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第一章1固体材料的界面一般分为哪三种，各自的含义分别是什么？1）表面固体材料与气体或液体的分界面。2）晶界（或亚晶界）多晶体内部成分、结构相同而取向不同晶粒（或亚晶）之间的界面。3）相界面: 固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面。相界面有三类，如固相与固相的相界面（ss）；固相与气相之间的相界面（sV）；固相与液相之间的相界面（sL）。2.什么是表面改性？什么是表面加工？二者有什么区别？表面改性用机械、物理和化学的方法，改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。表面加工通过物理化学方法使金属表面的形貌发生改变，但不改变金属表面的金相组织和化学成分，如：表面微细加工、抛光、蚀刻、整体包覆第二章1.什么是清洁表面，什么是实际表面，二者具有怎样的研究意义？清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。这种清洁表面的化学组成与体内相同，但周期结构可以不同于体内。在材料实际应用过程中，材料表面是要经过一定加工处理(切割、研磨、抛光等)，材料又在大气环境(也可能在低真空或高温)下使用。材料可能是单晶、多晶、非晶体。这类材料的表面称为实际表面。2.什么是理想表面？特点是什么？对于没有杂质的单晶，作为零级近似可将其清洁表面理想为一个理想表面。这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响，忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷等，忽略了外界对表面的物理化学作用等。这种理想表面作为半无限的晶体，体内的原子的位置及其结构的周期性，与原来无限的晶体完全一样3.从二维结晶学的角度分析，单晶材料的清洁表面原子有什么特点，其趋于能量最低的稳定状态主要采取哪两种方式？对于没有杂质的单晶，作为零级近似可将其清洁表面理想为一个理想表面。这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。(1)自行调整，表面处原子排列与内部有明显不同；(2)靠外来因素，如吸附杂质、 生成新相等。4.根据表面原子排列，清洁表面又可分为哪三种，这三种表面分别呈现什么特点？根据表面原子的排列，清洁表面又可分为台阶表面、弛豫表面、重构表面等。 台阶表面不是一个平面，它是由有规则的或不规则的台阶的表面所组成。由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移，称为表面弛豫。重构是指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内，但垂直方向的层间距则与体内相同。5.什么是吸附表面，什么是偏析表面？吸附表面有时也称界面。它是在清洁表面上有来自表面周围空间吸附在表面上的质点所构成的表面。不论表面进行多么严格的清洁处理，总有一些杂质由体内偏析到表面上来，从而使固体表面组成与体内不同，称为表面偏析。6.什么是表面粗糙度，它和波纹度，宏观几何形状误差有何不同？表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度与波纹度、宏观几何形状误差不同的是：相邻波峰和波谷的间距小于1mm，并且大体呈周期性起伏。7.固体表面自由能和表面张力与液体相比有什么不同与液体相比：1）固体的表面自由能中包含了弹性能。表面张力在数值上不等于表面自由能。2）固体的表面张力是各向异性的。3）实际固体的表面绝大多数处于非平衡状态，决定固体表面形态的主要是形成固体表面时的条件以及它所经历的历史，而表面张力的影响变得次要。 4）固体的表面自由能和表面张力的测定非常困难。 第三章1.什么是电镀，电镀分哪两种？电镀是指借助外界直流电的作用，利用电解原理，使导电体(例如金属)的表面沉积一层金属或合金层。分为有槽电镀和无槽电镀2.什么是有槽电镀？