表面工程除整理江苏大学现代表面工程

1、什么叫表面工程surface engineering表面技术分类（三种）表面覆盖技术、表面改性技术、符合表面处理技术表面技术的广义涵义、重要性广泛涵义：（1）表面技术的基础和应用理论（2）表面处理技术（3）表面加工技术（4） 表面分析和检测技术（5）表面工程技术设计重要性：1）材料的疲劳断裂，磨损，腐蚀等，一般都是从表面开始的，而它们带来的破 坏和损失是惊人的。（2）随着经济和科学技术的迅速发展，人们对各种产品抵御环境作用能力和长期运行的可 靠性，稳定性提出了越来越高的要求（3）许多产品的性能主要取决于表面的特征和形态（4）应用表面技术，可能在广阔的领域中生产各种新材料和新器件什么是表面表面有

2、几种表面是固体材料与气体或液体的分界面表面分清洁表面与实际表面什么是相、固体表面的两种形式物质存在的某种状态或结构，通常称为某一相。相是系统中均匀的、与其他部分有界面 分开的部分。清洁表面的结构（1）表面弛豫 表面最外层原子与第二层原子之间的距离不同于体内原子间距（缩小或 增大；也可以有些原子间距增大，有些减小）（2）表面重构 在平行基底的表面上，原子的平移对称性与体内显著不同，原子位置做 了较大幅度的调整（3）表面偏析表面原子是从体内分拧出来的外来原子（4）化学吸附外来原子（超真空条件下主要是气体）吸附于表面，并以化学键键合（5） 化合物外来原子进入表面，并与表面原子键合形成化合物（6） 台

3、阶表面不是原子级平坦，表面原子可以形成台阶结构清洁表面的结构特点（1）表面弛豫，表面最外层原子与第二层原子之间的距离不同于体内原子间距。（2）重构，在平行基底的表面上，原子的平移对称性与体内显著不同，原子位置作了较 大幅度调整（3）表面偏析，表面原子是从体内分凝出来的外来原子（4）化学吸附，外来原子吸附于表面，并以化学键合（5）化合物，外来原子进入表面，并与表面原子键合形成化合物台阶，表面不时原子级平坦，表面原子可以形成台阶结构实际表面有哪些特征（1）表面粗糙度（2）贝尔比层和残余应力（3）表面氧化、吸附和沾污电镀、化学镀、真空镀、离子镀等技术定义电镀：化学镀：真空镀：离子镀：什么是电镀中的主

4、盐主盐是指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。极化、电位极化：指有电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象。电位：金属电沉积步骤 四个重点内容4金属电沉积过程完成电沉积过程必须经过三个步骤（1）液相传质，镀液中的水化金属离子或给离子从溶液 内部向阴极界面迁移，到达阴极的双电层溶液一侧。（2）电化学反应和表面转化，水化金属离子或络离子通过双电层，并去掉它周围的水化分 子或配位体层，从阴极上得到电子生成金属原子（3）电结晶，金属离子沿金属表面扩散到达结晶生长点，以金属原子排列在晶格内形成镀 层。表面转化步骤：举个例子在碱性氰化物镀锌时，Zn（OH）42-=Zn（OH）

5、2+2OH-（配位数减少）Zn（OH）2+2e=Zn+2OH-（月兑去配位体）什么是电镀合金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共沉积的类型（1）正则共沉积（2）非正则共沉积（3）平衡共沉积（4）异常共沉积（5）诱导共沉积5简述热喷涂定义，特点，过程，机理。定义，采用气体，液体燃料，电弧，激光等作热源，使金属，氧化物，碳化物，塑料等喷涂 材料加热到熔融或半熔融状态，喷射，沉积到经预处理的工件表面，形成附着牢固的表面层 的加工方法。过程，熔化一一雾化一一飞行一一喷涂特点，1适用范围广2工艺灵活3喷涂层的厚度可调范围大4工件受热程度可控5生产率高机理，1机械

6、结合，由于凹凸不平的表面互相嵌合。2冶金-化学结合，喷焊层与基体的结合。3 物理结合，颗粒对基体表面的结合。薄膜、定义、几种生长方式定义：按照一定的需要，利用特殊的制备技术，在基体表面形成厚度为亚微米至微米级 的膜层。薄膜一般有三种生长模式：（1）岛状生长 （2）层状生长（3）层状加岛状生长物理、化学气相沉积的定义（微弧氧化定义）方程式，Si薄膜方式PVD：在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子，或离子化为离子， 直接沉积到基体表面的方法，主要包括真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀膜等。CVD：把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质气体供给基体，借助气相作用或 在基体表面上的化学反

