表面工程學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、表面工程學(xué)復(fù)習(xí)資料1.表面工程技術(shù)：指為了滿(mǎn)足特定的工程需求，是材料或零部件表面具有特殊的成分，結(jié)構(gòu)和性能的化學(xué)，物理方法。 2.表面工程技術(shù)分類(lèi)：（1）表面改性技術(shù)（2）表面微細(xì)加工技術(shù)（3）表面加工三維成型技術(shù)（4）表面合成新材料技術(shù)。 表面：一般將固相和氣相之間的分界面稱(chēng)為表面。界面：把固相之間的分界面稱(chēng)為界面 3.典型的固相表面：（1）理想表面，（2）潔凈表面與清潔表面（3）機(jī)械加工表面（4）一般表面。 4.典型固體界面：界面指兩個(gè)塊體相之間的過(guò)渡區(qū)空間尺度原子間力作用影響范圍大小狀態(tài)材料和環(huán)境條件特征。（1)基于固相晶粒尺寸和微觀(guān)結(jié)構(gòu)差異形成的

2、界面（比爾比層：離表面約5nm的區(qū)域內(nèi)，點(diǎn)陣發(fā)生強(qiáng)烈畸變，形成的厚度約1100nm的晶粒極微小的微晶層。它具有粘性液體膜似的非晶態(tài)外觀(guān)，不僅能將表面覆蓋的很平滑，而且能流入裂縫或劃痕等表面不規(guī)則處；下面為塑性流變層）（2）基于固相組織或晶體結(jié)構(gòu)差異形成的界面（3）基于固相宏觀(guān)或成分差異的界面。 宏觀(guān)成分差異形成的界面：冶金結(jié)合界面、擴(kuò)散結(jié)合界面、外延生長(zhǎng)界面、化學(xué)鍵結(jié)合界面、分子鍵結(jié)合界面、機(jī)械結(jié)合界面。 5.吸附對(duì)材料力學(xué)性能的影響萊賓杰效應(yīng)：許多情況下，由于環(huán)境介質(zhì)的作用，材料的強(qiáng)度，塑性，耐性，耐磨性等力學(xué)性能大大降低，產(chǎn)程原因：（1）不可逆轉(zhuǎn)物理過(guò)程與物理化學(xué)過(guò)程引

3、起的效應(yīng)（2）可逆物理過(guò)程和可逆物理化學(xué)過(guò)程引起的效應(yīng)，這些過(guò)程下降，固體表面自由能，并不同程度地改變材料本身的力學(xué)性能。這種因環(huán)境介質(zhì)的影響及表面自由能減少導(dǎo)致固體強(qiáng)度，塑性降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為萊賓杰爾效應(yīng)。 特征：（1）環(huán)境介質(zhì)的影響有很明顯的化學(xué)特征。(2)只要很少的表面活性物質(zhì)就可以產(chǎn)生萊賓杰爾效應(yīng)。（3）表面活性熔融物的作用十分迅速（4）表面活性物質(zhì)的影響可逆（5)萊賓杰爾效應(yīng)的產(chǎn)生需要拉應(yīng)力和表面活性物質(zhì)同時(shí)起作用。 本質(zhì)：是金屬原子對(duì)活性介質(zhì)的吸附，使表面原子的不飽和鍵得到補(bǔ)償，使表面能降低，改變表面原子間的相互作用，使金屬表面的強(qiáng)度降低。 實(shí)際意義：（

4、1）此效應(yīng)提高金屬加工效率（2）應(yīng)注意避免因此效應(yīng)所造成的材料早期破壞。 7.磨粒磨損：一個(gè)凸起硬面和另一表面接觸，或者在兩個(gè)摩擦面之間存在或嵌有硬顆粒，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)致材料遷移。影響因素：（1）磨粒硬度，形狀和粒度的影響（2）材料力學(xué)性能與微觀(guān)組織的影響（3）工況和環(huán)境條件的影響。 8.粘著磨損：摩擦面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，固相焊合點(diǎn)撕裂，斷裂導(dǎo)致材料遷移。 9.提高耐磨性的途徑：（1）工程結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計(jì)必須合理，在滿(mǎn)足條件下，盡量降低對(duì)磨材料的交互作用力設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)零件的重要性、維修的難易程度、產(chǎn)品成本、使用特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)等預(yù)先進(jìn)行綜合分析（2）零件磨損機(jī)理預(yù)

