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

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填入括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)1.以下哪種分析方法不屬于材料結(jié)構(gòu)分析的范疇？（）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.關(guān)于X射線的產(chǎn)生原理，以下描述正確的是（）A.由高速電子撞擊金屬靶材產(chǎn)生B.由原子核衰變產(chǎn)生C.由激光激發(fā)產(chǎn)生D.由微波輻射產(chǎn)生3.在X射線衍射分析中，布拉格方程2dsinθ=nλ中，d代表（）A.衍射角B.波長(zhǎng)C.晶面間距D.衍射級(jí)數(shù)4.掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于（）A.電子槍的類(lèi)型B.信號(hào)探測(cè)器的靈敏度C.電子束斑的大小D.樣品的導(dǎo)電性5.能譜儀主要用于分析掃描電子顯微鏡圖像中樣品的（）A.形貌特征B.晶體結(jié)構(gòu)C.元素組成D.表面粗糙度6.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.透鏡焦距D.電子槍電流7.選區(qū)電子衍射用于確定樣品的（）A.化學(xué)成分B.晶體取向C.表面形貌D.晶格常數(shù)8.熱重分析主要研究樣品在程序控制溫度下（）與溫度的關(guān)系。A.質(zhì)量變化B.體積變化C.熱流變化D.電阻變化9.差示掃描量熱法測(cè)量的是（）A.樣品與參比物之間的溫度差隨時(shí)間的變化B.樣品的吸熱量隨溫度的變化C.樣品的放熱速率隨溫度的變化D.樣品的熱導(dǎo)率隨溫度的變化10.紅外光譜分析主要用于研究材料分子的（）A.電子結(jié)構(gòu)B.化學(xué)鍵振動(dòng)C.晶體結(jié)構(gòu)D.表面吸附11.拉曼光譜的產(chǎn)生源于（）A.分子的轉(zhuǎn)動(dòng)B.分子的振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)C.分子的電子躍遷D.分子的核自旋躍遷12.原子吸收光譜分析主要用于測(cè)定材料中的（）A.原子種類(lèi)B.分子結(jié)構(gòu)C.元素含量D.晶體缺陷13.發(fā)射光譜分析是通過(guò)測(cè)量樣品發(fā)射的（）來(lái)確定其成分。A.紅外光B.可見(jiàn)光C.紫外光D.各種波長(zhǎng)的光14.電位滴定法中，確定滴定終點(diǎn)的依據(jù)是（）A.溶液顏色變化B.電極電位的突變C.指示劑的變色D.溶液的pH值變化15.循環(huán)伏安法主要用于研究材料的（）A.化學(xué)穩(wěn)定性B.電化學(xué)反應(yīng)可逆性C.晶體結(jié)構(gòu)D.表面吸附16.材料的硬度測(cè)試方法中，洛氏硬度測(cè)試適用于（）材料。A.較軟B.較硬C.各種硬度范圍D.極硬17.布氏硬度測(cè)試的壓痕形狀為（）A.正方形B.圓形C.菱形D.三角形18.材料的密度測(cè)量方法中，適用于粉末材料的是（）A.環(huán)刀法B.蠟封法C.李氏瓶法D.比重瓶法19.動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析可以測(cè)量材料的（）A.彈性模量和損耗因子B.熱膨脹系數(shù)C.導(dǎo)熱系數(shù)D.電導(dǎo)率20.對(duì)于納米材料的尺寸分析，常用的方法是（）A.掃描電子顯微鏡B.透射電子顯微鏡C.原子力顯微鏡D.小角X射線散射第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（每題2分，共10分）請(qǐng)?jiān)跈M線上填入合適的內(nèi)容。1.X射線衍射分析中，衍射峰的位置反映了晶體的______，衍射峰的強(qiáng)度反映了晶體的______。2.掃描電子顯微鏡的二次電子像主要反映樣品的______，背散射電子像主要反映樣品的______。3.透射電子顯微鏡的成像系統(tǒng)主要由______、______和______組成。4.熱重分析曲線中，質(zhì)量保持不變的階段稱(chēng)為_(kāi)_____，質(zhì)量發(fā)生變化的階段稱(chēng)為_(kāi)_____。5.紅外光譜中，官能團(tuán)的振動(dòng)頻率與化學(xué)鍵的______和______有關(guān)。