安徽大學(xué)2025年材料科學(xué)與工程（功能材料）試驗(yàn)班畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯試題及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______考生請(qǐng)根據(jù)以下題目要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答題。答題應(yīng)體現(xiàn)對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握、科研能力的理解和分析能力。1.請(qǐng)論述鈣鈦礦材料在光電器件中的應(yīng)用前景與面臨的挑戰(zhàn)，并闡述您在畢業(yè)設(shè)計(jì)中是如何利用鈣鈦礦材料特性解決特定科學(xué)或工程問(wèn)題的。2.闡述一種您在畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用的核心材料制備方法（例如水熱法、溶膠-凝膠法、CVD、濺射等），分析其原理、關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)材料性能的影響，并討論其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。3.在您的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究中，使用了哪些主要的材料表征技術(shù)？請(qǐng)分別說(shuō)明每種技術(shù)所揭示的材料的哪些信息，并解釋您選擇這些技術(shù)的理由。4.描述您畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)難題或?qū)嶒?yàn)障礙，詳細(xì)說(shuō)明您是如何分析問(wèn)題、提出解決方案并最終克服該困難的。5.基于您的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究成果，請(qǐng)闡述其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，并對(duì)其科學(xué)價(jià)值或潛在應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，客觀分析研究存在的局限性以及未來(lái)可進(jìn)一步深入研究的方向。6.功能材料的性能往往與其微觀結(jié)構(gòu)（如晶體結(jié)構(gòu)、缺陷、形貌、尺寸等）密切相關(guān)。請(qǐng)結(jié)合您的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，具體說(shuō)明您研究中的材料結(jié)構(gòu)特征是如何影響其功能性能的。7.請(qǐng)討論您在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于學(xué)術(shù)道德和科研誠(chéng)信的理解，并舉例說(shuō)明您是如何在研究活動(dòng)中遵守相關(guān)規(guī)范的。8.如果您繼續(xù)深造或從事相關(guān)工作，請(qǐng)結(jié)合當(dāng)前功能材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，談?wù)勀磥?lái)希望重點(diǎn)關(guān)注或探索的研究方向。試卷答案1.答案：鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光電性能（如高光吸收系數(shù)、可調(diào)帶隙、高載流子遷移率），在太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管（LED）、光電探測(cè)器、調(diào)制器等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。其挑戰(zhàn)主要在于穩(wěn)定性（光化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、形貌穩(wěn)定性）和鉛毒性問(wèn)題。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究了[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w研究?jī)?nèi)容，例如：通過(guò)摻雜/表面修飾/限域生長(zhǎng)等方法提高有機(jī)鈣鈦礦的穩(wěn)定性/降低鉛含量]，并成功制備了具有[具體性能，例如：高效率、長(zhǎng)壽命、低毒性]的鈣鈦礦基[具體器件，例如：太陽(yáng)能電池、LED]器件，驗(yàn)證了該策略在解決上述挑戰(zhàn)方面的有效性。解析思路：第一步，宏觀論述鈣鈦礦的應(yīng)用前景（結(jié)合其光電特性）；第二步，指出面臨的主要挑戰(zhàn)（穩(wěn)定性、毒性）；第三步，緊密結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，具體闡述自己是如何針對(duì)其中一個(gè)或多個(gè)挑戰(zhàn)進(jìn)行研究工作的（研究方法、目標(biāo)）；第四步，說(shuō)明研究工作的成果和意義，體現(xiàn)與挑戰(zhàn)的關(guān)聯(lián)。2.答案：[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w制備方法，例如：水熱法]的原理是利用溶劑在高溫高壓下的溶解和化學(xué)反應(yīng)能力，促進(jìn)前驅(qū)體溶解、成核和晶化，從而獲得特定結(jié)構(gòu)和性能的材料。關(guān)鍵工藝參數(shù)包括：溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間、溶劑種類、前驅(qū)體濃度、pH值等。例如，溫度和壓力影響反應(yīng)速率和產(chǎn)物的相結(jié)構(gòu)；反應(yīng)時(shí)間決定產(chǎn)物的尺寸和純度；溶劑選擇影響溶解度和最終形貌。