5、測(cè)，分析和耐磨材料的選擇（3）材料表面耐磨與減磨處理使表面具有良好的力學(xué)性能，如高硬度，高韌度。設(shè)法降低材料表面的摩擦系數(shù)。 10.電化學(xué)腐蝕：指金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中因電化學(xué)作用導(dǎo)致的腐蝕，在腐蝕過(guò)程中有電流的產(chǎn)生。保持氧化膜的必要條件是：新生成的氧化物摩爾體積V氧化物=M/(xD)必須大于氧化物消耗掉的金屬的摩爾體積V金屬=M/ 11.鈍化：這種由于金屬表面狀態(tài)的改變引起金屬表面活性的突然變化，使表面反應(yīng)速度急劇降低的現(xiàn)象。 12.兩種理論：（1）成相膜理論（處于介質(zhì)中的金屬表面能生成一層致密的，覆蓋良好的保護(hù)膜）（2）吸附理論（不一定要形成完整的鈍化膜才會(huì)引

6、起金屬表面鈍化，只要金屬的部分表面上形成氧原子吸附層，就可以產(chǎn)生鈍化） 兩種理論區(qū)別：成像膜理論強(qiáng)調(diào)了鈍化層的機(jī)械隔離作用，吸附理論認(rèn)為主要是吸附層改變了金屬表面的能量狀況，使金屬不飽和鍵趨于飽和，降低了金屬表面的化學(xué)活性，造成鈍化    活化：鈍化的相反過(guò)程，消除金屬表面的鈍化狀態(tài)：金屬表面凈化、增加金屬表面的化學(xué)活性區(qū)。 13.化學(xué)脫脂：利用堿與油脂類(lèi)起化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除材料表面的油污（操作簡(jiǎn)便、脫脂能力強(qiáng)，安全可靠、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化） 14.化學(xué)浸蝕：采用酸與金屬材料表面的繡，氧化皮及其他腐蝕產(chǎn)物起反應(yīng)，使其溶解度下降而除去的

7、工藝（浸蝕速度快，生產(chǎn)效率高，不受工件形狀限制，浸蝕徹底，勞動(dòng)強(qiáng)度低，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)） 化學(xué)浸蝕的一般工藝工程：脫脂-冷水洗（2次）-化學(xué)浸蝕-水洗-中和-水洗 15.表面淬火技術(shù)：采用特定熱源將鋼鐵表面快速加熱到Ac3或Ac1之上，然后使其快冷卻并發(fā)生M相變，形成表面強(qiáng)化層的工藝過(guò)程。組織：淬硬區(qū)（溫度高于AC3），過(guò)渡區(qū)(AC3AC1)，心部組織（原始組織，小于AC1）。性能：表面淬火層硬度比普通淬火工藝的高25HRC，淬火后工件耐磨性更好。此外，表面淬火還可以再零件表面產(chǎn)生正壓力，抑制裂紋的萌生和擴(kuò)展，提高軸類(lèi)零件的疲勞強(qiáng)度并使其缺口敏感性下降。

8、 激光表面熔凝（液相淬火法）：采用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上，當(dāng)激光束移開(kāi)后由于基材內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結(jié)晶的表面處理工藝 工件橫截面沿深度方向的組織依次為：熔凝層、相變硬化層、熱影響區(qū)、基材16.熱滲透：形成擴(kuò)散層的三個(gè)基本條件：（1）滲入元素必須能夠與基體金屬形成固溶體或金屬間化合物。（2）欲滲元素與基材之間必須有直接接觸。(3)被滲元素在基體金屬中要有一定得滲入速度。 17滲透層形成機(jī)理（1）產(chǎn)生滲劑的活性原子并提供給基體金屬表面。（2）滲劑元素的活性原子吸附在基體金屬表面上，隨后被基體金屬所吸收，形成最初的表面固溶體或金屬間化合

