2025年大学粉体材料科学与工程（粉体材料研发）试题及答案

2025年大学粉体材料科学与工程（粉体材料研发）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题3分，共10题。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.以下哪种粉体材料的制备方法常用于制备纳米级粉体？（）A.机械粉碎法B.化学沉淀法C.喷雾干燥法D.高温煅烧法2.粉体材料的比表面积对其性能有着重要影响，比表面积的单位通常是（）A.m²/gB.g/m²C.cm²/gD.m²/cm³3.在粉体材料研发中，控制粉体粒度分布的常用方法是（）A.调整反应温度B.改变搅拌速度C.选择合适的分散剂D.增加反应物浓度4.下列哪种材料不属于粉体材料？（）A.水泥B.沙子C.玻璃D.石墨粉5.粉体材料的团聚现象会导致其（）A.比表面积增大B.流动性变差C.活性增强D.粒度分布变窄6.制备球形粉体通常采用的方法是（）A.气流粉碎法B.冷冻干燥法C.喷雾造粒法D.固相反应法7.粉体材料的表面能与其粒径的关系是（）A.粒径越大，表面能越高B.粒径越小，表面能越高C.表面能与粒径无关D.粒径适中时表面能最高8.用于表征粉体材料流动性的指标是（）A.松装密度B.振实密度C.安息角D.真密度9.以下哪种设备可用于粉体材料的粒度分析？（）A.马弗炉B.原子吸收光谱仪C.激光粒度分析仪D.气相色谱仪10.在粉体材料研发中，研究粉体的晶体结构通常采用的方法是（）A.X射线衍射分析B.红外光谱分析C.热重分析D.扫描电子显微镜分析第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述粉体材料的定义及其主要特性。12.（15分）比较机械粉碎法和化学沉淀法制备粉体材料的优缺点。13.（15分）阐述影响粉体材料团聚的因素，并说明如何减少团聚现象。14.（15分）材料：在粉体材料研发中，常常需要对粉体的粒度进行精确控制。现有一种新型粉体材料，其粒度要求较为严格。通过实验发现，采用某一特定的分散剂能够有效改善粉体的分散性，从而更好地控制粒度。问题：请分析该分散剂改善粉体分散性的原理，并说明在实际研发中如何选择合适的分散剂。15.（15分）材料：某企业计划研发一种高性能的陶瓷粉体材料用于电子元件制造。目前已知该陶瓷粉体材料需要具备良好的绝缘性、高硬度和一定的耐高温性能。问题：请根据上述要求，设计一种可能的研发方案，包括原料选择、制备方法及主要工艺参数，并说明如何对制备出后的粉体材料进行性能测试与优化。答案：1.B2.A3.C4.C5.B6.C7.B8.C9.C10.A11.粉体材料是由大量微小颗粒组成的具有一定分散性的材料。主要特性包括：粒度及粒度分布，影响其比表面积、活性等；比表面积，影响吸附、反应等性能；团聚性，影响流动性、分散性等；表面能，影响其物理化学性质；流动性，对粉体的加工、输送等有重要影响。12.机械粉碎法优点：工艺简单；能连续生产；适用范围广。缺点：易引入杂质；粒度分布较宽；粉体易团聚。化学沉淀法优点：纯度高；粒度细且分布均匀；可制备特定组成粉体。缺点：工艺复杂；成本较高；可能产生沉淀杂质。13.影响因素：颗粒间的范德华力、静电力、毛细管力等；表面电荷；环境湿度等。减少团聚方法：选择合适的分散剂，降低颗粒间作用力；控制环境湿度；采用超声分散、机械搅拌等物理方法；优化制备工艺，如控制反应条件等。14.分散剂改善粉体分散性原理：分散剂分子吸附在粉体颗粒表面，使颗粒表面带有相同电荷，产生静电排斥力，阻止颗粒团聚；同时分散剂分子在颗粒周围形成空间位阻，进一步防止颗粒靠近。选择合适分散剂：考虑粉体材料性质，如化学成分、表面性质等；测试不同分散剂对粉体分散效果，通过粒度分析等手段确定最佳分散剂；关注分散剂与其他添加剂的兼容性。15.研发方案：原料选择高纯度的陶瓷原料。制备方法采用化学共沉淀法。工艺参数：控制反应温度、pH值等。性能测试：