中南大学粉冶院表面工程复习题

表面工程作业第一章作业，谓面程简它国经济重性从义讲表技是接各表现或程关，为人造或人利的术面术要括表覆（材的面加种盖层、面性表加以表湿、面化膜术。表工技既对料面性制多能防、磨耐热耐温耐劳耐射抗化及、、、等殊能的、、、覆，倍长件寿；可产进装；可废机进修。用面工措的用一虽占品格5％％却以幅地高品性及加从获更的利，用面程施平效高520倍以上，面程术发趋及原因什？一研复表技二完表工技设体三、发种能层、研开新涂材五深表工基理和试法研六、展面程应领七积为家大程设务、自化智化方向进、低环的面应第二章作业，净表结有几？有什特？

，料实表结通具什么点

，尔层怎形的具什么点固体材料经过切削加工后，在几个微米或者十几个微米的表层中可能发生组织结构的剧烈变化，既造成一定程度的晶格畸变。这种晶格的畸变随深度变化，而在最外的，约5nm-10nm厚可能会形成一种非晶态层。这层非晶态称为贝尔比层。其成分为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。，气境，属陶粉的表通是么构含什成？：结构：形成贝尔比层成分一为金属过渡层空气。金空气极为少见过渡层中常由氧化物氮化物、硫化物、尘埃、油脂、吸附气体（氧、氮、二氧化碳和水汽等）所组成。过渡层为氧化物最常见，由于一些金属元素的氧化态可变，因此在氧化层中也包含不同氧化态的氧化物。陶瓷粉体：纳米粉能够从空气中吸附大量的在表面形成羟基层和多层物理吸附水。，气境，米瓷团原因什？(1)粉体变细其比表面积增加表面能增大表效(如弛豫、偏析、吸附)、子尺寸效应(如能隙变宽等)增强,熔点降低,纳米粉的表面性质变得更加活跃,多在加热条件下或高温下才发生的化学反在常温下已经很剧烈了大气环境下都有一层羟基,是表面的悬键与空气中的O2和水等反应形成的（lgd）。表羟基层的形成一面使表面结构发生变化少了表面因弛豫现象而出现的静电排斥作用另方面,导致羟基间的范德华力、氢键的产使粉体间的排斥力变为吸引力导致团聚（），损效哪类？高磨性材的面有些能求磨损类型磨粒磨损粘着磨损冲蚀磨损疲劳磨损腐蚀磨损微动磨损高温磨损

磨损过程特点一个凸起硬面和另二表面接触，或者在两个摩擦面之间存在或嵌有硬颗粒，在相对运动中导致材料转移摩擦面相对滑动时，固相焊合点撕裂、断裂导致材料迁移含有固体粒子的流体冲击固体表面，或流动液体中气泡破裂形成的振动波使材料局部变形和流失的过程在滚动接触过程中，由于交变接触应力的作用而使材料表面出现麻点或脱落的现象磨损与腐蚀交互或者共同作用，导致材料去除的过程当两个承载件的相互接触表面经历相对往复切向振动时，由于振动产生循环应力的作用而导致的微动损伤在高温下相互接触工件之间的磨损，是一种氧化、磨损交错或者同时进行的过程

要求材料具备的性质有比磨粒更硬的表面，较高的加工硬化能力互相接触的摩擦副材料溶解度低，表面抗热软化能力好，表面能低在小角度冲击时要有高硬度，在大角度冲击时要有高韧度高硬度、高韧度，精加工性能好，流线型好，少、无硬的非金属夹杂，表面无微裂纹无钝化作用时要提高材料的耐腐蚀能力，兼有耐腐蚀性和耐磨损性能提高耐环境腐蚀的能力和高的抗磨粒磨损性能，使磨损时形成软的腐蚀产物，同相配合的表面具有不相溶性热硬性好，抗氧化能力强，热扩散能力高，响体料着损能哪些素•1）润滑件或环境：在真空条下大多数金属材料的磨损十分严重。•（2）硬：对摩擦副材料的硬度而言，料越硬，耐磨性越好。•（3）晶结构和晶体的互溶性：密排六的材料摩擦系数最低，体心立方材料最高。冶金上互溶性好的一对金属摩擦副摩擦系数和磨损率都高。•（4）温：温度升高，磨损加剧。

什是电。Zeta电

又叫电动电位或电动电势（-电位或ζ-电势），是指剪切面(ShearPlane)的电位，是表征胶体分散系稳定性的重要指标。9，银粉到哪个尺寸不导电？粒径小于1微冷冻干燥法原理：在低温下将湿凝胶中的水冻结成冰，然后迅速抽真空降低压力，在低温低压下使冰直接升华成蒸汽，实现固液分离。超声法基本原理：通过超声空化作用产生的冲击波和微射流可以有效地使溶胶原有的絮状结构解体、粘度降低、流动性增强。