7、应生成要求的薄膜。18.微弧氧化定义，特点。定义，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电 产生的瞬时高 温高压作用，生长出以基体金属 氧化物为主的陶瓷膜层特点，1）大幅度地提高了材料的表面硬度，；（2）良好的耐磨损性能3）良好的耐热 性及抗腐蚀性4）有良好的绝缘性能5）溶液为环保型，符合环保排 放要求。（6）工 艺稳定可靠，设备简单.（7）反应在常温下进行，操作方便，易于掌握。（五道综述题题什么是弛豫、重构弛豫：晶体的三维周期性在表面处突然中断，表面上原子的配位情况发生变化，并且表面 原子附近的电荷分布也有改变，是表面原子所处的力场与体内原子不同，因此表面上的原子

8、 会发生相对正常位置的上、下位移以降低体系能量。表面上院子的这种位移（压缩或膨胀） 成为表面弛豫。重构：在平行基底的表面上原子的平移对称性与体内显著不同，原子位置做了较大幅度的 调整，这种表面结构称为重构。氧化膜结构的多孔性；氧化膜的耐磨性；氧化膜的耐蚀性；氧化膜的电绝缘性；氧化膜的绝 热性；氧化膜的结合力化学镀电镀的优缺点化学镀的优点：（1）不管零件多复杂其镀层厚度都很均匀（2）镀层外观良好，晶粒细无 孔，耐蚀性更好（3）无需电解设备及附件（4）能在非金属以及半导体上沉积缺点：溶液稳定性差，使用温度高，寿命短工程测量几种方法离子镀、蒸发镀（真空蒸镀）、溅射镀的过程、定义真空蒸镀是将工件放入真

9、空室，并用一定的方法加热，是镀膜材料蒸发或升华，飞至工件表 面凝聚成膜。离子镀是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发 物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基底上。溅射镀真空区域划分低真空：105Pa102Pa中真空：102Pa10-iPa高真空：10-1Pa10-5Pa超高真空：10-5Pa真空的特点：（1）排除了空气的不良影响，可防止金属氧化、物体腐烂（2 ）除去或减少气体、杂质污染，提供清洁条件（3）减少气体分子之间的碰撞次数（4）真空的绝热性强（5）可降低物质的沸点或气化点1什么是阳极氧化？铝阳极氧化的阴极和阳极反应，铝阳极氧化的作用阳极氧化

10、是指在适当的电解液中，以金属作为阳极，再外加电流的作用下，使其表面生成阳 极氧化膜的方法。阳极H2O-2e氧原子+2氢离子2AL+3O三氧化二铝阴极2氢离子+2e氢气（向上箭头）铝阳极氧化作用是得到氧化膜的作用，即性质和用途（1）氧化膜结构的多孔性，可提高金属的装饰效果。（2）氧化膜的耐磨性，提高金属表面耐磨性（3）氧化膜的耐蚀性，提高了金属表面的耐腐蚀性（4）氧化膜的电绝缘性，使金属具有良好的电绝缘性（5）氧化膜的绝热性，氧化膜是良好的绝热层，可防止铝的融化（6）氧化膜的结合力，膜与基体有良好的结合2谈谈什么是钢铁的发蓝发黑，钢铁化学处理的反应式。钢铁的化学氧化也称钢铁的发蓝发黑，指钢铁在含

11、有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生 成一层均匀的蓝黑或黑色膜层的过程。3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3 f6Na2FeO2+NaNO2+5H2O3Na2Fe2O4+7NaOH+NH3 fNa2Fe2O4+Na2FeO2+2H2OFe3O4+4NaOH3简述真空镀的定义，过程以及为什么要求较低真空度？以及特点定义，将工件放入真空室，并用一定的方法加热，使镀膜材料蒸发或升华，飞至工件表面凝 结成膜。过程（1）蒸发或升华（2）气态粒子的传输（3）离子沉积在基体表面上并凝结成膜为什么，（1）更加容易蒸发（2）使蒸发后的气态分子减少碰撞容易到达基体位置特点，（1）排除了空气的不良影响可以防止金属氧化物腐烂（2）除去或减少气体，杂质污染提高清洁条件（3）减少气体分子间的碰撞（4）真空绝热性强（5）可降低物质沸点和气化点4比较电镀，化学镀的优缺点。与电镀相比，化学镀的特点，（1）不管零件多复杂其镀层厚度都很均匀（2）镀层外观良好，晶粒