2025年大學(xué)第一學(xué)年（材料科學(xué)與工程）增材制造材料階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）每題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。在試題卷上作答無效)1.增材制造材料中，金屬粉末的粒度分布對成型質(zhì)量影響較大，粒度分布較窄時，以下說法正確的是（）A.流動性好，成型精度高B.流動性差，成型精度高C.流動性好，成型精度低D.流動性差，成型精度低2.以下哪種材料不屬于增材制造常用的高分子材料（）A.聚乳酸B.尼龍C.鋁合金D.聚苯乙烯3.對于陶瓷增材制造材料，其燒結(jié)溫度對材料性能影響顯著，燒結(jié)溫度過高會導(dǎo)致（）A.材料強(qiáng)度降低B.材料密度增大C.材料孔隙率增大D.材料硬度降低4.增材制造金屬材料時，預(yù)熱處理的主要目的是（）A.降低材料硬度B.提高材料塑性C.減少成型過程中的熱應(yīng)力D.增加材料導(dǎo)電性5.以下關(guān)于增材制造復(fù)合材料的說法，錯誤的是（）A.可綜合多種材料性能B.增強(qiáng)相分布均勻C.制備工藝簡單D.性能優(yōu)于單一材料6.增材制造材料的熱膨脹系數(shù)會影響成型件的尺寸精度，熱膨脹系數(shù)大的材料在成型后冷卻過程中容易出現(xiàn)（）A.尺寸收縮B.尺寸膨脹C.尺寸不變D.內(nèi)部裂紋7.對于光固化成型用的光敏樹脂材料，其固化速度與以下哪個因素關(guān)系不大（）A.光照強(qiáng)度B.樹脂粘度C.材料顏色D.固化時間8.增材制造金屬材料的純度對其性能有重要影響，純度高的金屬材料在成型后（）A.強(qiáng)度更高B.韌性更差C.耐腐蝕性更低D.導(dǎo)電性更低9.以下哪種增材制造工藝對材料的熱穩(wěn)定性要求較高（）A.熔融沉積成型B.選擇性激光燒結(jié)C.三維打印D.光固化成型10.增材制造材料的吸濕性會影響成型質(zhì)量，吸濕性強(qiáng)的材料在成型過程中容易出現(xiàn)（）A.分層現(xiàn)象B.氣泡缺陷C.翹曲變形D.表面粗糙度增大11.對于粉末床熔融類增材制造工藝，粉末材料的鋪粉均勻性對成型精度至關(guān)重要，鋪粉不均勻會導(dǎo)致（）A.成型件密度不均勻B.成型件顏色不均勻C.成型件尺寸偏差D.成型件表面粗糙度不一致12.增材制造陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)對其性能有顯著影響，哪種晶體結(jié)構(gòu)的陶瓷材料硬度較高（）A.立方結(jié)構(gòu)B.四方結(jié)構(gòu)C.六方結(jié)構(gòu)D.正交結(jié)構(gòu)13.以下關(guān)于增材制造材料的疲勞性能說法正確的是（）A.增材制造材料疲勞性能優(yōu)于傳統(tǒng)加工材料B.成型工藝對材料疲勞性能無影響C.內(nèi)部缺陷會降低材料疲勞性能D.材料成分與疲勞性能無關(guān)14.增材制造高分子材料的分子量分布會影響材料的加工性能，分子量分布較寬時，材料的（）A.流動性好B.熔體強(qiáng)度高C.成型收縮率小D.熱穩(wěn)定性好15.對于電子束熔融增材制造工藝，使用的金屬材料需要具備良好的（）A.磁性B.導(dǎo)電性C.光學(xué)性能D.生物相容性16.增材制造材料的導(dǎo)熱系數(shù)會影響成型過程中的散熱情況，導(dǎo)熱系數(shù)低的材料在成型時（）A.冷卻速度快B.容易出現(xiàn)熱應(yīng)力集中C.成型精度高D.表面質(zhì)量好17.以下哪種增材制造材料常用于制造生物醫(yī)學(xué)植入物（）A.鈦合金B(yǎng).碳纖維復(fù)合材料C.玻璃陶瓷D.工程塑料18.增材制造材料的可加工性包括多個方面，其中材料的熔點(diǎn)對（）工藝影響較大。A.熔融沉積成型B.選擇性激光燒結(jié)C.光固化成型D.三維打印19.對于增材制造金屬材料，添加合金元素可以改善材料的性能，以下合金元素添加后主要提高材料強(qiáng)度的是（）A.碳B.硅C.錳D.鉻20.增材制造材料的表面能會影響其與成型設(shè)備的附著力，表面能高的材料在成型過程中（）A.更容易附著在成型設(shè)備上B.