9、物，建立熱擴(kuò)散所必須的濃度梯度。（3）滲劑元素原子向基體金屬內(nèi)部擴(kuò)散，基體金屬原子也同時(shí)向滲層中擴(kuò)散，使擴(kuò)散層增厚，即擴(kuò)散層成長(zhǎng)過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)擴(kuò)散過(guò)程。擴(kuò)散的機(jī)理有三種：間隙式擴(kuò)散機(jī)理，置換式擴(kuò)散機(jī)理，空位式擴(kuò)散機(jī)理。 18.熱浸Al：是將鋼材或工件浸入到熔融Al液中，使鋼材或工件表面形成Al及Al合金的方法。過(guò)程：鐵基表面被溶解，并形成合金層合金層中的滲入原子向內(nèi)擴(kuò)散，形成固溶體或化合物。合金層表面包絡(luò)一層純金屬。 19.等離子體熱滲透：利用低真空中氣體輝光放電產(chǎn)生的離子轟擊工件表面，形成熱擴(kuò)滲層的工藝過(guò)程。原理：在輝光放電時(shí)，電離出來(lái)的正離子，在電場(chǎng)作用下轟擊陰極表面，并使

10、陰極材料的某些原子和電子逸出表面，在離子熱擴(kuò)滲中，開(kāi)始階段利用強(qiáng)陰極濺射清潔工件表面，熱擴(kuò)滲時(shí)控制陰極濺射以保持工件表面的粗糙度和獲得所需的滲層組織。 20.熱噴涂的技術(shù)特點(diǎn)：（1）可在各種基體上制備各種材質(zhì)的涂層（2）基體溫度低（3）操作靈活（4）涂層厚度范圍寬。影響因素：設(shè)備，材料，工藝，人員，稱(chēng)之為4M因素。 21.等離子噴涂與噴焊之間的區(qū)別：（1）等離子噴涂時(shí)，等離子弧建立在噴槍內(nèi)鎢陰極與銅陽(yáng)極噴嘴之間，稱(chēng)為非轉(zhuǎn)移弧，而等離子噴則采用非轉(zhuǎn)移弧和轉(zhuǎn)移弧的聯(lián)合弧。（2）等離子噴焊槍與等離子噴涂槍不同，區(qū)別在噴嘴中等離子弧通道的長(zhǎng)度和直徑比比較小，通常在1-1.4之間。&

11、#160;22.常用噴涂材料：（1）金屬?lài)娡坎牧?，有線(xiàn)材和粉末兩種。（2）陶瓷熱噴涂材料，主要集中在氧化物陶瓷材料上，主要形式是粉末。（3）塑料熱噴涂材料，一般采用粉末形式。（4）熱噴涂用復(fù)合粉末材料。為適應(yīng)熱噴涂工藝而制備的復(fù)合材料。通過(guò)增強(qiáng)相增強(qiáng)涂層性能的復(fù)合材料。 23.電鍍?nèi)芤旱幕窘M成：（1）析出的金屬易溶于水的鹽類(lèi)，稱(chēng)為主鹽。（2）能與析出的金屬離子形成鉻鹽的成分（3）提高鍍液導(dǎo)電性的鹽類(lèi)（4）能保持溶液的PH值在要求范圍內(nèi)的緩沖劑（5）有利于陽(yáng)極溶解的助溶陰離子（6）影響金屬離子在陰極上析出的成分添加劑 24.轉(zhuǎn)化膜及著色：轉(zhuǎn)化膜技術(shù)：是通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)方法，

12、使金屬表面形成穩(wěn)定的化合物膜層而不改變金屬外觀(guān)的技術(shù)。 25.P化：磷化膜由金屬表面與稀磷酸及磷酸鹽溶液接觸而形成的。 26.鉻酸鹽鈍化膜：鈍化膜式無(wú)定形膜，主要由不溶性的三價(jià)鉻化合物和可溶性的六價(jià)鉻化合物組成。不溶性部分具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，成為膜的骨架，可溶性部分充填在骨架內(nèi)部，當(dāng)鈍化膜受到輕度損傷時(shí)，露出的基體與膜中的可溶性部分相互作用，使膜自動(dòng)修復(fù)。即自愈作用。 27.發(fā)藍(lán)：鋼鐵的化學(xué)氧化俗稱(chēng)藍(lán)處理，膜的成分為Fe3O4，根據(jù)制件的表面狀態(tài)，材料的成分和氧化處理工藝規(guī)范的不同，可獲得藍(lán)黑色和黑色的氧化膜。 28.鋁陽(yáng)極氧化物膜的組成與結(jié)構(gòu)：多孔