10.大环下不钢表结成与基成有么系第三章预习要点1，理气相沉积与化气相沉个有什么特，它们区别是什么

沉过中沉粒来于合的相解应则为学气沉（CVD）；否称物气沉（）．CVD（学的特（1）中或温，过态初化物间气化反应沉固体（2）以大压常）者于气下低）行积。般说低效要些（3）用离和光助术以著促化反，沉积在低的度进。（4）层化成可改，而得度积或得混合层（5）以制层密和度（6）镀好可复形的体以颗材上制（7）流件常层的在体面成的界。（8）积通具柱晶构不弯。通各技对化反进行相动可得细粒等沉层（9）以成种属合、瓷化物层工艺温度高低是CVD和PVD之的主要区别。CVD工对进入反应器工件的清洁要求比PVD工低一些，因为附着在工件表面的一些脏东西很容易在高温下烧掉。此外，高温下得到的镀层结合强度要更好些CVD镀往往比各种PVD镀层略厚一些，CVD镀往往厚度在5-300右，PVD镀通常不到μm厚CVD镀的表面略比基体表面粗糙些。相反，镀如实地映材料的表面，不用研磨就具有很好的金属光泽，应生低空气态境，有好绕性所密在CVD反应器的有件除支点外全表都完镀，至深、壁可镀。相而，有PVD技由气较，镀较，此件面侧的镀效不想PVD的应器须少载度避形阴，且卡固比较杂在PVD反应中通工要停转，并有还要转往运。2，镀的原理是什么蒸镀铝，有哪些用？．镀理和体样固在何度也多少气（华，成该质蒸。在真中将料热高，应度的和气上发，发子各方的量不等基设蒸源上阻蒸流蒸则在上成固。为弥凝的气蒸源以定比供蒸。用途；目在镜工中经泛用镀以代，约重属

集电是铝行属，后刻出线在酯膜镀具多用：制小积电器制防紫线射食软装；经极化着后得彩艳装膜双蒸铝薄板代镀的口制罐盒，溅射镀膜的基本原理是什么？目前有哪些种类？溅镀：指真室，用能子击料面使轰击的子基片沉的术溅镀有种一是真室，用子轰靶面使射的子基片面膜这称离束射离束由制离源生离源构为杂价较，只在于析技和取殊薄时采离束射另种在空中利低气放现，处等子态下离轰靶表，使射的子积基上离子溅射（1）直流二极溅射（）三极和四极溅射（）射频溅射）磁控溅射（5）合金膜的镀制（6）化合物膜的镀制7离子束溅射第三章作业1)溅射镀的基本原理什么？前有哪些种？溅镀：指真室，用能子击料面使轰击的子基片沉的术溅镀有种一是真室，用子轰靶面使射的子基片面膜这称离束射离束由制离源生离源构为杂价较，只在于析

技和取殊薄时采离束射另种在空中利低气放现，处等子态下离轰靶表，使射的子积基上离子溅射（1）直流二极溅射（）三极和四极溅3）射频溅射（）磁控溅射（）对象靶溅射）偏压溅射）离子束溅射(8)应溅射2)薄膜涂层的三种生模式及形成原因•岛状生模式：存在任何对核有促作用有利位)•被沉积物质与基底间的润性差，倾向自己相键合•层状生模式：被沉的物质基底之间的湿性很，没有明确形核阶段，形核阶段开就采取维扩展模式—外延•层状—岛状生长模：开始1个原子层状生长后生长模由层状转化为状模式••

•，简述相沉积陶瓷层/薄膜的四种组织态特征形成条件——相对温度形态型结构：＜0.3，低温，气体压力高；细纤维装组织，有许多纳米级孔隙，表面扩散能力低，临界核小，沉积速度大；疏松针状拱形形态型构：与态型相似，气体压力较低，纤维状均匀致密形态2型构，温，气体压力不高；细纤维装织，有许多纳米级孔隙，表面扩散能力较高，体扩散能力有所提高，晶界完整，致密性好；均匀致密柱状形态型结构：＞0.5，高温，表面扩散力、体扩散能力都较高，在沉积的同时，涂层内再结晶，长大为粗大的等轴晶，晶体内缺陷密度低4）提高陶涂层与基体学相容的方法与原有哪些,举说明加入陶瓷梯度结合层之后,陶瓷涂层与基体之间的结合力有较大的提高和金属的热膨胀系数及弹性模量等性能不匹配且体与涂层间存在明显的界面,因表具有陶瓷涂层的金属零部件在应用过程中常会发生涂层开裂或剥落损坏等现象第章预与业预习、热涂技的理涂形过，层织构结、力，喷方，涂料热涂艺程质控，喷的用、热焊的理特、焊法热焊料工、用、堆的理、点堆方、喷材、艺应。作1，喷涂的术特点和工原理是么？利用热能将喷涂材料熔化，再借助高速气流将其雾化，并在高速气流的带动下粒子撞击基材表面，冷凝后形成具有某种功能的涂层。特点（1）可在种基材上制备各种涂层；（2基材温度低（30～200），热影响区浅，变形小；（3涂层厚度范围宽（～）；（4操作灵活，可在不同尺寸和形状的工上喷涂；