更難附著在成型設(shè)備上C.對成型設(shè)備無影響D.會導(dǎo)致成型設(shè)備損壞第II卷（非選擇題共60分）(總共5題，共60分，答案請寫在答題紙上)21.簡答題：簡述增材制造材料的分類及其特點(diǎn)。(10分)22.論述題：分析增材制造金屬材料的性能調(diào)控方法及其原理。(15分)23.材料分析題：閱讀以下材料：在增材制造陶瓷材料時，研究人員發(fā)現(xiàn)通過控制燒結(jié)工藝參數(shù)，可以顯著改善陶瓷材料的性能。例如，適當(dāng)提高燒結(jié)溫度可以使陶瓷材料的密度增加，孔隙率降低，從而提高材料的強(qiáng)度和硬度。但燒結(jié)溫度過高會導(dǎo)致材料出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，性能反而下降。問題：請結(jié)合材料分析燒結(jié)溫度對增材制造陶瓷材料性能的影響規(guī)律，并說明原因。(15分)24.案例分析題：某企業(yè)采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)金屬零件，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)成型件內(nèi)部存在一些缺陷，如氣孔、裂紋等。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)材料的粒度分布不均勻以及成型工藝參數(shù)設(shè)置不合理是導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的主要原因。問題：針對這些問題，提出改進(jìn)措施，并說明理由。(10分)25.設(shè)計題：設(shè)計一種基于增材制造的新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，要求闡述該復(fù)合材料的組成、性能優(yōu)勢以及在某一領(lǐng)域的應(yīng)用前景。(20分)答案：1.B2.C3.A4.C5.C6.B7.C8.A9.B10.B11.A12.B13.C14.A15.B16.B17.C18.A19.A20.A21.增材制造材料主要分為金屬材料、高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料。金屬材料強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好，但成型過程中熱應(yīng)力大。高分子材料成型工藝簡單、成本低，但強(qiáng)度相對較低。陶瓷材料硬度高、耐高溫，但脆性大。復(fù)合材料綜合多種材料性能優(yōu)勢，可根據(jù)需求設(shè)計。22.性能調(diào)控方法包括合金化，通過添加合金元素改變金屬材料的組織結(jié)構(gòu)來改善性能；控制熱處理工藝，如退火、淬火等，調(diào)整材料的硬度、強(qiáng)度和韌性；優(yōu)化成型工藝參數(shù)，如溫度、速度等，影響材料的凝固過程進(jìn)而調(diào)控性能。原理是合金元素與基體形成固溶體或化合物改變組織結(jié)構(gòu)，熱處理改變晶體結(jié)構(gòu)和位錯密度，成型工藝參數(shù)影響材料的凝固方式和組織形態(tài)。23.燒結(jié)溫度較低時，隨著溫度升高，陶瓷材料密度增加，孔隙率降低，強(qiáng)度和硬度提高，因?yàn)闇囟壬哂兄陬w粒間原子擴(kuò)散，促進(jìn)致密化。但燒結(jié)溫度過高，會出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，導(dǎo)致材料性能下降，可能是因?yàn)檫^高溫度使晶粒過度長大，產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力集中等缺陷。24.改進(jìn)措施：優(yōu)化材料粒度分布，使粒度均勻，可提高材料流動性和成型質(zhì)量，減少氣孔。合理調(diào)整成型工藝參數(shù)，如溫度、速度等，確保材料充分融合，減少裂紋產(chǎn)生。理由：均勻的粒度分布利于材料在成型過程中更好地流動和填充，合理的工藝參數(shù)能保證材料成型時的物理