13、膜為細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)，其形狀在膜的形成過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化。氧化膜細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)的大小在決定氧化膜的多孔性和它的性能是都很重要。Keller模型。 29.著色：鋁和鋁合金容易生成陽(yáng)極氧化膜，陽(yáng)極氧化膜是最理想的著色載體，所以鋁材是最用以著色的。方法有：自然顯色法，吸附著色法，電解著色法（二次電解法或淺田法） 30.涂料的基本組成：成膜物質(zhì)，顏料，溶劑，助劑。 31.陰極電泳涂料：陰極電泳涂料時(shí)在樹(shù)脂分子鏈中引入含N，S，P的基團(tuán)，用酸中和形成鹽，能電離成陽(yáng)離子聚合物而增溶分散于水中。 32.電泳涂裝：有陽(yáng)極電泳和陰極電泳，特點(diǎn)：自動(dòng)化流水線(xiàn)生產(chǎn)，機(jī)械化，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低

14、，生產(chǎn)效率高。 33.PVD,CVD定義：在真空條件下，以各種物理方法產(chǎn)生的原子或分子沉積在基材上，形成薄膜或涂層的過(guò)程稱(chēng)為PVD。CVD:把一種或幾種含有構(gòu)成薄膜元素的化合物，單質(zhì)氣體通入放置有基片的反應(yīng)室，借助氣相作用或在基片上的化學(xué)反應(yīng)生成希望的薄膜。 34.濺射：用高能粒子轟擊固體表面，通過(guò)能量傳送，使固體的院子或分子逸出表面并沉積在基片或工件表面形成薄膜的方法。有離子束濺射，陰極濺射兩種。原理：利用低壓氣體的異常輝光放電產(chǎn)生的陽(yáng)離子，在電極作用下高速?zèng)_向陰極。機(jī)理：（1）靶材原子脫離晶格，克服表面勢(shì)壘，直接發(fā)生濺射，并在基材上成膜。（2）靶材原子產(chǎn)生原位振動(dòng)，并波

15、及周?chē)邮拱胁臏囟壬撸?）靶材原子出現(xiàn)反沖，使周?chē)优鲎惨莆?，并如此反?fù)出現(xiàn)多次反沖現(xiàn)象，稱(chēng)為級(jí)聯(lián)碰撞。35.離子鍍膜：特點(diǎn)：（1）膜層與基層結(jié)合力高（2）均鍍能力強(qiáng)（3）基體材料與鍍膜材料可以廣泛搭配。包括真空,反應(yīng)，化學(xué)，交流，離子束離子鍍等。 36.CVD制備薄膜的主要參數(shù)：（1）溫度（2）反應(yīng)物供給配比（3）壓力 37.外延：外延是一種單晶薄膜的技術(shù)，若外延層與襯底材料在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上相同，則稱(chēng)為同質(zhì)外延，若兩者不同，則為異質(zhì)外延。典型的外延有氣相外延，液相外延，分子束外延。 38.高能束：由高密度光子，電子，離子組成的激光束，電子束，離子束有一個(gè)共同

16、特點(diǎn)，就是通過(guò)特定裝置可以聚焦到很小甚至非常細(xì)微的尺寸 39.激光器：二氧化碳激光器，YAG激光器，和準(zhǔn)分子激光器。YAG激光器：由工作物質(zhì)，泵浦源，聚光腔，光學(xué)諧振腔，冷卻濾光及激光電源組成。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，使用簡(jiǎn)便可靠，維修要求低。準(zhǔn)分子激光器：指在激發(fā)態(tài)能夠暫時(shí)結(jié)合成不穩(wěn)定分子，而在基態(tài)又迅速離解成原子的締合物，因而也稱(chēng)為受激準(zhǔn)分子。特點(diǎn)：輸出波長(zhǎng)短，單光子能量高，重復(fù)性好，波長(zhǎng)可調(diào)諧運(yùn)轉(zhuǎn)。 40.離子注入：定義：是將從離子源中引出的低能離子束加速成具有幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)伏的高能離子束后注入到固體材料的表面，形成特殊物理，化學(xué)或者力學(xué)性能表面改性層的過(guò)程，具有原子冶