有槽电镀即：将零件作为阴极放在含有欲镀金属的盐类电解质溶液中，并使阳极的形状符合零件待镀表面的形状，通过电解作用而在阴极上（即零件）发生电沉积现象形成电镀层。3分析说明电镀反应中的基本反应？阳极金属失去电子变为离子溶于电解液中，即发生氧化反应；M-neMn+阴极附近的离子获得电子而沉积于零件表面，即发生还原反应。M n+neM4电镀之前需要对材料进行预处理，其中脱脂（或除油）过程主要采取哪两种方式进行，基本原理是什么？热浸除油：利用碱剂和皂化油脂的皂化作用去除金属表面的污垢和氧化物，其必需具备湿润、渗透、分散及乳化效果。电解除油：利用电解原理，阴极产生氢气将金属还原（不锈钢板），阳极产生氧气并将污垢氧化（零件）；气体带动搅拌作用而将污垢脱离。 5.有槽电镀一般采取什么样的活化方式，活化的目的是什么？活化可将金属表面的氧化物、盐加以去除，使金属表面容易与后续电镀金属紧密结合一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理6.举出电镀的两种镀后处理工艺，并简要说明钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理在镀层上形成一层坚实致密的稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广镀Zn,Cu等后都可进行钝化处理。除氢处理有些金属(如Zn）在电沉积过程中除自身沉积出来外还会析出一部分氢这部分氢渗入镀层中使镀件产生脆性甚至断裂称为氢脆。为了消除氢脆往往在电镀后使镀件在一定的温度下热处理数小时称为除氢处理。7.设计通过有槽电镀进行电镀锌处理的装置，画出示意图，写出基本的电镀反应。分析电镀锌过程中产生清脆的原因，并指出解决途径阳极发生金属的溶解反应： Zn = Zn2+ + 2e阴极发生金属的沉积反应： Zn2+ + 2e = ZnZn22e Zn (主反应) He H2 (副反应) 造成析氢的吸附，形成内应力，引起氢脆，所以镀锌后要进行加热处理，通常在200加热2小时，来消除氢脆和内应力。8从电化学角度分析在钢铁表面镀锌和镀铜分别起什么作用，二者有何不同铁的活泼性介于锌和铜之间，比如镀铜，因为铜的化学性质比铁稳定，所以能阻止空气当中的氧对铁的氧化。镀锌，因为锌的的化学性质比铁的活泼，有锌在铁的表面，空气当中的氧会先氧化锌，锌起到一个垫底的作用。9.什么是合金电镀在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属，形成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程，称为合金电镀。10.实现金属共沉积需要满足哪两个条件，要是两种金属析出电位足够接近，可采取什么措施组成合金镀层的金属中，至少有一种金属能单独从其盐的水溶液中沉积出来。两种金属的析出电位要十分接近。改变镀液中金属离子的浓度 ，采用络合剂， 采用适当的添加剂 11.什么是复合电镀，复合电镀中使用的固体微粒主要有哪两类？在镀覆溶液中加入非水溶性的固体微粒，使其与主体金属共同沉积形成镀层的电镀工艺称之为复合电镀，所得镀层称为复合镀层。提高镀层耐磨性的高硬度、高熔点的微粒；提高镀层自润滑特性的固体润滑剂微粒。12.什么是非金属电镀，实现非金属材料的电镀最关键的工艺是什么？非金属电镀是指对塑料、玻璃、陶瓷、纤维等非金属制品电镀。非金属电镀的关键工艺是表面金属化，使非金属基体上生成导电层以便进行导电。表面金属化的方法有化学镀法、喷涂法、烧渗银法和涂刷法等。13.无槽电镀技术中电镀所需的电镀液由什么提供？无槽电镀预处理过程中活化处理采取什么方式14.什么是化学镀，化学镀与电镀的区别？化学镀是指在没有外电流通过的情况下，利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。化学镀不需要外电源，设备简单、操作容易，可用于各种基体，如：金属（钢、铝、镁等）、非金属（陶瓷、塑料、木材等）及半导体等。均镀能力和深镀能力好，无论工件如何复杂（深孔、凹槽、盲孔等），只要采取适当的技术措施，均可得到均一的镀层。