2025年大學(xué)大三（材料化學(xué)）材料分析測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分)1.以下哪種分析方法不屬于材料結(jié)構(gòu)分析的常用方法？（）A.X射線衍射分析B.掃描電子顯微鏡分析C.熱重分析D.透射電子顯微鏡分析2.X射線衍射分析中，布拉格方程2dsinθ=nλ中的d表示（）。A.晶體的晶格常數(shù)B.衍射角C.波長(zhǎng)D.晶面間距3.掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于（）。A.電子槍的發(fā)射電流B.樣品的導(dǎo)電性C.電磁透鏡的性能D.二次電子探測(cè)器的靈敏度4.能譜儀可以分析樣品的（）。A.晶體結(jié)構(gòu)B.化學(xué)成分C.表面形貌D.熱穩(wěn)定性5.透射電子顯微鏡中，電子束穿透樣品的能力主要與（）有關(guān)。A.加速電壓B.樣品厚度C.樣品密度D.以上都是6.選區(qū)電子衍射可以確定（）。A.樣品的化學(xué)成分B.晶體的晶格常數(shù)C.晶體的取向D.樣品的表面形貌7.紅外光譜主要用于分析材料的（）。A.化學(xué)鍵振動(dòng)B.電子躍遷C.晶體結(jié)構(gòu)D.熱性能8.拉曼光譜與紅外光譜的主要區(qū)別在于（）。A.檢測(cè)的分子振動(dòng)模式不同B.光源不同C.樣品制備方法不同D.以上都是9.熱重分析中，樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線反映了（）。A.樣品的熱穩(wěn)定性B.樣品發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)C.樣品的相變D.以上都是10.差示掃描量熱法可以測(cè)量（）。A.樣品的熱焓變化B.樣品的比熱容C.樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度D.以上都是11.材料的硬度測(cè)試方法不包括（）。A.洛氏硬度測(cè)試B.布氏硬度測(cè)試C.拉伸強(qiáng)度測(cè)試D.維氏硬度測(cè)試12.拉伸試驗(yàn)可以測(cè)定材料的（）。A.強(qiáng)度和塑性B.硬度C.韌性D.疲勞性能13.材料的疲勞壽命與（）有關(guān)。A.應(yīng)力幅值B.平均應(yīng)力C.加載頻率D.以上都是14.以下哪種材料分析方法可以用于研究材料的微觀缺陷？（）A.光學(xué)顯微鏡B.掃描電子顯微鏡C.透射電子顯微鏡D.以上都可以15.X射線光電子能譜可以分析樣品的（）。A.元素種類B.元素的化學(xué)價(jià)態(tài)C.樣品的表面化學(xué)成分D.以上都是16.原子力顯微鏡可以測(cè)量（）。A.樣品的表面形貌B.樣品的力學(xué)性能C.樣品的電學(xué)性能D.以上都是17.材料的密度可以通過(guò)（）測(cè)量。A.重量法B.容量法C.密度計(jì)D.以上都是18.光譜分析中，發(fā)射光譜主要用于分析（）。A.樣品的化學(xué)成分B.樣品的結(jié)構(gòu)C.樣品的表面形貌D.樣品的熱性能19.以下哪種分析方法可以用于研究材料的晶體生長(zhǎng)過(guò)程？（）A.掃描電子顯微鏡B.透射電子顯微鏡C.光學(xué)顯微鏡D.以上都可以20.材料分析測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)不包括（）。A.高分辨率B.高靈敏度C.多功能化D.大型化第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述X射線衍射分析的基本原理及其在材料研究中的應(yīng)用。22.（10分）掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡在材料分析中的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？23.（1題，10分）熱分析技術(shù)在材料研究中有哪些重要應(yīng)用？請(qǐng)舉例說(shuō)明。24.（2題，15分）材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)生小李，在研究一種新型合金材料時(shí)，通過(guò)X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)該合金具有面心立方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)為a=0.356nm。請(qǐng)計(jì)算該合金的晶胞體積。已知面心立方結(jié)構(gòu)的晶胞中原子數(shù)為4，合金元素的原子量分別為A1=55.85，A2=27.0，A3=16.0，密度為7.8g/cm3。請(qǐng)計(jì)算該合金的理論密度，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行比較分析。25.（2題，15分）某材料在拉伸試驗(yàn)中，初始標(biāo)距長(zhǎng)度為50mm，直徑為10mm。在拉伸過(guò)程中，當(dāng)載荷達(dá)到50kN時(shí)，標(biāo)距長(zhǎng)度變?yōu)?5mm，直徑變?yōu)?.5mm。當(dāng)載荷達(dá)到60kN時(shí)，材料發(fā)生斷裂，此時(shí)標(biāo)距長(zhǎng)度變?yōu)?0mm，直徑變?yōu)?mm。請(qǐng)計(jì)算該材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。如果該材料的實(shí)際使用要求伸長(zhǎng)率不低于20%，請(qǐng)問(wèn)該材料是否滿足要求？答案：1.C2.D3.C4.B5.D6.C7.A8.A9.D10.D11.C12.A13.D14.D15.D16.D17.D18.A19.D20.D21.X射線衍射分析的基本原理是利用X射線與晶體中的原子相互作用，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量衍射角等參數(shù)，確定晶體的結(jié)構(gòu)。在材料研究中，可用于分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)、物相組成等，還可用于研究材料的相變、應(yīng)力分析等。22.掃描電子顯微鏡優(yōu)點(diǎn)：分辨率較高，可直接觀察樣品表面形貌，能進(jìn)行成分分析；缺點(diǎn)：對(duì)樣品導(dǎo)電性有要求，無(wú)法觀察樣品內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。透射電子顯微鏡優(yōu)點(diǎn)：可觀察樣品內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，分辨率極高；缺點(diǎn)：樣品制備復(fù)雜，對(duì)樣品厚度有要求，設(shè)備昂貴。23.熱分析技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用包括：研究材料的熱穩(wěn)定性，如熱重分析可確定材料在加熱過(guò)程中的質(zhì)量變化，判斷熱分解溫度等；分析材料的相變，如差示掃描量熱法可測(cè)量相變過(guò)程中的熱焓變化；研究材料的熱性能，如比熱容等。例如通過(guò)熱重分析研究高分子材料的熱降解過(guò)程。24.晶胞體積V=a3=(0.356×10??)3cm3=4.51×10?23cm3。理論密度計(jì)算：先計(jì)算晶胞質(zhì)量m=4×(55.85+27.0+16.0)/NA（NA為阿伏伽德羅常數(shù)），再根據(jù)密度公式ρ=m/V計(jì)算理論密度。與實(shí)驗(yàn)值比較可判斷材料是否符合理論預(yù)期，分析可能存在的誤差原因。25.屈服強(qiáng)度σs=Fs/A0=(50×103)/(π×(10/2)2×10??)Pa=636.9MPa?？估瓘?qiáng)