17、金特征。強(qiáng)化機(jī)理：（1）固熔強(qiáng)化效應(yīng)。（2）晶粒細(xì)化效應(yīng)。（3）晶格損傷效應(yīng)。（4）彌散強(qiáng)化效應(yīng)。（5)晶格變換效應(yīng)。（6）壓應(yīng)力效應(yīng)。 41.PIII原理：由于電子質(zhì)量輕，在脈沖電場(chǎng)作用下其加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離子的加速度，并迅速離開(kāi)處于負(fù)偏壓的試樣，留下一個(gè)等離子體殼。殼內(nèi)的離子往試樣方向加速并注入到試樣表面，同時(shí)等離子體往外擴(kuò)展，直到高壓斷開(kāi)或者達(dá)到穩(wěn)定，當(dāng)下一個(gè)高壓脈沖加上后，上衣過(guò)程再次發(fā)生，離子不斷注入工件表面二、簡(jiǎn)答題 1、表面工程技術(shù)的內(nèi)涵(分類(lèi))；    表面改性技術(shù)、表面合成材料技術(shù)、表面加工技術(shù)、表面加工三維合成技術(shù)&

18、#160;2、表面工程技術(shù)的特點(diǎn)與意義；    表面工程技術(shù)具有一般整體材料加工技術(shù)不具備的優(yōu)點(diǎn)。 1）主要作用在基材表面，對(duì)遠(yuǎn)離表面的基材內(nèi)部組織與性能影響不大。因此，可以制備表面性能與基材性能相差很大的復(fù)合材料。 2）采用表面涂(鍍)、表面合金化技術(shù)取代整體合金化，使普通、廉價(jià)的材料表面具有特殊的性能，不僅可以節(jié)約大量貴重金屬，而且可以大幅度提高零部件的耐磨性和耐蝕性，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。 3）可以兼有裝飾和防護(hù)功能，有力推動(dòng)了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 4）表面薄膜技術(shù)和表面微細(xì)加工技術(shù)具有微細(xì)加工功能，是制

19、作大規(guī)模集成電路、光導(dǎo)纖維和集成光路、太陽(yáng)能薄膜電池等元器件的基礎(chǔ)技術(shù)。 5）二維的表面處理技術(shù)已發(fā)展成為三維零件制造技術(shù)（生長(zhǎng)型制造法），不僅大幅度降低了零部件的制造成本，亦使設(shè)計(jì)與生產(chǎn)速度成倍提高。 6）表面工程技術(shù)已成為制備新材料的重要方法，可以在材料表面制備整體合金化難以做到的特殊性能合金等。 3、表面工程技術(shù)中結(jié)合界面的類(lèi)型及其結(jié)合強(qiáng)度的特點(diǎn)；   1）冶金結(jié)合界面 特點(diǎn)：結(jié)合強(qiáng)度很高，可以承受較大的外力或載荷，不易在服役過(guò)程中發(fā)生剝落。   2）擴(kuò)散結(jié)合界面 特點(diǎn)：覆層與基

20、材之間的成分梯度變化，并形成了原子級(jí)別的混合或合金化。   3）外延生長(zhǎng)界面 特點(diǎn)：理論上應(yīng)有較好的結(jié)合強(qiáng)度。具體取決于所形成的單晶層與襯底的結(jié)合鍵類(lèi)型，如分子鍵、共價(jià)鍵、離子鍵或金屬鍵等。   4）化學(xué)鍵結(jié)合界面 特點(diǎn)：結(jié)合強(qiáng)度較高，界面的韌性較差，表面發(fā)生粘連、氧化、腐蝕等化學(xué)作用也會(huì)產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)合界面。   5）分子鍵結(jié)合界面 特點(diǎn)：覆層與基材(或襯底)之間未發(fā)生擴(kuò)散或化學(xué)作用。結(jié)合強(qiáng)度較低。   6）機(jī)械結(jié)合界面 特點(diǎn)：結(jié)合強(qiáng)度

21、不高，但可起輔助作用。 4、固體表面的吸咐的種類(lèi)及特點(diǎn)；   固體表面的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類(lèi)。 5、寫(xiě)出Young方程并說(shuō)明“潤(rùn)濕”與“不潤(rùn)濕”； Young方程： Young方程反映了潤(rùn)濕角的大小與三相界面張力之間的定量關(guān)系：      5、表面粗糙度的兩種常用表達(dá)方式；       6、最常見(jiàn)的磨損種類(lèi)；如何通過(guò)表面技術(shù)提高耐磨性？   磨損分為七類(lèi)：

22、   粘著磨損   磨粒磨損   疲勞磨損     腐蝕磨損  （最基本的）   微動(dòng)磨損 沖蝕(包括氣蝕)磨損 高溫磨損 提高零件耐磨性的途徑： 1）工程結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì) 2）零件磨損機(jī)理預(yù)測(cè)、分析和耐磨材料的選擇 3）材料表面耐磨與減摩處理     7、腐蝕按材料腐蝕原理可分為哪兩類(lèi)？ 