镀层晶粒细、空隙小，力学性能、物理性能和化学性能优良。如具有很好的耐腐蚀性（某些性能优于不锈钢）、耐磨性和硬度，低磷镀层有很好的电磁性，而高磷镀层有很好的非磁性。15.简要说明化学镀的基本原理，该原理与电镀的基本原理的区别被镀件浸入镀液中，化学还原剂在溶液中提供电子使金属离子还原沉积在镀件表面：Mn+neM其实质是化学氧化还原反应，有电子转移、无外电源的化学沉积过程。化学镀所需的电子是通过化学反应直接在溶液中产生的，而电镀所需的电子是通过外加电源获得的16.什么是置换镀，置换镀所得涂层的特点？以电位较负的金属工件浸在电位较正的金属的盐溶液中，使电位较正的金属被还原而沉积在工件表面置换镀只能获得较薄的镀层。17什么是化学还原镀，其反映机理是什么？还原镀是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应而产生金属沉积的过程。这种方法不是通过金属的溶解，而是依靠还原剂的化学反应：Rn+ + MZ+ R(n+z) + M在这里还原剂Rn+被氧化成R(n+z)，而自由电子使MZ+还原，还原剂的电位应该显著低于沉积金属的电位。18.化学镀的镀液中，金属盐，还原剂，络合剂，缓冲剂，稳定剂个起什么作用浓度较低的金属盐 还原剂：提供电子 络合剂：控制沉积速度、抑制沉淀 缓冲剂：使镀液的pH值保持不变 稳定剂：提高溶液的稳定性，并抑制自发的分解反应19简述次磷酸盐化学镀镍的原子氢态理论和电化学理论原子氢态理论H2PO2- + H2O HPO3- + 2H + H+Ni2+ + 2H Ni + 2H+H2PO2- + H H2O + OH- + P3P + Ni NiP32H H2电化学阳极反应： H2PO2- + H2O H2PO3- + 2H+ + 2e阴极反应： Ni2+ + 2e Ni H2PO2- + e 2OH- + P 2H+ + 2e H2金属化反应：3P + Ni NiP320.以甲醛做还原剂的化学镀铜溶液作为对象，简述化学镀铜的原子氢态理论的和电化学理论原子氢态HCHO + OH- HCOO- + 2HHCHO + OH- HCOO- + H2Cu2+ + 2H +2OH- Cu + 2H2O电化学阳极反应：HCHO + OH- HCOO- + H2 + 2e阴极反应：Cu2+ + 2e Cu21化学镀铜溶液由哪两部分组成，使用时候应注意什么，为什么甲盐，含有硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯化镍的溶液 乙盐，含有还原剂甲醛的溶液 这两种溶液预先分别配制，在使用时将它们混合在一起。 混合时，在搅拌下将甲组徐徐加入乙组溶液中，开始可能有氢氧化铜沉淀产生，搅拌中会逐渐溶解，此时铜呈络离子状态存在。第四章1.化学转化膜的定义使金属与特定的腐蚀液相接触，在一定条件下发生化学反应，在金属表面形成一层附着力良好、难溶的生成物膜层。这些膜层，或者能保护基体金属不受水和其它腐蚀介质的影响，或者能提高有机涂膜的附着性和耐老化性，或者能赋予表面其它性能。2.简述化学转化膜的形成机理，该机理与电镀和化学镀机理有何本质区别，这使得化学转化膜与电镀化学镀所得的镀层在结合力方面有何不同金属表层的原子与特定介质中的阴离子在一定的条件下发生化学反应，成膜的典型反应如下：mM + nAz- - MmAn + nze其中：M表面金属，Az-介质中价态为z的阴离子。3什么是钢铁的化学氧化。在工业上又被称为什么钢铁在含有氧化剂的溶液中进行化学处理，可在其表面生成一层 0.5 1.5 m 厚的均匀致密的以 Fe3O4 为主的氧化膜，称为钢铁的化学氧化。由于 Fe3O4 膜的颜色可以从蓝到黑变化，故又称发蓝或发黑处理。4.钢铁的高温化学氧化和常温化学氧化技术分别采用什么处理液，二者的处理温度分别是多少，所得氧化膜的主要成分分别是什么高：亚硝酸钠的浓碱性处理液，在140左右的温度下处理15 min 90 min。磁性氧化铁(Fe3O4)为主的氧化膜，膜厚一般只有0.5-1.5 m，最厚可达2.5 m。常：表面膜主要成分是CuSe，其功能与Fe3O4膜相似。CuSO4,亚硒酸、5.简述钢铁高温氧化的化学反映机理和电化学反映机理。