2025年大学第一学年（材料科学与工程）增材制造材料阶段测试题及答案

2025年大学第一学年（材料科学与工程）增材制造材料阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）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。(总共20题，每题2分，每题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效)1.增材制造材料中，金属粉末的粒度分布对成型质量影响较大，粒度分布较窄时，以下说法正确的是（）A.流动性好，成型精度高B.流动性差，成型精度高C.流动性好，成型精度低D.流动性差，成型精度低2.以下哪种材料不属于增材制造常用的高分子材料（）A.聚乳酸B.尼龙C.铝合金D.聚苯乙烯3.对于陶瓷增材制造材料，其烧结温度对材料性能影响显著，烧结温度过高会导致（）A.材料强度降低B.材料密度增大C.材料孔隙率增大D.材料硬度降低4.增材制造金属材料时，预热处理的主要目的是（）A.降低材料硬度B.提高材料塑性C.减少成型过程中的热应力D.增加材料导电性5.以下关于增材制造复合材料的说法，错误的是（）A.可综合多种材料性能B.增强相分布均匀C.制备工艺简单D.性能优于单一材料6.增材制造材料的热膨胀系数会影响成型件的尺寸精度，热膨胀系数大的材料在成型后冷却过程中容易出现（）A.尺寸收缩B.尺寸膨胀C.尺寸不变D.内部裂纹7.对于光固化成型用的光敏树脂材料，其固化速度与以下哪个因素关系不大（）A.光照强度B.树脂粘度C.材料颜色D.固化时间8.增材制造金属材料的纯度对其性能有重要影响，纯度高的金属材料在成型后（）A.强度更高B.韧性更差C.耐腐蚀性更低D.导电性更低9.以下哪种增材制造工艺对材料的热稳定性要求较高（）A.熔融沉积成型B.选择性激光烧结C.三维打印D.光固化成型10.增材制造材料的吸湿性会影响成型质量，吸湿性强的材料在成型过程中容易出现（）A.分层现象B.气泡缺陷C.翘曲变形D.表面粗糙度增大11.对于粉末床熔融类增材制造工艺，粉末材料的铺粉均匀性对成型精度至关重要，铺粉不均匀会导致（）A.成型件密度不均匀B.成型件颜色不均匀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体结构对其性能有显著影响，哪种晶体结构的陶瓷材料硬度较高（）A.立方结构B.四方结构C.六方结构D.正交结构13.以下关于增材制造材料的疲劳性能说法正确的是（）A.增材制造材料疲劳性能优于传统加工材料B.成型工艺对材料疲劳性能无影响C.内部缺陷会降低材料疲劳性能D.材料成分与疲劳性能无关14.增材制造高分子材料的分子量分布会影响材料的加工性能，分子量分布较宽时，材料的（）A.流动性好B.熔体强度高C.成型收缩率小D.热稳定性好15.对于电子束熔融增材制造工艺，使用的金属材料需要具备良好的（）A.磁性B.导电性C.光学性能D.生物相容性16.增材制造材料的导热系数会影响成型过程中的散热情况，导热系数低的材料在成型时（）A.冷却速度快B.容易出现热应力集中C.成型精度高D.表面质量好17.以下哪种增材制造材料常用于制造生物医学植入物（）A.钛合金B.碳纤维复合材料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个方面，其中材料的熔点对（）工艺影响较大。A.熔融沉积成型B.选择性激光烧结C.光固化成型D.三维打印19.对于增材制造金属材料，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强度的是（）A.碳B.硅C.锰D.铬20.增材制造材料的表面能会影响其与成型设备的附着力，表面能高的材料在成型过程中（）A.更容易附着在成型设备上B.更难附着在成型设备上C.对成型设备无影响D.会导致成型设备损坏第II卷（非选择题共60分）(总共5题，共60分，答案请写在答题纸上)21.简答题：简述增材制造材料的分类及其特点。(10分)22.论述题：分析增材制造金属材料的性能调控方法及其原理。(15分)23.材料分析题：阅读以下材料：在增材制造陶瓷材料时，研究人员发现通过控制烧结工艺参数，可以显著改善陶瓷材料的性能。例如，适当提高烧结温度可以使陶瓷材料的密度增加，孔隙率降低，从而提高材料的强度和硬度。但烧结温度过高会导致材料出现过烧现象，性能反而下降。问题：请结合材料分析烧结温度对增材制造陶瓷材料性能的影响规律，并说明原因。(15分)24.案例分析题：某企业采用增材制造技术生产金属零件，在生产过程中发现成型件内部存在一些缺陷，如气孔、裂纹等。经过分析，发现材料的粒度分布不均匀以及成型工艺参数设置不合理是导致缺陷产生的主要原因。问题：针对这些问题，提出改进措施，并说明理由。(10分)25.设计题：设计一种基于增材制造的新型复合材料结构，要求阐述该复合材料的组成、性能优势以及在某一领域的应用前景。(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为金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料。金属材料强度高、导电性好，但成型过程中热应力大。高分子材料成型工艺简单、成本低，但强度相对较低。陶瓷材料硬度高、耐高温，但脆性大。复合材料综合多种材料性能优势，可根据需求设计。22.性能调控方法包括合金化，通过添加合金元素改变金属材料的组织结构来改善性能；控制热处理工艺，如退火、淬火等，调整材料的硬度、强度和韧性；优化成型工艺参数，如温度、速度等，影响材料的凝固过程进而调控性能。原理是合金元素与基体形成固溶体或化合物改变组织结构，热处理改变晶体结构和位错密度，成型工艺参数影响材料的凝固方式和组织形态。23.烧结温度较低时，随着温度升高，陶瓷材料密度增加，孔隙率降低，强度和硬度提高，因为温度升高有助于颗粒间原子扩散，促进致密化。但烧结温度过高，会出现过烧现象，导致材料性能下降，可能是因为过高温度使晶粒过度长大，产生内部应力集中等缺陷。24.改进措施：优化材料粒度分布，使粒度均匀，可提高材料流动性和成型质量，减少气孔。合理调整成型工艺参数，如温度、速度等，确保材料充分融合，减少裂纹产生。理由：均匀的粒度分布利于材料在成型过程中更好地流动和填充，合理的工艺参数能保证材料成型时的物理