2026年新材料科学与技术材料制备应用研究测试卷

2026年新材料科学与技术材料制备应用研究测试卷一、单选题（共10题，每题2分，合计20分）背景：针对长三角地区新能源汽车动力电池材料研发需求，考察新型电极材料制备与性能测试。1.在锂离子电池正极材料中，采用磷酸铁锂（LiFePO₄）替代钴酸锂（LiCoO₂）的主要优势是（）。A.热稳定性更高B.离子扩散速率更快C.成本更低D.循环寿命更长2.制备氮化硅（Si₃N₄）陶瓷时，若氨气（NH₃）流量不足，会导致（）。A.氮含量过高B.孔隙率增大C.晶粒尺寸减小D.硬度降低3.对于3D打印金属粉末，球形度越高，其（）。A.熔化温度越低B.成型精度越高C.氧化倾向越强D.粉末流动性越差4.检测碳纤维增强复合材料（CFRP）的界面结合强度时，常用的测试方法不包括（）。A.拉伸试验B.压缩试验C.螺旋弯曲测试D.液体渗透检测5.在半导体薄膜制备中，磁控溅射技术的核心优势是（）。A.成膜速率极快B.成本最低廉C.对基板温度要求不高D.具有自清洁能力6.针对高温合金涡轮叶片，其热障涂层（TBC）的失效模式通常不包括（）。A.硅化物析出B.氧化剥落C.相变脆化D.电化学腐蚀7.评估陶瓷基复合材料（CMC）抗热震性能时，关键指标是（）。A.杨氏模量B.热导率C.蠕变抗力D.热冲击韧性8.制备石墨烯时，若使用液相剥离法，溶剂极性增强会导致（）。A.石墨烯层数增加B.碳原子缺陷增多C.颗粒团聚严重D.溶解度下降9.在光伏钙钛矿材料（CH₃NH₃PbI₃）制备中，引入甲基碘（HI）的作用是（）。A.提高结晶度B.增强光电转换效率C.降低制备温度D.延长器件寿命10.对于生物医用镁合金，其腐蚀性能调控的关键因素是（）。A.合金元素种类B.表面改性工艺C.环境pH值D.以上都是二、多选题（共5题，每题3分，合计15分）背景：结合粤港澳大湾区柔性电子材料研发需求，考察新型薄膜材料特性。11.影响导电聚合物（如聚苯胺）电导率的主要因素包括（）。A.聚合物链长度B.离子掺杂程度C.晶体结构规整性D.基板表面粗糙度12.在制备高熵合金时，采用等温热处理的主要目的是（）。A.细化晶粒B.调控相组成C.提高高温强度D.降低熔点13.检测金属间化合物（如Al₃Ti）高温性能时，需关注的指标包括（）。A.硬度B.晶格常数C.抗蠕变能力D.热膨胀系数14.针对轻质高强复合材料（如C/C-SiC），其制备工艺中可能涉及的方法有（）。A.等离子喷涂B.熔融浸渍C.气相沉积D.自蔓延高温合成15.在纳米材料性能测试中，扫描电子显微镜（SEM）的主要应用场景包括（）。A.观察形貌B.量化尺寸分布C.分析成分D.测量力学性能三、填空题（共10题，每题2分，合计20分）背景：结合京津冀地区航空航天材料测试需求，考察材料性能表征方法。16.制备氮化钛（TiN）薄膜时，采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术可显著提高其__________。17.评估陶瓷材料的断裂韧性时，通常使用__________指标进行量化。18.在石墨烯电导率测试中，四探针法主要用于消除__________的影响。19.制备金属基复合材料时，若增强体与基体润湿性差，会导致__________问题。20.检测氢化物（如LaH₃）吸放氢性能时，关键参数是__________。21.对于纳米晶合金，其高强度的主要来源是__________效应。22.制备光子晶体时，周期性结构单元的尺寸通常在__________范围内。23.评估生物医用植入材料时，需测试其__________和生物相容性。24.在激光熔覆制备超合金涂层时，常见的缺陷包括__________和气孔。25.检测碳纳米管（CNT）力学性能时，常采用__________技术进行微观加载。四、简答题（共5题，每题5分，合计25分）背景：针对长江经济带储能材料研发需求，考察材料制备与性能优化策略。26.简述溶胶-凝胶法制备氧化锌（ZnO）纳米颗粒的工艺步骤。27.解释石墨烯在柔性电子器件中的应用优势及挑战。28.描述金属间化合物高温性能的测试方法及关键参数。29.分析生物医用镁合金腐蚀调控的原理及常用方法。30.比较磁控溅射与电子束蒸发两种薄膜制备技术的优劣。五、论述题（共2题，每题10分，合计20分）背景：结合长三角氢能产业需求，考察新型催化材料研发与测试。31.论述钯（Pd）基合金催化剂在氢燃料电池中的应用前景及制备难点。32.结合实际案例，分析3D打印钛合金在航空航天领域的性能优势及测试验证方法。答案与解析一、单选题答案1.C（磷酸铁锂成本低且无钴毒害，但离子扩散较慢）2.B（氨气不足导致氮原子不足，形成含氧相，孔隙率增大）3.B（球形粉末流动性好，易于铺展，提高成型精度）4.D（液体渗透检测用于缺陷检测，非界面强度测试）5.A（磁控溅射成膜速率高，适用于快速沉积）6.D（高温合金腐蚀主要受热氧化和相变影响）7.D（热冲击韧性是衡量抗热震能力的关键指标）8.C（极性溶剂促进石墨烯剥离，但易导致团聚）9.A（甲基碘促进钙钛矿结晶，提高效率）10.D（腐蚀受合金成分、表面处理及环境共同影响）二、多选题答案11.ABC（链长、掺杂、规整性均影响电导率）12.ABC（等温处理可调控相组成、细化晶粒、提高高温性能）13.ABCD（硬度、晶格常数、抗蠕变、热膨胀系数均需关注）14.ABCD（均为常用制备方法）15.ABD（SEM用于形貌观察和尺寸分析，非成分或力学测试）三、填空题答案16.耐蚀性17.KIC（断裂韧性）18.接触电阻19.界面脱粘20.氢容量21.局部晶格畸变22.300-1000nm23.骨整合性24.烧结裂纹25.微机械测试四、简答题答案26.步骤：-原料溶解制备溶胶→脱水缩聚形成凝胶→烧结或溶剂挥发得到粉末→粉末压片或直接成型。27.优势：高导电性、柔性可弯曲、透明度高；挑战：大规模制备成本高、分散性差。28.方法：高温拉伸试验、蠕变测试；关键参数：热膨胀系数、抗蠕变极限。29.原理：通过合金化（如加入稀土元素）降低腐蚀电位，表面涂层（如TiO₂）阻隔腐蚀。30.磁控溅射：速率快、膜层均匀；电子束蒸发：纯度高、适用于难熔材料，但速率慢。五、论述题答案31.前景：Pd基合金（如Pd