表面工程模板

1、表面工程現(xiàn)代表面技術(shù)復(fù)習(xí)思考題一、名詞解釋1理想表面 : 是一種理論的結(jié)構(gòu)完整的二維點陣平面。表面重構(gòu) : 在平行基底的表面上 , 原子的平移對稱性與體內(nèi)顯著 不同 , 原 子位置作了較大幅度的調(diào)整 , 這種表面結(jié)構(gòu)稱 為重構(gòu) （ 或再構(gòu) ）離子鍍膜 : 它是將工件放入真空室 , 并利用氣體放電原理將部分 氣體和蒸 發(fā)源逸出的氣相粒子電離 , 在離子轟擊的同時 , 把蒸發(fā)物或其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件表面成膜化學(xué)鍍 : 是指在沒有外電流經(jīng)過的情況下 , 利用化學(xué)方法使溶液 中的金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面 , 形成鍍層的 一種表面加工方法。電解著色 : 是把經(jīng)陽極氧化的鋁及其合金放入含金屬鹽的

2、電解液 中進(jìn)行電解 , 經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng) , 使進(jìn)入氧化膜微孔中的重 金屬離子還原為金屬原子清潔表面 : 是指不存在任何污染的化學(xué)純表面 , 即不存在吸附 , 催 化反應(yīng)或雜質(zhì)擴散等一系列物理、 化學(xué)效應(yīng)的表面。表面弛豫 : 表面上原子的這種位移 （ 壓縮或膨脹 ） 稱為表面弛 豫。濺射鍍膜 : 將工件放入真空室 , 并用正離子轟擊作為陰極的靶 （ 鍍 膜材料） , 使靶材中的原子、 分子逸出 , 飛至工件表面凝 聚成膜。電鍍 : 是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中 , 以被鍍基體金屬為陰 極 , 經(jīng)過電解作用 , 使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬 表面沉積出來 , 形成鍍層的一種表面加工方法?；?/p>

3、學(xué)轉(zhuǎn)化膜 : 經(jīng)過化學(xué)或電化學(xué)手段 , 使金屬表面形成穩(wěn)定的化 合物膜層的方法 , 這種經(jīng)過化學(xué)處理生成的膜層稱 之為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。吸附（ 固體與液體的作用之一 ） : 吸附是固體表面吸引氣體與之 結(jié)合, 以降低固體表面能的作用。12自擴散 : 在 一個單組分的基底上同種原子的表面擴散稱為自擴 散13 簡單鹽鍍液 :14 磷酸鹽膜 : 是金屬在磷酸鹽溶液中形成的膜 , 其成膜過程稱為磷 化。15冶金結(jié)合 : 將噴涂層再加熱重熔 , 涂層與基體互熔并擴散稱冶金 結(jié)合16 吸收 （ 固體與液體的作用之一 ） : 吸引是固體的表面和內(nèi)部都容 納氣體 , 使整個固體的能量發(fā)生變化。17 多相擴散 : 在

4、表面上其它種吸附原子的擴散稱為多相擴散 18氧化物膜 : 是金屬在含有氧化劑的溶液中形成的膜 , 其成膜過程 叫氧化19 鍍硬鉻 : 在各種基體材料上鍍較厚的鉻層 , 鍍層厚度一般在20um 以上 20 擴散結(jié)合 : 當(dāng)薄膜和襯底材料具有可溶性或部分可溶性時 , 若給 界面層的原子 1 至 10ev 能量 , 則可促使原子經(jīng)過薄膜與襯底界面 進(jìn)行互相擴散 , 形成薄膜與襯底間的擴散結(jié)合。二、 論述題1、談?wù)劚砻娓采w層的種類及表面技術(shù)的作用。 表面覆蓋層的種類 : 電鍍, 化學(xué)鍍, 熱浸鍍, 熱噴涂, 真空蒸鍍、 濺 射鍍、 離子鍍 ,涂裝, 堆焊和化學(xué)氣相沉積等。表面技術(shù)的應(yīng)用 : 1 、 能

5、夠減緩和消除材料和構(gòu)件表面的變化和損 傷2、普通的廉價的材料經(jīng)表面處理后課獲得具有特殊功能的表 面。3、可用于節(jié)約能源、 降低成本、 改進(jìn)環(huán)境4 在發(fā)展新技術(shù)和學(xué)術(shù)研究中起著不可忽視的作用。2、什么是絡(luò)合劑 ? 電鍍液中絡(luò)合劑有何作用 ?絡(luò)合劑 : 能絡(luò)合主鹽中的金屬離子形成絡(luò)合物的物質(zhì)。如焦磷酸鹽 KCN, NaCN 等。作 用: 細(xì)化鍍層晶粒 , 把金屬離子生成絡(luò)合離子 , 使溶液清澈 , 離解 度小 , 比簡單鹽穩(wěn)定。有較強的陰極極化作用 大多數(shù)電鍍液都需 要使用絡(luò)合劑。在含絡(luò)合劑的鍍液中 , 影響電鍍效果的主要是絡(luò)合 劑的游離量。絡(luò)合劑的游離量升高 ,陰極極化作用升高 ,有利于鍍層 結(jié)

