2025年大学本科四年级（材料科学与工程）材料表面工程测试题及答案

2025年大学本科四年级（材料科学与工程）材料表面工程测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种表面处理方法不属于化学转化膜处理？A.发蓝处理B.镀锌C.钝化处理D.磷化处理2.关于热喷涂技术，下列说法错误的是？A.可用于提高材料表面硬度B.涂层结合强度高C.能制备各种功能涂层D.可用于修复磨损零件3.电刷镀的主要特点不包括？A.设备简单B.镀层厚度均匀C.镀液成分复杂D.可在现场作业4.离子注入技术中，注入的离子能量范围一般是？A.几keV到几十keVB.几百keV到几MeVC.几MeV到几十MeVD.几十MeV到几百MeV5.气相沉积技术中，物理气相沉积的英文缩写是？A.CVDB.PVDC.AVDD.MVD6.下列哪种材料不适用于激光表面处理？A.金属材料B.陶瓷材料C.高分子材料D.复合材料7.化学气相沉积过程中，沉积速率主要受什么因素影响？A.气体流量B.反应温度C.基体材料D.以上都是8.等离子体增强化学气相沉积的优点不包括？A.沉积温度低B.沉积速率快C.涂层质量好D.设备成本低9.关于热浸镀，下列说法正确的是？A.只能镀金属B.镀层厚度不可控C.常用于钢铁表面防护D.工艺复杂10.以下哪种表面处理方法可以提高材料的耐腐蚀性？A.喷丸处理B.渗碳处理C.阳极氧化处理D.淬火处理11.微弧氧化技术主要用于处理哪种材料？A.铝合金B.不锈钢C.铜合金D.钛合金12.离子镀过程中，离子源的作用是？A.产生离子束B.加热基体C.提供反应气体D.控制沉积速率13.化学转化膜的主要作用不包括？A.提高耐磨性B.提高耐腐蚀性C.改善外观D.提高导电性14.以下哪种表面处理方法属于涂覆技术？A.电泳涂装B.化学转化膜处理C.离子注入D.激光表面处理15.气相沉积涂层的组织结构主要取决于？A.沉积工艺参数B.基体材料C.反应气体种类D.以上都是16.热喷涂涂层的孔隙率主要与什么有关？A.喷涂材料B.喷涂工艺C.基体表面状态D.以上都是17.电刷镀溶液中，主盐的作用是？A.提供金属离子B.调节镀液pH值C.增加镀液导电性D.提高镀液稳定性18.离子注入过程中，离子与基体原子相互作用不包括？A.碰撞B.扩散C.化学反应D.吸附19.化学气相沉积过程中，反应气体在基体表面的吸附属于？A.物理吸附B.化学吸附C.物理和化学吸附都有D.不确定20.以下哪种表面处理方法可以在材料表面形成陶瓷涂层？A.热喷涂B.化学转化膜处理C.离子镀D.以上都可以第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述热喷涂技术的原理及主要工艺过程。22.（10分）分析化学气相沉积过程中影响涂层质量的因素有哪些？23.（10分）阐述离子注入技术对材料表面性能的改善作用。24.（15分）阅读材料：在材料表面工程中，涂层技术是提高材料性能的重要手段。某研究团队采用等离子体增强化学气相沉积技术在铝合金表面制备了一层氮化钛涂层。通过实验测试发现，该涂层显著提高了铝合金的硬度和耐磨性。同时，涂层的致密性和结合强度也较好。问题：请分析等离子体增强化学气相沉积技术在铝合金表面制备氮化钛涂层的优势，并说明涂层提高铝合金硬度和耐磨性的原因。25.（15分）阅读材料：某工厂生产的一批钢铁零件，在使用过程中出现了严重的腐蚀现象。为了解决这一问题，工程师考虑采用表面处理技术。经过调研和分析，决定采用热浸镀锌的方法对零件进行表面防护。问题：请阐述热浸镀锌处理钢铁零件的工艺过程及原理，并说明该方法如何有效提高钢铁零件的耐腐蚀性。答案：1.B2.B3.C4.B5.B6.C7.D8.D9.C10.C11.A12.A13.D14.A15.D16.D17.A18.D19.C20.D21.热喷涂技术原理：将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，通过高速气流使其雾化成微小颗粒，喷射到基体表面形成涂层。主要工艺过程：首先选择合适的喷涂材料，然后对其进行预处理。接着将喷涂材料送入喷枪，通过喷枪内的加热装置使其加热至合适状态，利用高速气流将其雾化并喷射到经过预处理的基体表面，形成涂层。之后对涂层进行后续处理，如修整、质量检测等。22.影响化学气相沉积涂层质量的因素有：反应气体的种类和流量，不同反应气体及流量不同会影响反应进行程度和涂层成分；反应温度，温度影响反应速率和涂层结构；基体材料的表面状态，表面粗糙度等会影响涂层结合情况；沉积时间，时间不同涂层厚度不同；气体压力，影响反应分子碰撞几率等。23.离子注入技术对材料表面性能的改善作用：可提高材料表面硬度，注入的离子使晶格畸变阻碍位错运动；增强耐磨性，硬度提高和表面组织结构改变使其耐磨；改善耐腐蚀性，形成致密阻挡层阻止腐蚀介质侵入；还能改变材料的电学、光学等性能，通过改变表面电子态等实现。24.优势：沉积温度低，可避免铝合金基体过热导致性能下降；沉积速率快，能在较短时间制备涂层；涂层质量好，致密性和结合强度高。原因：氮化钛涂层硬度高，能有效抵抗外力磨损；涂层结构致密，阻碍了磨损介质与铝合金基体接触，从而提高了铝合金的耐磨性。25.工艺过程：将钢铁零件脱脂、除锈后，预热到一定温度，然