化：钢铁表面在热碱液和氧化剂（亚硝酸钠）的作用下生成亚铁酸钠：3Fe + NaNO2 + 5NaOH 3Na2FeO2 + H2O + NH3ii. 亚铁酸钠与溶液中的氧化剂进一步反应生成铁酸钠：6Na2FeO2 + NaNO2 + 5H2O = 3Na2Fe2O4 7NaOH + NH3iii. 铁酸钠与亚铁酸钠相互反应生成磁性氧化铁：Na2Fe2O4 Na2FeO2 2H2OFe3O4 + 4NaOH电化：钢铁浸入电解质溶液后，即在表面形成无数的微电池，在铁的微阳极区发生氧化反应：Fe Fe2+ + 2e在强碱性有氧化剂的溶液中，阳极区二价铁离子转化成三价铁的氢氧化物6Fe2+ + NO2- + 11OH- 6FeOOH +H2O + NH3在微阴极区，氢氧化铁被还原FeOOH e HFeO2-(二价铁)HFeO2- 和FeOOH 相互作用脱水生成磁性氧化铁2FeOOH + HFeO2- Fe3O4 + OH- + H2O6.钢铁高温氧化过程中为什么容易出现红霜现象，可以通过什么方法消除红霜氧化铁的水合物在较高的温度下，容易失去部分结晶水形成含结晶水较少的一种物质，Fe2O3(m-n)H2O在碱液中溶解度很小，容易形成红色的沉淀附着在氧化膜表面，出现生产中的“红霜 ”现象。这是钢铁氧化过程中常见的故障，应尽量避免。7.钢铁的高温氧化工业主要有哪两种单槽法，双槽法8简述钢铁常温氧化机理的两种观点1.i. 钢铁进入发黑液中，钢铁表面的铁原子，置换溶液中的铜离子，生成的铜覆盖在金属表面：CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu ii. 金属铜进一步与亚硒酸反应，生成黑色的硒化铜表面膜 ：Cu + 3H2SeO3 2CuSeO3 + CuSe + 3H2O 2i. 除上述机理外，钢铁表面还可与亚硒酸发生氧化还原反应：H2SeO3 + 3Fe + 4H+ 3Fe2+ + Se2- + 3H2O ii. 生成的Se2-与Cu2+结合生成CuSe：Cu2+ + Se2- = CuSe 9.什么是阳极氧化阳极氧化即：将金属零件（如铝件）作为阳极放置于适当的电解液中（如硫酸、铬酸、草酸等水溶液），在外加电流的作用下，表面生成氧化膜的方法。10.如需对铝及铝合金材料进行阳极氧化处理，应怎么样进行装置设计将铝或铝合金的制品作为阳极，铅作为阴极（只起导电作用），在外加电流的作用下生成氧化膜的过程，电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液。11.简述铝阳极氧化膜形成机理阳极反应： H2O - 2e O + 2H+3Al + 3O Al2O3阴极反应： 2H+ + 2e H2 反应的同时还伴随着酸对铝及生成的Al2O3氧化膜的溶解：Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2 Al2O3 + 6H+ 2Al3+ + 3H2O12.从微观结构角度分析，阳极氧化铝膜可以分为哪三层13.画出铝阳极氧化电压时间曲线，并以此对阳极氧化膜形成过程进行分析ab:无孔层，电阻上升导致电压快速升高，在阳极形成连续无孔薄膜层Bc电压下降，薄膜被酸溶解，形成多空层，b点为临界电压Cd氧化膜成与溶解平衡，电阻不变，电压也不变14阳极氧化膜着色哪三种方式，各自机理无机颜料着色：物理吸附作用。色调不鲜艳，与基体结合力差，但耐晒性好 有机染料着色：物理吸附和化学反应。色泽鲜艳，颜色范围广，但耐晒性差。 电解着色：电化学反应。氧化膜具有良好的耐磨性、耐热性、耐晒性，而且色泽稳定。15.阳极氧化膜热水封闭法，重铬酸封闭法，水解盐封闭法各自机理氧化膜表面和孔隙中的Al2O3和水分子结合生成水合氧化铝。Al2O3 + H2O = 2AlO(OH) = Al2O3H2O Al2O3 + 3H2O = 2AlO(OH)2H2O = Al2O33H2O 生成一水合氧化铝，体积增大33%；生成三水合氧化铝，体积增大100%，由于体积的增大就使膜孔封闭。