn mòn hóa học trên bề mặt vật liệu.
- B. Sự gia tăng nhiệt độ do ma sát nội tại.
- C. Sự hình thành và phát triển của vết nứt tế vi (micro-cracks) theo chu kỳ tải.
- D. Sự thay đổi cấu trúc tinh thể do biến dạng dẻo tích lũy.
Câu 5: Vật liệu gốm sứ truyền thống (như gạch, ngói) chủ yếu được tạo thành từ các khoáng vật silicat. Tính chất nào sau đây không phải là ưu điểm chính của gốm sứ trong các ứng dụng xây dựng?
- A. Độ bền hóa học cao, chống lại sự ăn mòn của môi trường.
- B. Khả năng chịu nhiệt tốt, không bị biến dạng ở nhiệt độ cao.
- C. Độ cứng cao, chống trầy xước và mài mòn.
- D. Độ dẻo dai (toughness) cao, chịu được va đập mạnh mà không bị vỡ.
Câu 6: Polymer nhiệt dẻo (thermoplastic) và polymer nhiệt rắn (thermosetting) khác nhau cơ bản ở điểm nào trong cấu trúc và tính chất?
- A. Polymer nhiệt dẻo có cấu trúc mạch thẳng, polymer nhiệt rắn có cấu trúc mạch nhánh.
- B. Polymer nhiệt dẻo mềm ra khi nung nóng và có thể tái chế, polymer nhiệt rắn cứng lại khi nung và không thể tái chế.
- C. Polymer nhiệt dẻo dẫn điện tốt hơn polymer nhiệt rắn.
- D. Polymer nhiệt dẻo có độ bền cơ học cao hơn polymer nhiệt rắn.
Câu 7: Để tăng độ bền của hợp kim nhôm, người ta thường áp dụng phương pháp "hóa bền tiết pha" (precipitation hardening). Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là gì?
- A. Tăng kích thước hạt tinh thể của hợp kim.
- B. Loại bỏ hoàn toàn các tạp chất trong hợp kim.
- C. Tạo ra các hạt pha thứ hai rất nhỏ và phân bố đều trong nền kim loại, cản trở sự dịch chuyển của sai lệch.
- D. Gia công nguội hợp kim để tăng mật độ sai lệch.
Câu 8: Vật liệu composite sợi कार्बन (carbon fiber composite) được ưa chuộng trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô thể thao nhờ ưu điểm vượt trội nào?
- A. Tỷ lệ độ bền trên khối lượng (strength-to-weight ratio) rất cao.
- B. Khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt cực tốt.
- C. Giá thành sản xuất rất rẻ và dễ gia công.
- D. Khả năng chịu nhiệt độ cực cao và chống cháy tuyệt đối.
Câu 9: Hiện tượng ăn mòn điện hóa (electrochemical corrosion) xảy ra khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc nhau trong môi trường điện ly. Kim loại nào trong cặp sau đây sẽ bị ăn mòn nhanh hơn khi chúng được ghép nối với nhau trong nước biển: Kẽm (Zn) và Đồng (Cu)? (Biết rằng thế điện cực chuẩn của Zn < Cu)
- A. Kẽm (Zn)
- B. Đồng (Cu)
- C. Cả hai kim loại ăn mòn với tốc độ như nhau
- D. Không thể xác định nếu không biết diện tích bề mặt tiếp xúc
Câu 10: Để bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn, người ta thường mạ kẽm (galvanizing). Phương pháp bảo vệ này thuộc loại nào?
- A. Bảo vệ bằng lớp phủ thụ động (passive protection)
- B. Bảo vệ catot (cathodic protection)
- C. Bảo vệ anot (anodic protection)
- D. Bảo vệ bằng chất ức chế ăn mòn (corrosion inhibitor)
Câu 11: Trong quá trình luyện thép, thép gió (high-speed steel) được tạo ra bằng cách thêm các nguyên tố hợp kim như Wolfram (W), Molypden (Mo), Vanadi (V). Mục đích chính của việc thêm các nguyên tố này là gì?
- A. Tăng độ dẻo và khả năng gia công của thép.
- B. Giảm giá thành sản xuất thép.
- C. Tăng độ cứng và khả năng giữ độ cứng ở nhiệt độ cao (tính chịu nóng), thích hợp cho dụng cụ cắt gọt.
- D. Cải thiện khả năng chống ăn mòn của thép trong môi trường axit.
Câu 12: Vật liệu "bioceramics" được sử dụng rộng rãi trong y sinh học (biomedical applications). Tính chất quan trọng nhất của bioceramics để chúng tương thích tốt với cơ thể người là gì?
- A. Độ bền cơ học cực cao để chịu lực tốt trong cơ thể.
- B. Khả năng dẫn điện sinh học để kích thích tế bào.
- C. Tính dẻo dai để dễ dàng tạo hình và cấy ghép.
- D. Tính trơ sinh học (biocompatibility) và khả năng tương thích sinh học, không gây phản ứng độc hại hoặc đào thải bởi cơ thể.