23、  化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕  8、金屬腐蝕的主要形式；金屬材料腐蝕控制及防護(hù)方法；   金屬腐蝕的主要形式：局部腐蝕、全面腐蝕和在機(jī)械力作用下的腐蝕。金屬材料腐蝕控制及防護(hù)方法：1產(chǎn)品合理設(shè)計(jì)與正確選材2電化學(xué)保護(hù)3表面覆層及表面處理4加入緩蝕劑  9、表面預(yù)處理的作用及主要工序；      作用：清除材料表面雜質(zhì)，露出材料(金屬)本色使并使其處于活化狀態(tài)，獲得“清潔表面”甚至“潔凈表面”，以提高表面覆層的質(zhì)量以及覆層與基材的結(jié)合強(qiáng)度。 

24、     表面預(yù)處理工序主要包括脫脂、除銹和獲取一定程度粗糙度的表面等幾部分。  10、形成熱擴(kuò)滲層的基本條件； 1)滲入元素必須能夠與基體金屬形成固溶體或金屬間化合物。 2)欲滲元素與基材之間必須有直接接觸。 3)被滲元素在基體金屬中要有一定的滲入速度。 4)(對(duì)靠化學(xué)反應(yīng)提供活性原子的熱擴(kuò)滲工藝)該反應(yīng)必須滿(mǎn)足熱力學(xué)條件。(產(chǎn)生活性原子；反應(yīng)平衡常數(shù)>1%。)  11、熱擴(kuò)滲層的形成機(jī)理；    1) 產(chǎn)生

25、滲劑元素的活性原子并提供給基體金屬表面。       活性原子的提供方式：熱激活能法、化學(xué)反應(yīng)法（常用方法）。    2)滲劑元素的活性原子吸附在基體金屬表面上，隨后被基體金屬所吸收，形成最初的表面固溶體或金屬間化合物，建立熱擴(kuò)滲所必須的濃度梯度。     3)滲劑元素原子向基體金屬內(nèi)部擴(kuò)散，基體金屬原子也同時(shí)向滲層中擴(kuò)散，使擴(kuò)滲層增厚，即擴(kuò)滲層成長(zhǎng)過(guò)程(簡(jiǎn)稱(chēng)擴(kuò)散過(guò)程)。     擴(kuò)散的

26、機(jī)理：間隙式擴(kuò)散、置換式擴(kuò)散和空位式擴(kuò)散機(jī)理。  12、常用的熱浸滲方法及其應(yīng)用；    熱浸滲工藝種類(lèi)： 溶劑法(濕法和干法)、氧化還原法(森吉米爾法)。兩種方法是按脫脂除銹、表面保潔方式來(lái)分類(lèi)的。 熱擴(kuò)滲鋅層具有良好的耐腐蝕能力，更高的硬度和耐磨性。滲鋁是一種既可以保持工件的基體韌性，又可以提高表面的抗氧化和耐腐蝕能力的方法。 熱浸鋅層的耐腐蝕性能：保護(hù)膜保護(hù)，陰極保護(hù)作用。13、等離子體熱擴(kuò)滲的基本特點(diǎn)；     特點(diǎn)（與普通氣體熱擴(kuò)滲技術(shù)相比）：&

27、#160; (1)表面活性高，熱擴(kuò)滲速度快；  (2)熱擴(kuò)滲層組織容易控制；  (3)可去除氧化膜和鈍化膜，能進(jìn)行有效熱擴(kuò)滲；  (4)易實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制。  14、常用的熱噴涂工藝方法及其基本特點(diǎn)；    1）火焰噴涂工藝  (優(yōu)點(diǎn))設(shè)備投資少，無(wú)電力要求，操作容易，沉積效率高等 (缺點(diǎn))涂層氧含量較高，孔隙較多，焰流溫度較低，涂層種類(lèi)較少，涂層結(jié)合強(qiáng)度偏低，涂層質(zhì)量不高。    2）電弧

28、噴涂工藝 (優(yōu)點(diǎn))涂層密度及結(jié)合強(qiáng)度較高，噴涂速度和沉積效率高，運(yùn)行費(fèi)用較低。 (缺點(diǎn))只能用于具有導(dǎo)電性能的金屬線(xiàn)材。    3）等離子噴涂工藝 (優(yōu)點(diǎn))焰流溫度高，噴涂材料適應(yīng)面廣，特別適合噴涂高熔點(diǎn)材料；涂層密度及   結(jié)合強(qiáng)度高。 (缺點(diǎn))熱效率低、沉積效率較低，設(shè)備相對(duì)復(fù)雜、價(jià)格較貴，噴涂成本高。  15、電鍍層的基本條件；    1）與基體金屬結(jié)合牢固，附著力好；    2）