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低、易于獲得純相晶體或控制微觀結(jié)構(gòu)；缺點(diǎn)可能包括設(shè)備要求較高、產(chǎn)物純度控制有時(shí)較難、反應(yīng)條件苛刻可能引入缺陷。其適用范圍較廣，尤其適用于合成納米材料、薄膜材料以及需要特定相結(jié)構(gòu)或晶粒尺寸的材料。解析思路：第一步，闡述所選方法的科學(xué)原理；第二步，列舉并列出關(guān)鍵工藝參數(shù)，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)參數(shù)的主要影響；第三步，系統(tǒng)分析該方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；第四步，確定并簡(jiǎn)述其適用的材料類型或范圍。3.答案：我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中使用了[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w表征技術(shù)1，例如：X射線衍射（XRD）]、[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w表征技術(shù)2，例如：掃描電子顯微鏡（SEM）]和[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w表征技術(shù)3，例如：傅里葉變換紅外光譜（FTIR）]。XRD主要用于分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、物相組成和晶粒尺寸；SEM用于觀察材料的表面形貌、顆粒大小和分布；FTIR用于鑒定材料中的化學(xué)鍵合、官能團(tuán)和分子結(jié)構(gòu)。選擇這些技術(shù)的理由是基于它們能夠提供關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)成分的關(guān)鍵信息，這些信息對(duì)于理解[畢業(yè)設(shè)計(jì)研究主題]中材料的性能至關(guān)重要，并且這些技術(shù)是我實(shí)驗(yàn)室常規(guī)可用的、適合于本研究的表征手段。解析思路：第一步，明確列出所使用的表征技術(shù)；第二步，分別解釋每種技術(shù)的核心作用，即它能提供哪些方面的信息；第三步，闡述選擇這些技術(shù)的動(dòng)機(jī)，需關(guān)聯(lián)到研究目的和可行性。4.答案：[請(qǐng)?jiān)诖颂幟枋鲇龅降木唧w難題，例如：在制備某種納米結(jié)構(gòu)材料時(shí)，難以控制其尺寸均勻性和形貌]。我首先通過(guò)查閱文獻(xiàn)和與導(dǎo)師討論，分析了可能的原因（如反應(yīng)條件控制不當(dāng)、模板效應(yīng)、傳質(zhì)限制等）。隨后，我嘗試了[請(qǐng)?jiān)诖颂幪岢鼍唧w調(diào)整措施1，例如：優(yōu)化反應(yīng)溫度和時(shí)間]，并監(jiān)測(cè)了關(guān)鍵中間體的表征結(jié)果。發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高導(dǎo)致團(tuán)聚，過(guò)低則成核過(guò)慢。進(jìn)一步調(diào)整了[請(qǐng)?jiān)诖颂幪岢鼍唧w調(diào)整措施2，例如：前驅(qū)體滴加速度和濃度]，并引入了[請(qǐng)?jiān)诖颂幪岢鼍唧w調(diào)整措施3，例如：表面活性劑]，最終成功獲得了尺寸均一、形貌可控的納米結(jié)構(gòu)材料，其性能也得到了顯著提升。這個(gè)過(guò)程鍛煉了我分析問(wèn)題和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。解析思路：第一步，清晰描述遇到的難題及其表現(xiàn)；第二步，詳細(xì)敘述分析問(wèn)題原因的思考過(guò)程；第三步，按邏輯順序列出采取的解決方案及其調(diào)整依據(jù)；第四步，說(shuō)明最終結(jié)果以及從中學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。5.答案：本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述具體創(chuàng)新點(diǎn)1，例如：提出了一種新的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了能帶工程的協(xié)同效應(yīng)]和[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述具體創(chuàng)新點(diǎn)2，例如：開(kāi)發(fā)了一種綠色、低成本的制備工藝]。通過(guò)這項(xiàng)研究，我們[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述成果，例如：顯著提高了器件的光電轉(zhuǎn)換效率/延長(zhǎng)了器件的工作壽命/發(fā)現(xiàn)了新的材料物理現(xiàn)象]。其科學(xué)價(jià)值體現(xiàn)在[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述科學(xué)價(jià)值，例如：深化了對(duì)材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的理解/為設(shè)計(jì)新型功能材料提供了新的思路]。潛在應(yīng)用價(jià)值在于[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述應(yīng)用價(jià)值，例如：有望應(yīng)用于高效的太陽(yáng)能電池、靈敏的光探測(cè)器等]。