（5加热效率低，喷涂材料利用率低，（6涂层与基体结合强度低。2，音速喷的原理和特是什么高速火焰喷涂是将助燃气体与燃烧气体在燃烧室中连续燃烧，燃烧的火焰在燃烧室内产生高压并通过与燃烧室出口联接的膨胀喷嘴产生高速焰流，喷涂材料送入高速射流中被加热、加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层的方法。特点1焰流速度高但温度相对较低，适合喷涂含碳化物材料。2）涂层致密（99.9％），表面粗糙度低。3）结合强度略低于爆炸喷涂，达70MPa上。4）喷涂效率高，但燃料消耗大，喷涂成本比较高。；5）噪音大(>120dB)，需有隔音和防护装置。3，述等离喷涂的原理设备、点和应用领。原等离子喷涂是通过等离子喷枪来实现的枪喷嘴和电极分别接电源的正负极嘴电极之间通入工作气体助高频火花引燃电弧讲气体加热并使之电离生等离子弧，气体热膨胀由喷嘴喷出告诉等离子流粉气管将粉末送入等离子射流中加到熔融状态，并被等离子射流加速，以一定的速度喷射到经预处理基体表面形成涂层。等子涂设等离子喷涂设备主要有：整流电源、控制柜、喷枪、送粉器、循环水冷却系统、气体供给系统等。另外，等离子喷涂所需要的辅助设备有：空气压缩机、喷涂机械手、工作台和喷砂设备等。与其它涂层技术相比，等离子喷焊技术的主要特点：（1生产效率高。（2稀释率低～5％。（3工艺稳定性好，易实现自动化。（4喷焊层平整，成分均匀，可获得0.25~8mm意厚度喷焊层。等离子喷涂技术在耐磨涂层、耐蚀涂层等传统领域的应用已经较为广泛，从上世50年至今，其应用领域由航空、航天扩展到了钢铁工业、汽车制造、石油化工、纺织机械、船舶等领域。近年来等离子喷涂技术在高新技术领域如纳米涂层材料度功能材料超导涂层生物功能涂层等方面的应用研究渐渐受到人们的重视。4，述喷涂艺的选择与计原则（1）对层结合力要求不高，喷涂材料熔<℃，可采用火焰喷涂。（2）对层性能要求较高，喷涂高熔点材料时时，应采用等离子喷涂。（3工程量大的金属喷涂施工最好采用电弧喷涂。（4要求高结合力、低孔隙度的金属、合及以某些金属陶瓷涂层可采用超音速火焰喷涂。（5）对于批量大的工件，采用自动喷涂。

5，述纳米构涂层的热涂原理特点和应用势将合成的的纳米颗粒，重新构建成直径微米左右的高流动性颗粒，作为喂料。因为，其主要特点:(1)涂层厚度可达数毫米、致、孔隙率低、残余应力低;(2)基体热影响区小,对涂粉末无氧化、无染可制备高热传导率、高电导率的涂层以及其他功能涂;(3)制备的涂层性质基本保持原始材料性,别适合纳米涂层的制为备纳米结构涂层提供了一种重要的工艺方;(4)喷涂效率高,粉利用率高(喷涂粉末可以回收(5)环境污染小,喷噪声低涂特性–超级度粘附性高硬度受压力能力强，表面质量好竞争优势–与统涂层相比在耐磨损，抗压力和冲击力，耐久使用和对环境要求(性，生物附着方面要优于统涂层第章预与作预习电镀化镀本区在什地？学时有化反发么化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应。电层厚度的均匀性（也被称为分散能力）跟什么有关？如何提高镀层厚度的均匀性？电和层镀阴表的布电层表面粗糙和表面光滑主要由什么决定？为什么？化镀有那几个关键步骤组成？除--离水--活化弱酸---离子水---化镀--镀处