29、鍍層完整，結(jié)晶細(xì)致，孔隙少；    3）鍍層厚度分布均勻。  16、鍍層按其性能特點(diǎn)可分為哪三類(lèi)？    (1)防護(hù)性鍍層：在大氣或其它環(huán)境下，可延緩基體金屬發(fā)生腐蝕的鍍層。    (2)防護(hù)裝飾性鍍層：在大氣環(huán)境中，既可減緩基體金屬的腐蝕，又起到裝飾作用的鍍層。    (3)功能性鍍層：能明顯改善基體金屬的某些特性的鍍層，包括耐磨鍍層，導(dǎo)電鍍層，導(dǎo)磁鍍層，釬焊性鍍層，其它功能性鍍層(吸熱鍍層、反光鍍層、防滲鍍層、抗

30、氧化鍍層、耐酸鍍層等) 17、常見(jiàn)的電鍍方式及其特點(diǎn)； 1）掛鍍   (優(yōu)點(diǎn))是適合于各類(lèi)零件的電鍍；電鍍時(shí)單件電流密度較高且不會(huì)隨時(shí)間而變化，槽電壓低，鍍液溫升慢，帶出量小，鍍件的均勻性好；  （缺點(diǎn))勞動(dòng)生產(chǎn)率低，設(shè)備和輔助用具維修量大。     2）滾鍍   (優(yōu)點(diǎn))節(jié)省勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率，設(shè)備維修費(fèi)用少且占地面積小，鍍件鍍層的均勻性好。   (缺點(diǎn)) 鍍件不宜太大和太輕；單件電流密度小，電流效率低，槽電壓高

31、，槽液溫升快，鍍液帶出量大。其使用范圍較小。 3）刷鍍 (優(yōu)點(diǎn))不需要電鍍槽，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝靈便、沉積速度快、鍍層與基體材料的結(jié)合力好、鍍后不需要機(jī)加工、對(duì)環(huán)境污染小、節(jié)水省電等。 (缺點(diǎn))不適于面積大、尺寸大的零件修復(fù)，也不能用于大批量鍍件的生產(chǎn)。    4）連續(xù)電鍍    特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高、工藝要求高。  18、電鍍的工藝過(guò)程；    1）鍍前處理：拋光（打磨）、脫脂、除銹、活化等   &

32、#160;2）電鍍    3）鍍后處理：鈍化、浸膜  19、常用單金屬電鍍層的基本特點(diǎn)及主要用途；     1）鍍鋅 鋅鍍層為陽(yáng)極性鍍層，表層形成致密氧化物薄膜。 白鐵：鍍鋅鐵，可用作日常用品如箱子，水管等的材料。 2）鍍銅 銅鍍層為陰極性鍍層。 應(yīng)用：電力、電子、仿古用品、其它鍍層的底層或中間層。 3）鍍鎳 鎳鍍層為陰極性鍍層。（鎳極易鈍化）  （Fe2：-0.44V） 4）鍍鉻鉻鍍層

33、為陰極性鍍層，硬度高，極易鈍化（Cr2O3）。 鍍鉻：裝飾性鍍鉻、功能性鍍鉻。 5）鍍錫     對(duì)鐵及銅而言，鍍錫層分別為陰極性鍍層和陽(yáng)極性鍍層。錫是無(wú)毒金屬，質(zhì)軟，熔點(diǎn)低，釬焊性好。 馬口鐵：鍍錫鐵，可用作食品罐頭的包裝材料。 6）鍍銀 鍍銀層為陰極性鍍層。 銀鍍層有功能性和裝飾性?xún)煞矫娴挠猛尽?#160;7）鍍金 鍍金層為陰極性鍍層。金鍍層具有極好的耐蝕性、導(dǎo)電性和抗高溫性。  21、化學(xué)鍍的原理與特點(diǎn)； 化學(xué)鍍是一個(gè)在催化條件下發(fā)生的氧化