氧化膜表面和微孔壁的氧化铝与重铬酸钾发生化学反应生成碱式铬酸铝和碱式重铬酸铝的沉淀：2Al2O3 + 3K2Cr2O7 + 5H2O =2Al(OH)CrO4 + 2Al(OH)Cr2O7 + 6KOH 该沉淀与热水和氧化铝反应生成的一水合氧化铝、三水合氧化铝一起封闭了氧化膜的微孔镍盐和钴盐的极稀溶液在加热条件下，被氧化膜吸附，在氧化膜的微孔中发生水解反应：Ni2+ + 2H2O Ni(OH)2 + 2H+Co2+ + 2H2O Co(OH)2 + 2H+ 生成的氢氧化钴和氢氧化镍沉积在氧化膜的微孔中，将孔封闭。16.什么是金属的磷酸盐处理热浸镀（简称热镀）：将工件浸在熔融的液态金属中，在工件表面发生一系列物理和化学反应，取出冷却后表面形成所需的金属镀层的方法。17简述磷化膜形成的化学机理和电化学机理用含有Mn、Fe、Zn的磷酸二氢盐作磷化剂，在金属与溶液的界面，发生化学反应：M(H2PO4)2 MHPO4 + H3PO4MHPO4 M3(PO4)2 + H3PO4 可溶性的磷酸二氢盐水解生成不溶性的磷酸氢盐和磷酸盐。2. 铁在磷酸里溶解：3Fe +2H3PO4 Fe3(PO4)2 +3 H2 反应生成的不溶于水的磷酸盐在金属表面沉积成为磷酸盐保护膜。阴极反应：2H+ + 2e = H2 阳极反应：Fe - 2e = Fe2+Fe2+ + 2H2PO4- = Fe(H2PO4)2 Fe(H2PO4)2 = FeHPO4 + H3PO43FeHPO4 = Fe3(PO4)2+ H3PO4 同时，阳极反应生成物还有Mn3(PO4)2 Zn3(PO4)2一起结晶，形成磷化膜。18.什么是金属铬酸盐处理，工业上又称为什么把金属或金属镀层放入含有某些添加剂的铬酸或铬酸盐溶液中，通过化学或电化学的方法使金属表面生成有三价铬和六价铬组成的铬酸盐膜的方法，叫做金属的铬酸盐处理，也称钝化。19.简述铬酸盐膜形成的过程和化学反映机理过程：金属表面氧化并以离子形式转入溶液，同时析出氢气。析出的氢气促使一定数量的六价铬还原成三价，并由于界面pH值升高，使三价铬以胶体的氢氧化铬形式沉淀。 氢氧化铬胶体自溶液中吸附和结合一定数量的六价铬在金属界面构成具有某种组成的铬酸盐膜。 机理：锌浸入铬酸盐溶液后被溶解：Zn + 2H+ Zn2+ + H2 2. 析氢引起锌表面的重铬酸离子的还原：Cr2O72- + 8H+ 2Cr(OH)3 + H2O3. 上述反应使得溶液和锌的界面pH值升高，从而生成以氢氧化铬为主体的胶体状的柔软不溶性复合铬酸盐膜。2Cr(OH)3+CrO42-+2H+Cr(OH)3Cr(OH)CrO4H2O+ H2O4. 这种铬酸盐膜像浆糊一样柔软，容易从锌表面去掉，待干燥脱水收缩后，则固定在锌表面上形成铬酸盐特有的防护膜： Cr(OH)3 Cr(OH) CrO4H2O xCr2O3yCrO3zH2O20.铬酸盐处理溶液主要组成，铬酸盐膜主要成分铬酸盐膜主要由三价铬和六价铬化合物，以及基体金属或镀层金属的铬酸盐组成。在铬酸盐膜中，不溶性的化合物构成了膜的骨架，使膜具有一定的厚度和强度。六价铬化合物填充在骨架空隙之中，使基体金属钝化并具有自愈性（自修复性）。第五章1.什么是涂装将有机涂料通过一定方法涂覆于材料或制件表面，形成涂膜的全部工艺过程，称为涂装。2.什么叫粘接或粘合，什么是粘涂？用胶粘剂将各种材料或制件连结成为一个牢固整体的方法，称为粘结或粘合。粘涂技术，是将特种功能的胶粘剂（通常是在胶粘剂中加入有机或无机填料，如二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和树脂粉末）直接涂敷于材料表面，使之具有耐磨、耐蚀、耐热、绝缘、导电、导磁、防辐射等功能的一项新技术3什么是热喷涂技术热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面，从而形成附着牢固的表面层的加工方法。4按照涂层加热和结合方式分，热喷涂可以分为哪两种u 喷涂：涂层与基体形成机械结合，基体不需熔化。u 喷熔：涂层经再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。 