Câu 13: "Kính nhớ hình dạng" (shape memory alloys - SMAs) có khả năng phục hồi hình dạng ban đầu sau khi bị biến dạng khi được nung nóng. Nguyên nhân của hiện tượng này là gì?
- A. Sự thay đổi từ cấu trúc tinh thể vô định hình sang cấu trúc tinh thể.
- B. Sự chuyển pha martensite thuận nghịch (reversible martensitic transformation) trong cấu trúc tinh thể.
- C. Sự kết tinh lại của vật liệu sau khi bị biến dạng.
- D. Sự giãn nở nhiệt đặc biệt của vật liệu.
Câu 14: Phương pháp "đúc liên tục" (continuous casting) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép và kim loại màu. Ưu điểm chính của phương pháp này so với đúc khuôn truyền thống là gì?
- A. Tạo ra sản phẩm có độ chính xác kích thước cao hơn.
- B. Cho phép đúc các chi tiết phức tạp hơn.
- C. Năng suất cao hơn, sản xuất liên tục và giảm thiểu phế phẩm.
- D. Tiết kiệm năng lượng hơn trong quá trình đúc.
Câu 15: "Vật liệu nano" (nanomaterials) có kích thước ít nhất một chiều từ 1 đến 100 nanomet. Tính chất nào sau đây thường không phải là đặc trưng của vật liệu nano so với vật liệu khối (bulk materials) cùng thành phần?
- A. Diện tích bề mặt riêng (surface area to volume ratio) lớn hơn.
- B. Tính chất quang học, điện tử, từ tính có thể thay đổi.
- C. Độ bền cơ học có thể được cải thiện.
- D. Nhiệt độ nóng chảy thường cao hơn so với vật liệu khối.
Câu 16: Để đo độ cứng của vật liệu, người ta sử dụng các phương pháp như Brinell, Vickers, Rockwell. Các phương pháp này dựa trên nguyên tắc chung nào?
- A. Đo lực cần thiết để làm xước bề mặt vật liệu.
- B. Đo kích thước vết lõm (indentation) để lại trên bề mặt vật liệu sau khi bị ấn bởi đầu đo (indentor) với một lực xác định.
- C. Đo thời gian sóng siêu âm truyền qua vật liệu.
- D. Đo điện trở suất của vật liệu dưới tác dụng của lực nén.
Câu 17: "Thép không gỉ" (stainless steel) có khả năng chống ăn mòn cao nhờ lớp màng oxit Cr₂O₃ thụ động (passive oxide layer) hình thành trên bề mặt. Nguyên tố hợp kim chính tạo nên lớp màng thụ động này là gì?
- A. Niken (Ni)
- B. Molypden (Mo)
- C. Crôm (Cr)
- D. Mangan (Mn)
Câu 18: Trong sơ đồ pha Fe-C (sơ đồ trạng thái sắt-cacbon), pha 페라이트 (ferrite - α-Fe) là dung dịch rắn của cacbon trong sắt ở cấu trúc mạng lập phương tâm khối (BCC). Pha 페라이트 có tính chất cơ học đặc trưng nào?
- A. Mềm, dẻo, độ bền thấp.
- B. Cứng, giòn, độ bền cao.
- C. Rất cứng và rất dẻo.
- D. Độ cứng và độ bền trung bình.
Câu 19: "Vật liệu thông minh" (smart materials) có khả năng phản ứng lại các kích thích từ môi trường bên ngoài (ví dụ: nhiệt độ, ánh sáng, điện trường). Vật liệu nào sau đây không thuộc loại vật liệu thông minh?
- A. Vật liệu áp điện (piezoelectric materials)
- B. Vật liệu từ giảo (magnetostrictive materials)
- C. Vật liệu tự phục hồi (self-healing materials)
- D. Thủy tinh soda-vôi (soda-lime glass)
Câu 20: Quá trình "thiêu kết" (sintering) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất gốm sứ và luyện kim bột. Mục đích chính của quá trình thiêu kết là gì?
- A. Tạo hình sản phẩm từ bột vật liệu.
- B. Liên kết các hạt bột vật liệu lại với nhau thành khối đặc chắc thông qua khuếch tán và liên kết cổ hạt ở nhiệt độ cao.
- C. Làm nguội nhanh sản phẩm để tăng độ cứng.
- D. Tăng độ xốp của vật liệu.
Câu 21: "Độ bền kéo" (tensile strength) của vật liệu thể hiện điều gì?
- A. Ứng suất lớn nhất mà vật liệu có thể chịu được trước khi bị đứt khi kéo.
- B. Khả năng vật liệu chống lại sự lõm vào bề mặt.
- C. Năng lượng mà vật liệu hấp thụ được trước khi bị phá hủy.
- D. Khả năng vật liệu biến dạng dẻo dưới tác dụng của lực.
Câu 22: "Vật liệu siêu dẫn" (superconductors) có tính chất đặc biệt là điện trở suất bằng 0 dưới nhiệt độ tới hạn (critical temperature). Ứng dụng tiềm năng quan trọng nhất của vật liệu siêu dẫn là gì?