34、一還原反應(yīng)過(guò)程。(有別于普通化學(xué)沉積) 優(yōu)點(diǎn)：     鍍層致密，孔隙少、硬度高，具有極好的化學(xué)和物理性能；     可鍍制形狀復(fù)雜的工件，且鍍層厚度均勻；     可鍍基材廣泛(對(duì)非金屬等材料需經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理)；     設(shè)備簡(jiǎn)單(不需要外加直流電源)。     缺點(diǎn)：     可鍍制

35、的金屬(合金體系)有限；     鍍液昂貴，穩(wěn)定性差，鍍制成本高。      22、復(fù)合鍍層的種類(lèi)及應(yīng)用；     彌散沉積法 沉積共析法 埋置沉積法纖維強(qiáng)化復(fù)合鍍 復(fù)合鍍的主要用途：提高鍍層的耐蝕性、耐磨性、潤(rùn)滑性，改進(jìn)表面外觀(guān)和提高其它功能特性。  23、非金屬電鍍的基本工藝(前處理)流程；不同的非金屬材料在電鍍前的前處理步驟基本相同：粗化、脫脂、敏化、活化和化學(xué)鍍等。 1

36、）粗化方法： 機(jī)械粗化：提高結(jié)合力的程度有限； 化學(xué)粗化：能大幅度提高結(jié)合力。氧化、溶脹 2）脫脂處理：ABS塑料用無(wú)水乙醇、丙酮等。 3）敏化：將已經(jīng)過(guò)粗化、脫脂等處理的非金屬制品浸入一定濃度的易被氧化的化合物溶液中，使其表面吸附一些還原劑的過(guò)程。 4）活化：將敏化處理后的制品浸入含有氧化劑的溶液中，使其表面形成膠體狀微粒沉積層的過(guò)程。 5）還原處理：用一定濃度的化學(xué)鍍時(shí)所用的還原劑溶液將制品表面殘留的催滲劑還原干凈，以免影響后面的化學(xué)鍍?nèi)芤旱倪^(guò)程。  24、轉(zhuǎn)化膜的主要用途；   

37、  表面轉(zhuǎn)化膜與著色技術(shù)的主要用途：防護(hù)、提高基體與涂層間的結(jié)合力、表面裝飾性、表面特殊性能。     轉(zhuǎn)化膜的性質(zhì)和用途：(1)用于防護(hù)和裝飾轉(zhuǎn)(2)提高涂膜與基體的結(jié)合力(3)耐磨減摩(4)適用于冷成形加工(5)電絕緣性  25、陽(yáng)極氧化的工藝流程；    1）預(yù)處理（P164）：脫脂、堿蝕    2）氧化 增加電壓及電流密度、降低溶液(槽液)溫度及濃度，可增加膜的生長(zhǎng)速率（膜厚）。  

38、60; 3）陽(yáng)極氧化膜的封閉 氧化膜多孔，活性高，吸附性很強(qiáng)(著色)，容易被污染或被腐蝕介質(zhì)侵入，氧化后的膜層必須要通過(guò)封孔才能達(dá)到最好的耐蝕效果。  26、真空在薄膜技術(shù)中的作用；    1）減少雜質(zhì)   2）減少散射  3）有利于蒸發(fā)等進(jìn)行  27、在蒸發(fā)鍍膜中，為什么必須精確控制蒸發(fā)源的溫度？28、對(duì)比PVD和CVD法中的薄膜生成過(guò)程(階段)； CVD法中的薄膜生成過(guò)程(階段)： 反應(yīng)氣體向基片擴(kuò)散； 反應(yīng)氣體

39、吸咐于基片的表面； 反應(yīng)氣體在基片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 反應(yīng)產(chǎn)生的氣相副產(chǎn)物被排掉，產(chǎn)生的固體物質(zhì)沉積下來(lái)成為不蒸發(fā)的固體膜。  29、簡(jiǎn)述CVD的沉積條件； 1）在沉積溫度下，反應(yīng)物必須有足夠高的蒸氣壓；     2）反應(yīng)產(chǎn)物除薄膜為固態(tài)外，其他的必須是揮發(fā)性的；     3）沉積薄膜本身必須有足夠低的蒸氣壓，基體材料在沉積溫度下的蒸氣壓也必須足夠低。  30、簡(jiǎn)述CVD法的特點(diǎn)。 1）膜材廣泛：金屬、非金屬、合金等 2）成膜速率，效率高：幾個(gè)-數(shù)百µm/min，基片數(shù)量大