5简述热喷涂技术形成涂层的过程和形成机理 喷涂材料被加热达到熔化或半熔化状态； 融滴雾化阶段：喷涂材料熔化后，在高速气流的作用下，熔滴被击碎成小颗粒呈雾状； 飞行阶段：细小的雾状颗粒在气流的推动下向前飞行，颗粒获得一定的动能； 在产生碰撞瞬间，颗粒的动能转化成热能付予基材，并沿预处理的凹凸不平表面产生变形，变形的颗粒迅速冷凝并产生收缩，呈扁平状粘结在基材表面。热喷涂过程中，最先冲击到工件表面的颗粒变形为扁平状，与工件表面凹凸不平处产生机械咬合。 后来的颗粒打在先行颗粒的表面上也变为扁平状，并产生机械结合，逐渐堆积成涂层。6.热喷涂涂层的特点涂层的层状结构：由大量相互平行的碟形粒子互相粘结而成；2. 涂层的多孔结构（孔隙率最高达25%） ：因粒子碰撞、变形和冷凝等过程的时间极短，；3. 涂层中存在氧化物/氮化物夹杂：因与空气接触而造成，其数量取决于热源、材料和喷涂条件；4. 涂层的各向异性：层状结构导致了各向异性。5. 涂层中存在残余应力：涂层外层受拉应力；基体，有时也包括涂层的内层受压应力。6. 当涂层较厚或收缩率较高时，涂层中会产生裂纹。7.热喷涂涂层的结合分为哪两部分的结合，其结合强度分称成为什么涂层的结构是被微细氧化物和孔洞层错分隔的系列薄片材料的堆积层。8.涂层中颗粒与集体表面的结合以及颗粒之间的结合方式主要有哪三种9.喷容的原理是什么喷熔(或喷焊)也是利用氧-乙炔焰作热源，用专用喷枪把合金粉末加热到熔化状态后喷到经预处理的零件表面上，再用火焰使涂层重新熔化后熔焊在零件表面上。10.电弧喷涂的基本原理电弧喷涂的基本原理是将两根被喷涂的金属丝作自耗性电极，连续送进的两根金属丝分别与直流的正负极相连接。在金属丝端部短接的瞬间，由于高电流密度，使两根金属丝间产生电弧，将两根金属丝端部同时熔化，在电源作用下，维持电弧稳定燃烧；在电弧发射点的背后由喷嘴喷射出的高速压缩空气使熔化的金属脱离金属丝并雾化成微粒，在高速气流作用下喷射到基材表面而形成涂层。11.什么是等离子喷涂等离子喷涂法是利用等离子焰的热能将引入的喷涂粉末加热到熔融或半熔融状态，并在高速等离子焰的作用下，高速撞击工件表面，并沉积在经过粗糙处理的工件表面形成很薄的涂层。涂层与母材的结合主要是机械结合。12.什么是热浸镀热浸镀（简称热镀）：将工件浸在熔融的液态金属中，在工件表面发生一系列物理和化学反应，取出冷却后表面形成所需的金属镀层的方法。13.按前处理的不同，热浸镀可以分为哪两种 熔剂法 保护气体还原法14.溶剂法热浸镀预处理过程中进行溶剂处理的目的是什么，可以采取哪两种方式，分别如何进行u 熔剂处理除去工件尚未完全洗掉的铁盐和酸洗后又被氧化的氧化皮，清除熔融金属表面的氧化物和降低熔融金属的表面张力，同时使工件与空气隔离而避免重新氧化。有两种方法： 熔融熔剂法：将工件在热浸镀前先通过熔融金属表面的一个专用箱中的熔融熔剂层进行处理。该熔剂是氯化铵或氯化铵与氯化锌的混合物。 烘干熔剂法：将工件在热浸镀前先浸入浓的熔剂（600g/L-800g/L氯化锌+60g/L-100g/L氯化铵)水溶液中，然后烘干15.保护器还原发热浸镀典型的生产工艺通称是什么，突出特点是什么，如何进行钢材先通过用煤气或天然气直接加热的微氧化炉，钢材表面的残余油污、乳化液等被火焰烧掉，同时被氧化形成氧化膜； 钢材进入密闭的通有氢气和氮气混合而成的还原炉，在辐射管或电阻加热下，使工件表面氧化膜还原为适合于热浸镀的活性海绵铁，同时完成再结晶过程； 钢材经还原炉的处理后，在保护气氛中被冷却到一定温度，再进入热浸镀锅。16.热浸镀的镀后处理主要有哪两种u 镀后处理 用离心法或擦拭法去除工件上多余的液滴。 对热浸镀后的工件进行水冷，从而抑制金属间化合物合金层的生长。17.什么是热浸镀锌。简述镀锌层的形成过程热浸镀锌是将钢铁浸泡在高温的锌溶液中，使钢铁表面被锌裹覆，再利用锌对钢铁的隔离与阳极牺牲作用，达到防蚀效果。 铁基表面被锌液溶解形成铁锌合金相层； 合金层中的锌原子进一步向基体扩散，形成锌铁固溶体； 合金层表面包裹着一薄层锌。18.干法热镀锌和氧化还原法热镀锌分别如何进行干法热镀锌 将预处理后表面清洁的钢材首先放在单独的熔剂槽内进行熔剂处理、烘干，然后将带有干燥熔剂层的钢材浸入到熔融锌液中进行热镀。这时，在熔融锌和钢基体表面之间发生浸润、溶解、化学反应和扩散过程，并在钢基体表面形成合金层。