- A. Sản xuất vật liệu cách điện hoàn hảo.
- B. Chế tạo các loại pin siêu nhỏ.
- C. Truyền tải điện năng không tổn hao và tạo ra từ trường cực mạnh trong các thiết bị như máy MRI.
- D. Sản xuất các thiết bị quang học siêu nhạy.
Câu 23: "Ăn mòn rỗ" (pitting corrosion) là một dạng ăn mòn cục bộ rất nguy hiểm. Đặc điểm chính của ăn mòn rỗ là gì?
- A. Ăn mòn đều trên toàn bộ bề mặt vật liệu.
- B. Hình thành các lỗ nhỏ, sâu trên bề mặt vật liệu, khó phát hiện và có thể gây phá hủy nhanh chóng.
- C. Ăn mòn xảy ra dọc theo biên giới hạt tinh thể.
- D. Ăn mòn do ứng suất cơ học kết hợp với môi trường ăn mòn.
Câu 24: "Thép cacbon thấp" (low carbon steel) và "thép cacbon cao" (high carbon steel) khác nhau chủ yếu ở hàm lượng cacbon. Thép cacbon cao có tính chất cơ học nào so với thép cacbon thấp?
- A. Độ dẻo cao hơn, độ bền thấp hơn.
- B. Độ dẻo và độ bền tương đương.
- C. Độ dẻo cao hơn, độ bền cao hơn.
- D. Độ dẻo thấp hơn, độ bền và độ cứng cao hơn.
Câu 25: "Phương pháp lắng đọng hơi hóa học" (Chemical Vapor Deposition - CVD) được sử dụng để tạo ra các lớp màng mỏng vật liệu. Nguyên tắc cơ bản của phương pháp CVD là gì?
- A. Phun vật liệu nóng chảy lên bề mặt nền.
- B. Bắn phá ion vật liệu nguồn lên bề mặt nền trong môi trường chân không.
- C. Phản ứng hóa học của các chất khí tiền chất (precursors) trên bề mặt nền ở nhiệt độ cao, tạo thành lớp màng vật liệu mong muốn.
- D. Điện phân dung dịch chứa ion kim loại để tạo lớp màng kim loại.
Câu 26: "Polyethylene terephthalate" (PET) là một loại polymer nhiệt dẻo phổ biến, được sử dụng rộng rãi để sản xuất chai đựng nước giải khát. Tính chất nào của PET làm cho nó phù hợp cho ứng dụng này?
- A. Khả năng chịu nhiệt độ rất cao để khử trùng bằng hơi nước.
- B. Tính trong suốt, độ bền cơ học đủ tốt, khả năng chống thấm khí và nước tốt, có thể tái chế.
- C. Độ dẻo dai rất cao để chịu va đập mạnh.
- D. Giá thành sản xuất cực kỳ rẻ và dễ phân hủy sinh học.
Câu 27: "Vật liệu biến sắc" (chromic materials) có khả năng thay đổi màu sắc khi có kích thích bên ngoài. Loại vật liệu biến sắc nào thay đổi màu sắc theo nhiệt độ?
- A. Vật liệu nhiệt sắc (thermochromic materials)
- B. Vật liệu quang sắc (photochromic materials)
- C. Vật liệu điện sắc (electrochromic materials)
- D. Vật liệu áp sắc (piezochromic materials)
Câu 28: Để kiểm tra khuyết tật bên trong vật liệu kim loại (ví dụ: vết nứt, rỗ khí), phương pháp kiểm tra không phá hủy (Non-Destructive Testing - NDT) nào sau đây thường được sử dụng?
- A. Kiểm tra bằng mắt thường (Visual Testing - VT)
- B. Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (Liquid Penetrant Testing - PT)
- C. Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing - UT)
- D. Kiểm tra từ tính (Magnetic Particle Testing - MT)
Câu 29: "Vật liệu metamaterials" là loại vật liệu nhân tạo có cấu trúc được thiết kế đặc biệt để tạo ra các tính chất vật lý bất thường, không có trong tự nhiên. Ứng dụng nổi bật của metamaterials trong lĩnh vực quang học là gì?
- A. Sản xuất vật liệu siêu cứng.
- B. Chế tạo vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ phòng.
- C. Tạo ra vật liệu tự phục hồi.
- D. Chế tạo "áo choàng tàng hình" (invisibility cloaks) và các thiết bị quang học có tính năng đặc biệt.
Câu 30: "Vật liệu từ tính" (magnetic materials) được phân loại thành vật liệu sắt từ (ferromagnetic), thuận từ (paramagnetic), nghịch từ (diamagnetic), v.v. Vật liệu sắt từ có tính chất đặc trưng nào?
- A. Không tương tác với từ trường ngoài.
- B. Có độ từ thẩm (magnetic permeability) rất lớn, có thể bị từ hóa mạnh và giữ từ tính sau khi loại bỏ từ trường ngoài.
- C. Bị đẩy ra khỏi từ trường ngoài.
- D. Chỉ bị từ hóa yếu khi có từ trường ngoài và mất từ tính khi loại bỏ từ trường ngoài.