6、晶細(xì)化、 鍍層分散能力和覆蓋能力的改進(jìn) , 陽極極化降低 , 從而 提高陽極開始鈍化電流密度 , 有利于陽極的正常溶解 絡(luò)合劑的游離量還會影響鍍層的沉積速度3、對比電鍍 , 談?wù)劵瘜W(xué)鍍的優(yōu)缺點?；瘜W(xué)鍍優(yōu)點 : 不需電源設(shè)備在金屬和非金屬上都能進(jìn)行鍍覆可在形狀復(fù)雜的零件表面獲得鍍層均勻的鍍層 （ 因為不存在電 流分布的問題 ）與電鍍相比鍍層性能好 , 對環(huán)境污染小。鍍后零件的硬度和抗 磨損力大大提高 , 且鍍層分布均勻 , 不存在電鍍特有的邊角效應(yīng)問 題。與電鍍層相比 , 化學(xué)鍍層的孔隙率低 , 密度高 , 抗腐蝕能力強 , 并 有理想的性價比缺點 : 在一些領(lǐng)域仍不能完全取代電鍍 , 技術(shù)的真

7、正成熟尚有一段 時間。 化學(xué)鍍的缺點是溶液穩(wěn)定性差 , 使用溫度高 , 壽命短。4、什么是鋁及鋁合金的陽極氧化 ? 談?wù)勪X及鋁合金陽極氧化 膜在工業(yè)上有何應(yīng)用 ?答 : 陽極氧化是指在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?, 以金屬作為陽極 , 在外加電流 作用下 , 使其表面生成氧化膜的方法。鋁及鋁合金的陽極氧化所用的電解液一般為中等溶解能力的酸性溶液 , 鉛為陽極 , 僅起導(dǎo)電作 用。應(yīng)用: ( 1) 、 多孔材料 : 多孔結(jié)構(gòu)可使膜層表現(xiàn)出良好的吸附 能力, 可作為涂鍍層的底層 , 也可將氧化膜染色 , 提高金屬的裝飾 效果。( 2) 、 耐磨材料 : 鋁氧化膜具有很高的強度 , 能夠提高金屬表面的 耐磨性。

8、( 3) 、( 4) 、。( 5)( 6) 、( 3) 、( 4) 、。( 5)( 6) 、5、 絕 熱 材 料 : 鋁 氧 化 膜 是 很 好 的 絕 熱 層 。 鋁氧化膜與基體金屬的結(jié)合力很強試述金屬磷化膜的形成機理 , 比較鋼鐵高溫、 中溫、 低溫磷化的優(yōu)缺點。解:磷化處理是在含有錳、 鐵、 鋅的磷酸二氫鹽與磷酸組成的溶液中進(jìn)行的。在磷化處理過程中發(fā)生如下反應(yīng)：4M2+3H2PO4-tMHP0 4 J +M 3(PO4)2 J +5H +當(dāng)金屬與溶液接觸時，在金屬/溶液界 面液層中Me2+濃度升高或H+離子濃度降低都會促使反應(yīng)向右進(jìn) 行。由于鐵在磷酸里溶解，F(xiàn)e+2H+二Fe2+H2f反

9、應(yīng)生成的不溶于水 的磷酸鹽在金屬表層沉淀位磷酸鹽保護膜。從電化學(xué)的觀點看 , 磷化膜的形成可認(rèn)為是微電池作用的結(jié) 果。陰極：2H+2e-二Hzf陽極 : Fe-2e-=Fe2+Fe2+2H2PO4-= Fe(H2PO4)2Fe(H2PO4)2二FeHPO4+H3PO4 3FeHPO4二Fe3(PO4)2 J + H3PO4 與此同時，陽極區(qū)溶液中的 Mn(H 2PO4)2、Zn(H 2PO4)2也發(fā)生如下 反應(yīng)：M(H 2PO4)2= MHPO 4+ H3PO4 3MHPO4= M3(PO4)2J + H3PO4式中的M為Mn和Zn。陽極區(qū)的反應(yīng)產(chǎn)物 Fe3(PO4)2、Mn 3(PO4)2、Zn 3(PO4)2 一起結(jié)晶形成磷化膜。高溫磷化 ： 優(yōu)點： 膜層較厚 , 膜層的耐