(2) 氧化还原法热镀锌 先使钢材通过炉温为440-460的氧化性气氛的预热炉，然后再将钢材送进还原性气氛的炉中。在此，钢材表面上的氧化铁皮还原，并把钢材加热到规定的温度，接着再将钢材浸入约440-460温度的锌液中进行镀锌。 第六章1.什么是表面改性表面改性是指采用某种工艺手段使材料表面获得与其基体材料不同的组织结构、性能的一种技术。2.什么是表面强化，什么是喷完强化处理，砂丸材料一般是什么表面强化是使金属表面在外力作用下产生塑性变形，使表层金属组织结构发生改变，从而提高零件性能的一种加工方法。喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸，对工件表面进行撞击，使之产生形变硬化层并引进残余压应力，以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺方法。喷丸通常是直径为0.5-2mm的砂粒或铁丸。砂粒的材料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、喷射速度和持续时间有关。3.什么是表面热处理，什么是表面淬火，表面淬火的目的是什么表面热处理是指仅对零部件表层加热、冷却，从而改变表层组织和性能而不改变成分的一种工艺，是最基本、应用最广泛的材料表面改性技术之一。 表面淬火：将工件表面快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，使工件表面获得一定深度的淬火组织，而心部仍保持未淬火状态组织的热加工工艺。 目的 ： 提高表面硬度，保持心部良好的塑韧性。4简述表面热处理的原理当工件表面层快速加热时，工件截面上的温度分布是不均匀的，工件表层温度高且由表及里逐渐降低。如果表面的温度超过相变点以上达到奥氏体状态时，随后的快冷可获得马氏体组织，而心部仍保留原组织状态，从而得到硬化的表面层，即通过表面层的相变达到强化工件表面的目的。5.什么是感应淬火，简述感应加热的物理过程利用感应电流通过工件所产生的热量，使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。 6.感应淬火透入深度的定义是什么，写出表达式，表明式中每个字母的含义7.硬化层深度与感应电流透入深度相比成什么关系，为什么8.感应加热表面淬火得到什么金相组织，表面性能成什么特点表面的温度超过相变点以上达到奥氏体状态时，随后的快冷可获得马氏体组织，而心部仍保留原组织状态，工件表层存在残余压应力，因而疲劳强度较高。工件表面质量好。这是由于加热速度快，没有保温时间，工件不易氧化和脱碳，且由于内部未被加热，淬火变形小。9.什么是火焰加热表面淬火火焰加热淬火是利用氧乙炔（或其他可燃气体，如煤气氧等）火焰直接加热工件表面，然后立即喷水冷却的工艺。10什么是金属表面的化学热处理将金属工件放入一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺叫做化学热处理。11.简述金属表面化学热处理的过程1.将工件置于含有渗入元素的活性介质中加热到一定温度；2. 活性介质分解(包括活性组分向工件表面扩散以及界面反应产物向介质内部扩散)并释放出欲渗入元素的活性原子；3. 活性原子被表面吸附并溶入表面；4. 溶入表面的原子向金属表层扩散渗入形成一定厚度的扩散层，从而改变表层的成分、组织和性能。12.化学热处理所得的渗层的基本组织类型有哪三种1形成单相固溶体2. 形成化合物3. 化学处理后，同时存在固溶体、化合物的多相渗层13什么是渗碳，对工件进行渗碳的目的是什么渗碳通常是指向低碳钢制造的工件表面渗入碳原子，使工件表面达到高碳钢的含碳量。表面层含碳量以0.85-1.05%为最好。目的：表面硬度、耐磨性 ，心部保持一定的强度和塑、韧性。14.什么是气体渗碳，工业上气体渗碳一般如何进行，写出起反映机理并说明在含碳的气体介质中，通过调节气体渗碳气氛来实现渗碳目的。 将工件放入密封的加热炉中，加热到临界温度以上（通常为900930 ），按一定流量滴入液体渗碳剂（如煤油、苯、甲醇、丙酮等），并使之分解, 分解产物有CnH2n和CnH2n+2, 在钢的表面发生如下的反应：CnH2n nH2 + nCCnH2n+2 (n+1)H2 + nC 从而提供活性碳原子，吸附在工件表面并向钢的内部扩散而进行渗碳。