表面工程复习题

一、名词解释

表面工程技术：为满足特定的工程需求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结 构和性能(或功能)的化学、物理方法与工艺。

表面能：严格意义上指材料表面的内能，包括原子的动能、原子间的势能以及原子中 原子核和电子的动能和势能等。

洁净表面：材料表层原子结构的周期性不同于体内，但其化学成分仍与体内相同的表 面。

清洁表面：一般指零件经过清洗(脱脂、浸蚀等)以后的表面。

区别：洁净表面允许有吸附物，但其覆盖的几率应该非常低。洁净表面只有用特殊的方法才能得到。清洁表面易于实现，只要经过常规的清洗过程即可。洁净表面的“清洁程度”比清洁表面高。

吸附作用：物体表面上的原子或分子力场不饱和，有吸引周围其它物质(主要是气体、 液体)分子的能力。

磨损：相对运动的物质摩擦过程中不断产生损失或残余变形的现象。 腐蚀：材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。

极化：腐蚀电池工作时，阴、阳极之间有电流通过，使阴、阳极之间的电位差(实际 电极电位)比初始电位差要小得多的现象。

钝化：由于金属表面状态的改变引起金属表面活性的突然变化，使表面反应速度急剧 降低的现象。(阳极反应受阻的现象)

表面淬火：用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3(对亚共析钢)或者Ac1(对过共 析钢)之上(奥氏体化)，然后使其快速冷却并发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺过程。 喷丸强化：利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再

结晶温度之下产生弹、塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。 (喷丸强化技术)

热扩渗：将工件放在特殊介质中加热，使介质中某一种或几种元素渗入工件表面，形 成合金层(或掺杂层)的工艺。(化学热处理技术)

热喷涂：采用各种热源使涂层材料加热熔化或半熔化，然后用高速气体使涂层材料分 散细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。

热喷焊：采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或部分熔化，实现涂层与基体之间、涂层内颗粒之间的冶金结合，消除孔隙的表面处理技术。(喷焊)

堆焊：在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。

电镀：在含有欲镀金属的盐类溶液中，在直流电的作用下，以被镀基体金属为阴极， 以欲镀金属或其它惰性导体为阳极，通过电解作用，在基体表面上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。

化学镀：在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金 属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。

复合电镀：在电镀或化学镀溶液中加入非溶性的固体微粒，并使其与主体金属共沉积 在基体表面，或把长纤维埋入或卷缠于基体表面后沉积金属，形成一层金属基的表面复合材料的过程。(弥散镀、分散镀)

转化膜技术：通过化学或电化学方法，使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变 其金属外观(形状及几何尺寸)的一类技术。

真空蒸发镀膜：在真空室内，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分 子从表

面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（基片/基板/衬底、工件）表面，凝结形成固态薄膜的方法。

溅射镀膜：用高能粒子轰击固体表面，通过能量传递，使固体的原子或分子逸出表面 并沉积在基片或工件表面形成薄膜的方法。

离子镀膜：在真空条件下，靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基片放在阴极上， 在气体离子和蒸发物质的轰击下，将蒸发物质或其反应物镀在基片上。 二、简答题

1、表面工程技术的内涵(分类)；

表面改性技术、表面合成材料技术、表面加工技术、表面加工三维合成技术 3、表面工程技术中结合界面的类型及其结合强度的特点；

1）冶金结合界面 特点：结合强度很高，可以承受较大的外力或载荷，不易在服役过程中发生剥落。

2）扩散结合界面 特点：覆层与基材之间的成分梯度变化，并形成了原子级别的混合或合金化。

3）外延生长界面 特点：理论上应有较好的结合强度。具体取决于所形成的单晶层与衬底的结合键类型，如分子键、共价键、离子键或金属键等。

4）化学键结合界面 特点：结合强度较高，界面的韧性较差，表面发生粘连、氧化、腐蚀等化学作用也会产生化学键结合界面。 5）分子键结合界面 特点：覆层与基材(或衬底)之间未发生扩散或化学作用。结合强度较低。 6）机械结合界面 特点：结合强度不高，但可起辅助作用。

24、转化膜的主要用途；

表面转化膜与着色技术的主要用途：防护、提高基体与涂层间的结合力、表面装饰性、表面特殊性能。

转化膜的性质和用途：(1)用于防护和装饰转(2)提高涂膜与基体的结合力(3)耐磨减摩(4)适用于冷成形加工(5)电绝缘性 21、化学镀的原理与特点；

化学镀是一个在催化条件下发生的氧化一还原反应过程。(有别于普通化学沉积) 优点： 镀层致密，孔隙少、硬度高，具有极好的化学和物理性能； 可镀制形状复杂的工件，且镀层厚度均匀；

可镀基材广泛(对非金属等材料需经过适当的预处理)； 设备简单(不需要外加直流电源)。 缺点：

可镀制的金属(合金体系)有限； 镀液昂贵，稳定性差，镀制成本高。 25、阳极氧化的工艺流程； 1）预处理（P164）：脱脂、碱蚀 2）氧化 增加电压及电流密度、降低溶液(槽液)温度及浓度，可增加膜的生长速率（膜厚）。 3）阳极氧化膜的封闭 氧化膜多孔，活性高，吸附性很强(着色)，容易被污染或被腐蚀介质侵入，氧化后的膜层必须要通过封孔才能达到最好的耐蚀效果。