表面工程

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1、现代外表技术复习思考题一、名词解释1理想外表：是一种理论的结构完整的二维点阵平面。2外表重构：在平行基底的外表上，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的调整，这种外表结构称为重构〔或再构〕3离子镀膜：它是将工件放入真空室，并利用气体放电原理将局部气体和蒸发源逸出的气相粒子电离，在离子轰击的同时，把蒸发物或其反响产物沉积在工件外表成膜4化学镀：是指在没有外电流通过的情况下，利用化学方法使溶液中的金属离子复原为金属并沉积在基体外表，形成镀层的一种外表加工方法。5电解着色：是把经阳极氧化的铝及其合金放入含金属

2、盐的电解液中进行电解，通过电化学反响，使进入氧化膜微孔中的重金属离子复原为金属原子6清洁外表：是指不存在任何污染的化学纯外表，即不存在吸附，催化反响或杂质扩散等一系列物理、化学效应的外表。7外表弛豫：外表上原子的这种位移〔压缩或膨胀〕称为外表弛豫。8溅射镀膜：将工件放入真空室，并用正离子轰击作为阴极的靶〔镀膜材料〕，使靶材中的原子、分子逸出，飞至工件外表凝聚成膜。9电镀：是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属外表沉积出来，形成镀层的一种外表加工方法。10化

3、学转化膜：通过化学或电化学手段，使金属外表形成稳定的化合物膜层的方法，这种经过化学处理生成的膜层称之为化学转化膜。11吸附〔固体与液体的作用之一〕：吸附是固体外表吸引气体与之结合，以降低固体外表能的作用。12自扩散：在一个单组分的基底上同种原子的外表扩散称为自扩散13简单盐镀液：14磷酸盐膜：是金属在磷酸盐溶液中形成的膜，其成膜过程称为磷化。15冶金结合：将喷涂层再加热重熔，涂层与基体互熔并扩散称冶金结合16吸收〔固体与液体的作用之一〕：吸引是固体的外表和内部都容纳气体，使整个固体的能量发生变化。17多相扩散：在外表上

4、其它种吸附原子的扩散称为多相扩散18氧化物膜：是金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜，其成膜过程叫氧化19镀硬铬：在各种基体材料上镀较厚的铬层，镀层厚度一般在20um以上20扩散结合：当薄膜和衬底材料具有可溶性或局部可溶性时，假设给界面层的原子1至10ev能量，那么可促使原子通过薄膜与衬底界面进行互相扩散，形成薄膜与衬底间的扩散结合。二、论述题1、谈谈外表覆盖层的种类及外表技术的作用。外表覆盖层的种类：电镀，化学镀，热浸镀，热喷涂，真空蒸镀、溅射镀、离子镀,涂装，堆焊和化学气相沉积等。外表技术的应用：1、可以减缓和消除材料

5、和构件外表的变化和损伤2、普通的廉价的材料经外表处理后课获得具有特殊功能的外表。3、可用于节约能源、降低本钱、改善环境4在开展新技术和学术研究中起着不可无视的作用。2、什么是络合剂？电镀液中络合剂有何作用？络合剂：能络合主盐中的金属离子形成络合物的物质。如焦磷酸盐，KCN,NaCN等。作用：细化镀层晶粒，把金属离子生成络合离子，使溶液清澈，离解度小，比简单盐稳定。有较强的阴极极化作用大多数电镀液都需要使用络合剂。在含络合剂的镀液中，影响电镀效果的主要是络合剂的游离量。络合剂的游离量升高,阴极极化作用升高,有利于镀层结晶

6、细化、镀层分散能力和覆盖能力的改善,，阳极极化降低，从而提高阳极开始钝化电流密度，有利于阳极的正常溶解络合剂的游离量还会影响镀层的沉积速度3、比照电镀，谈谈化学镀的优缺点。化学镀优点：①不需电源设备②在金属和非金属上都能进行镀覆③可在形状复杂的零件外表获得镀层均匀的镀层〔因为不存在电流分布的问题〕④与电镀相比镀层性能好，对环境污染小。镀后零件的硬度和抗磨损力大大提高，且镀层分布均匀，不存在电镀特有的边角效应问题。⑤与电镀层相比，化学镀层的孔隙率低，密度高，抗腐蚀能力强，并有理想的性价比缺点：在一些领域仍不能完全取代电镀

7、，技术的真正成熟尚有一段时间。化学镀的缺点是溶液稳定性差，使用温度高，寿命短。4、什么是铝及铝合金的阳极氧化？谈谈铝及铝合金阳极氧化膜在工业上有何应用？答：阳极氧化是指在适当的电解液中，以金属作为阳极，在外加电流作用下，使其外表生成氧化膜的方法。铝及铝合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅为阳极，仅起导电作用。应用：〔1〕、多孔材料：多孔结构可使膜层表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染色，提高金属的装饰效果。〔2〕、耐磨材料：铝氧化膜具有很高的强度，可以提高金属外表的耐磨性。〔3

8、〕、耐蚀材料：铝氧化膜在空气中很稳定，具有较好的耐蚀性。〔4〕、电绝缘材料：用作电解电容器的电介质或电器制品的绝缘层。〔5〕、绝热材料：铝氧化膜是很好的绝热层。〔6〕、铝氧化膜与基体金属的结合力很强5、试述金属磷化膜的形成机理，比较钢铁高温、中温、低温磷化的优缺点。解：磷化处理是在含有锰、铁、锌的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的