C为初生碳或活性碳15.写出固体渗碳的反映原理采用固体渗碳剂：碳粒+碳酸盐 BaCO3 BaO+CO2 C（碳粒）+ CO2 2CO 2CO C + CO216.什么是液体渗碳，渗碳盐浴的主要组成有哪些液体渗碳是将被处理的零件浸入盐浴渗碳剂中，通过加热使渗碳剂分解出活性的碳原子来进行渗碳。渗碳盐浴一般由三部分组成：1. 加热介质，通常为NaCl和BaCl2或NaCl和KCl混合盐。2. 活性碳原子提供物质，常用的是剧毒的NaCN或KCN。3. 催渗剂，常用的是占盐浴总量5-30%的碳酸盐(Na2CO3或BaCO3)。 17.什么是渗氮，渗氮的目的是什么，渗氮处理后在工件表面得到什么组织渗氮是在含有氮的介质中，将工件加热到一定温度，钢的表面被氮原子渗入的工艺方法。氮化的目的：提高工件的表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性。u 氮化组织：钢件表面形成一层陶瓷层 AlN、MoN 、VN、 TiN 。18.与渗碳相比，渗氮技术有什么特点（了解）19.简述气体渗氮原理，写出反应式原理：把需渗氮的零件放入密封渗氮炉内，通入氨气，加热至400-600，氨发生以下反应：400600 2NH3=3H2+ 2N 活性N原子被钢吸收后，在表层形成氮化物。20.简述离子渗氮的基本原理原理在真空容器中，通入0.110托（1托=133.32Pa）的NH3或N2、H2混合气体，以容器的壳壁为阳极，以被处理工件为阴极，通入几百伏上千伏的可控直流电，产生等离子体；电子移向阳极，正离子移向阴极；N+以极高的速度轰击零件，动能转化为热能加热工件，部分N+被工件表面吸收，并向内层扩散。21.什么是碳氮共渗，基本原理是什么氰化：向零件表面同时渗入C、N 原子的过程。原理：NH3 + CO HCN + H2O NH3 + CH4 HCN + 3H2 2HCN H2 + C + N22.什么是激光表面处理，起典型特点是什么激光表面处理：用能量密度极高的激光束来照射金属基体表面，从而改变表面层的成分和显微结构，达到提高表面性能的目的，以适应工程对基体材料的要求。u 高方向性：激光光束的发散角可以小于一到几个毫弧度，可以认为光束基本上是平行的。 u 高亮度性： 激光本身就具有极高的能量密度，经过聚焦以后，焦斑中心的温度可达到几千到几万度，只有电子束的功率密度才能和激光相比拟。 u 高单色性：激光具有相同的位相和波长，所以单色性好。 u （热处理复习书上有。这个感觉好像不对）23简述激光加热金属的过程该过程是光和热的转变过程，是通过光子与金属的自由电子相碰撞使电子的能量提高，从而转化成晶格的热。24.简述激光表面强化的过程以高能量的激光束快速扫描工件，使材料局部小区域内表面极薄一层快速吸收能量而使温度急剧上升（升温速度可达104106/s），此时工件基体仍处于冷态；激光离去后，局部区域内的热量迅速传递到工件其它部位，冷却速度可达105/s以上，使该局部区域在瞬间进行自冷淬火，得到马氏体，材料表面发生相变硬化。25.什么是激光表面熔覆，激光表面合金化激光表面熔覆是指利用激光加热基材表面以形成一个较浅的熔池，同时送入预定成份的合金粉末一起熔化后迅速凝固；或者是将预先涂敷在基材表面的涂层与基材一起熔化后迅速凝固，以得到一层新的熔覆层。激光表面合金化是指在高能激光束作用下，将一种或多种合金元素与基材表面快速熔凝，使材料表层获得具有预定的高合金特性的技术。26.简述电子束表面淬火的过程电子束以极高的速度轰击工件表面，能使工件表面以30005000/s的速度急速升温，在极短时间内（1/31/5s）达到1000，使之达到奥氏体状态，但工件表层以下，以及没有受到电子束轰击的区域温度末变，处于冷态。当电子束离开后，表层的热量向冷态的基体传导而以很快的速度（大于临界冷速）冷却，完成工件表层“自冷”淬火。27.什么是离子注入表面改性，其基本原理是什么n 离子注入是将所需物质的离子在电场中加速后高速轰击工件表面使之注入工件表面一定深度的真空处理工艺，也属于PVD范围。将待注入元素