请镁合金表面镀层设计工艺。试样→打磨→去氢→化学除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→浸锌→水洗→电镀锌→水洗→钝化→水洗→干燥作业，简电镀溶液对镀过程和镀层结构的影响？电溶的成:溶中主(金属、导电、pH值络剂各添剂表面性质)。（）液金离浓(主或属)的影响镀中电原属子度高阴极电密越；许使的流度大可电选的流度围越。液金离浓高溶液电能，利降溶电、镀电和镀耗电生中多采放电原属子度高镀。（2）镀液中电的响导盐(附盐)的用要提镀的电能改镀液分能。盐附盐可增镀离强、低镀属子度增阴极(理论据不)。电(附盐)一般采碱属碱金的类（3）镀液中合的响电生中用络剂要氰物氢化、盐焦酸、柠酸、二、三醇、三酸、HETP和等①络镀中络剂金离以合子式在金离放电原平电极势移电学化大镀晶细光，匀好。①采络镀电时择稳常较的合液系利增大极化得高量镀（4）镀液中pH值的响酸性液pH值低电镀流率低析氢应物响属层量(增镀内力脆产裂和成泡造镀氢、隙针、坑)

析反导溶pH升，响镀液稳性镀层量溶pH值响镀液导性确电溶的pH值或酸度必考上四面影（5）镀液中加的响电添剂为机加和机加无添剂多为、、、、、等属合。有添剂要烷化物芳基合、聚合等•••

镀中入量加能著变沉金过的力性、镀性如稳定等和镀的构性(耐性孔、内力硬、亮、匀、平,影响镀质。大数加不加极应于非消耗”的添剂消主要镀夹、溶分和极化添剂镀中机夹可变层物和械能有可能致阻加显硬和应提，镀的些能质可性接电等)变。

，影电镀镀层质的主要因素有哪些？电条一是除液成外电工条(工艺范：）镀流度）镀度镀液拌式电解方式电镀流度影电电密直关到属制阴上电积度电效率电密太，属沉速慢镀结为形构电时长电效低。流度大金电积度快形的核增，层晶细紧，层结好电密太，金电积度快镀结为枝结(枝，阴极反增，流率。每种镀系有个到格层合镀的许流度的限围镀系允电密范越越电温的响电温一是电过中液温）镀液温升，极阳电效增，金盐溶度溶电增，镀层应降而层量善）镀温升，极化低容形粗和隙多的层）液度高显提允电密上时能消度镀层构不影镀搅方的响对镀液行拌减电表附的散厚度降其差化对沉致密层有利。对镀液行拌金电积极电密增大允电密上和流率大提，以消拌起晶粗现而到密细镀层。阴极移、缩气循过和声振等方都达搅溶的用电方的响电的解式为态非态种稳方：规镀用流不的式(半波整或波流进行电；非态解式主有向流解不形的期电电解脉电电，稳电方一都利改镀性和量提电效。

3化镀溶由哪几分成各型质什？什作？化镀溶由盐镍、原、合、定剂缓剂加剂表活剂光亮等成主：酸、酸、基酸、磷镍目使的盐要硫镍提，作氧剂还剂次酸、氢钠烷胺烷肼镀Ni-P金用最的原是磷钠镀Ni-B合金得多还剂硼化，为原，还出NI络剂酸中丁酸盐、檬或、酸盐、苹酸盐甘酸盐浴中焦酸、檬盐铵络合的作：免然解控沉速．成合，制离离含，制iPO3沉．H2PO3含量升，低pH值加络剂能免淀缓剂用加剂用一的方组中了一主合之，配其的助合。同类络剂络剂的用不，化镀的积度响大着学镍工时的长还剂的解物磷根断积很易生磷酸的色淀(NiHPO3·7H2O)络剂以制磷镍沉

淀提镀对磷根容量．缓剂NH4Cl与氨、酸醋钠、砂碳钠乙酸琥酸的类用：节pH、控反速、止液pH波．加剂丙酸丁酸、二、二、基酸丙等加速的用降H2PO2-中H和的学力活，使H在催化面于动脱。．稳剂硫，Pb2+，酸等氧盐稳剂作用在抑镀的发解使镀程控下序行但定不使过，量后则低速重不起。4，何得到高质量的学镀镍层，简述化镀镍的响因素除--离水--活化弱酸---离子水---化镀--镀处正确的化学镀镍的前处理非常关键化学镀工参控制值一范内加沉速度快温而学镍应超一的度能动温越，积度越(见上右)，为免度引镀的发解任化镀的作度必限制一合的围内搅的响•搅拌变工－液面散内化成分pH值，此搅的影是要。•

搅镀不可止镀针，高层观量而可防止部热这有于浴稳性1，米电刷镀的原理其涂