研究存在的局限性可能包括[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述局限性1，例如：樣品量有限，長(zhǎng)期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)不足]和[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述局限性2，例如：理論模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的細(xì)節(jié)擬合度有待提高]。未來(lái)可進(jìn)一步研究[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述未來(lái)方向1，例如：擴(kuò)大樣品量并進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試]和[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述未來(lái)方向2，例如：進(jìn)行更深入的理論計(jì)算模擬以揭示微觀機(jī)制]。解析思路：第一步，明確提煉研究的核心創(chuàng)新之處；第二步，闡述研究成果及其帶來(lái)的具體效果；第三步，分別論述其科學(xué)價(jià)值和潛在的應(yīng)用前景；第四步，客觀地指出研究中存在的不足之處；第五步，基于局限性和研究成果，提出具有前瞻性的未來(lái)研究建議。6.答案：在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題中，研究的[具體材料，例如：量子點(diǎn)]微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其[具體性能，例如：光致發(fā)光]性能有顯著影響。具體而言，[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系1，例如：量子點(diǎn)的尺寸減小，其帶隙增大，發(fā)射波長(zhǎng)藍(lán)移]。通過(guò)[請(qǐng)?jiān)诖颂幷f(shuō)明如何控制結(jié)構(gòu)，例如：精確控制合成條件]，我們獲得了不同尺寸的量子點(diǎn)，其發(fā)射光譜表現(xiàn)出明顯的尺寸依賴性。此外，[請(qǐng)?jiān)诖颂庩U述結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系2，例如：量子點(diǎn)表面的缺陷態(tài)會(huì)吸收部分激發(fā)能，導(dǎo)致發(fā)光效率下降]。通過(guò)[請(qǐng)?jiān)诖颂幷f(shuō)明如何處理結(jié)構(gòu)問(wèn)題，例如：引入表面鈍化處理]，可以有效減少缺陷，提高發(fā)光效率。這說(shuō)明材料的晶體結(jié)構(gòu)、尺寸、表面狀態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)特征是決定其功能性能的關(guān)鍵因素。解析思路：第一步，明確指出研究的材料及其要考察的功能性能；第二步，結(jié)合具體實(shí)例，詳細(xì)闡述材料的某一微觀結(jié)構(gòu)特征（如尺寸、缺陷）如何影響其性能；第三步，說(shuō)明是如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段控制或改變?cè)摻Y(jié)構(gòu)特征，并觀察性能的變化；第四步，可以進(jìn)一步補(bǔ)充其他結(jié)構(gòu)因素（如形貌、取向）的影響，形成更全面的論述。7.答案：在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深刻認(rèn)識(shí)到學(xué)術(shù)道德和科研誠(chéng)信是科研工作的生命線。我嚴(yán)格遵守了學(xué)術(shù)規(guī)范，在論文寫(xiě)作中，所有引用的數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)和文獻(xiàn)均明確標(biāo)注來(lái)源，杜絕了抄襲和剽竊行為。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我堅(jiān)持如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，不偽造、篡改實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢棄物，也按照實(shí)驗(yàn)室規(guī)定進(jìn)行了規(guī)范處理。我認(rèn)為，堅(jiān)持科研誠(chéng)信不僅是對(duì)他人勞動(dòng)的尊重，也是保證研究成果真實(shí)可靠、維護(hù)學(xué)術(shù)聲譽(yù)的基本要求。解析思路：第一步，表明對(duì)學(xué)術(shù)道德和科研誠(chéng)信重要性的認(rèn)識(shí)；第二步，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)中的具體實(shí)踐（論文引用、數(shù)據(jù)記錄、廢棄物處理），具體說(shuō)明是如何做到的；第三步，再次強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持科研誠(chéng)信的意義。8.答案：結(jié)合當(dāng)前功能材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，我未來(lái)希望重點(diǎn)關(guān)注或探索[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w方向1，例如：多功能集成材料的設(shè)計(jì)與制備，實(shí)現(xiàn)性能協(xié)同]和[請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊刖唧w方向2，例如：基于人工智能的材料性能預(yù)測(cè)與高通量篩選]這兩個(gè)方向。多功能集成材料是當(dāng)前的熱點(diǎn)，通過(guò)將不同功能單元集成到同一材料體系，有望實(shí)