（二）簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述X射線衍射分析的基本原理及應(yīng)用。2.掃描電子顯微鏡的工作原理是什么？它有哪些主要的信號(hào)類(lèi)型？3.說(shuō)明熱重分析和差示掃描量熱法的區(qū)別與聯(lián)系。4.原子吸收光譜分析中，常用的原子化方法有哪些？各自的特點(diǎn)是什么？（三）分析題（每題10分，共20分）1.給出一張X射線衍射圖譜，要求分析樣品可能的晶體結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明判斷依據(jù)。2.有一份掃描電子顯微鏡圖像，分析樣品表面的形貌特征，如顆粒大小、分布等，并推測(cè)樣品可能的制備工藝。（四）材料題（每題10分，共10分）材料：某新型復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域有潛在應(yīng)用。對(duì)其進(jìn)行材料分析測(cè)試技術(shù)研究，得到以下結(jié)果：通過(guò)X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)該材料具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，包含多種晶相；掃描電子顯微鏡觀察到材料內(nèi)部有納米級(jí)別的顆粒分布，顆粒大小較為均勻；熱重分析表明材料在一定溫度范圍內(nèi)質(zhì)量保持穩(wěn)定，但在更高溫度下會(huì)發(fā)生分解。問(wèn)題：請(qǐng)根據(jù)上述材料分析該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特點(diǎn)以及可能存在的問(wèn)題，并提出改進(jìn)建議。（五）綜合題（每題10分，共10分）綜合運(yùn)用所學(xué)的材料分析測(cè)試技術(shù)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)全面表征一種未知材料的結(jié)構(gòu)、成分和性能。要求詳細(xì)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法、儀器設(shè)備以及預(yù)期得到的結(jié)果。答案：1.C2.A3.C4.C5.C6.A7.B8.A9.A10.B11.B12.C13.D14.B15.B16.B17.B18.C19.A20.D填空題答案：1.晶面間距，晶體取向和含量2.表面形貌，原子序數(shù)差異3.物鏡，中間鏡，投影鏡4.平臺(tái)，失重或增重階段5.類(lèi)型，鍵長(zhǎng)簡(jiǎn)答題答案：1.原理：X射線與晶體中的原子相互作用產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，滿(mǎn)足布拉格方程時(shí)產(chǎn)生衍射峰。應(yīng)用：確定晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)，分析材料的物相組成等。2.工作原理：電子槍發(fā)射電子束，經(jīng)電磁透鏡聚焦后轟擊樣品表面，產(chǎn)生各種信號(hào)。主要信號(hào)類(lèi)型：二次電子、背散射電子、特征X射線等。3.區(qū)別：熱重分析測(cè)質(zhì)量與溫度關(guān)系，差示掃描量熱法測(cè)樣品與參比物間熱流與溫度關(guān)系。聯(lián)系：都用于研究材料熱性質(zhì)，可相互補(bǔ)充。4.常用原子化方法：火焰原子化法，簡(jiǎn)單快速但靈敏度低；石墨爐原子化法，靈敏度高但重現(xiàn)性稍差。分析題答案：1.根據(jù)衍射峰位置和強(qiáng)度，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片確定晶體結(jié)構(gòu)。若峰位置與某晶體標(biāo)準(zhǔn)峰一致且強(qiáng)度匹配，則可判斷為該晶體結(jié)構(gòu)。2.觀察顆粒大小、形狀、分布等。若顆粒均勻細(xì)小，可能采用了溶膠-凝膠等制備工藝。材料題答案：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)，含多種晶相，內(nèi)部有納米顆粒。性能特點(diǎn)：一定溫度下質(zhì)量穩(wěn)定，高溫會(huì)分解。可能問(wèn)題：高溫穩(wěn)定性不足。改進(jìn)建議：優(yōu)化材料成分，提高納