材料表面工程习题

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1、1、什么叫表面工程？使用表面技术的主要目的?将材料表面与基体一起，作为一个系统设计和改性，以期获得材料表面与基体本身都不可能有的表面优异性能的系统工程①提高材料抵御环境作用的能力；②赋予材料表面某种功能特性，包括光、电、磁、热、声、吸附、分离等各种物理和化学性能；③实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件等。2、表面工程按照作用原理分类？表面工程技术按照作用原理分为以下几类：①原子沉积：沉积物以原子、离子、分子和粒子形态在材料表面上形成覆盖层，如电镀、化学镀、物理气相沉积和化学气相沉积等。②颗粒沉积：

2、沉积物以宏观尺度的颗粒形态在材料表面上形成覆盖层，如热喷涂、搪瓷涂敷等。③整体覆盖：它是将涂敷材料于同一时间施加于材料表面，如包箔、贴片、热浸镀、涂刷和堆焊等。④表面改性：它是用各种物理、化学等方法处理表面，使之组成和结构发生变化，从而改变性能，如表面处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理和离子注入等。3、固体表面与固体体内不同的特点？由此说明实际表面张力与表面自由能的差别。1)・原子排列不同2).组分不同狄什么叫理想表面？除了假设确定的一套边界条件外，系统不发生任何变化的表面☆理想表面是一种理论

3、的结构完整的二维点阵平面，即忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响，也忽略了表面原了的热运动以及出现的缺陷和扩散现象，又忽略了表面外界环境的作用等。☆以固体为例，理想表面就是指表面的原子位置和电子條度都和体凶二虹这种理想表面实际上不存在的。5、什么叫清洁表面?指在特殊环境中经过特殊处理后获得的表面，是不存在任何污染的化学纯表面,即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等物理、化学效☆清洁表面是相对于受环境污染的表面而言的。只有用特殊的方法，如高温热处理、离子轰击加退火、真空解理、真空沉积、场致蒸发等才能得到

4、清洁表面。6.什么叫表面驰豫？其特点？晶体的三维周期性在表面处突然中断，表面上原子的配位情况发生变化，并且表面原子附近的电荷分布也有改变，使表面原子所处的力场与体内原子不同，因此，表面上的原子会发牛相对于正常位置的匕下位移以降低体系能量。表面上原子的这种位移（压缩或膨胎称为表面驰豫。・表面驰豫的最明显处是表面第一层原子与第二层原子之间距离的变化。械深入休相,驰豫效应就弱,并且是迅速消失。因此,通常是只考虑第一层的驰豫效应。这种改变能改变键角，但不影响表面单胞（二维），故不影响低能电子衍射图象。■表面驰豫主

5、要取决于表面断键的情况，可以有压缩效应、驰豫效应和起伏效应。对于离子晶体，表面离子失去外层离子后破坏了静电平衡，由于极化作用，可能会造成双电层效应。6.实际表面的主要特点？实际表面的重耍特点:<1>表面粗糙度:经切削，研磨，抛光的固体表面似乎很平整，然而用电子显微镜进行观察，可以看到表面有明显的起伏，同时还可能有裂缝、空洞等。<2>贝尔比层:固体材料经切削加工后，在几个微米或者十几个微米的表层中可能发牛鑼购細捌烈変化、使得在表面约10NM的深度内，形成一种非晶态薄层一-贝尔比（BEILBY）层。<3>表面

6、存在大量的活性晶格点：由于打磨，加工表面的局部被扭曲变形引起，这种表面常常比电解抛光或低温退火预处理后的表面更活泼。<4>残余应力：机加工后，除了表面产生拜尔贝层之外，还存在着各种残余应力，按其作用范围大小可分为宏观内应力和微观内应力。久什么叫表面偏聚？其影响因素？合金的表面成分不同于合金的整体平均成分。这种现象称为表血(1)晶内溶质浓度(CO)由于晶界区与晶内区溶质浓度达到平衡，因而CO对C有影响:Co愈大，c也愈大。⑵温度随温度升高，组态爛影响增大，作为过程阻力，使晶界偏聚的趋势下降，从而C减少。(3

7、)畸变能差(/E)和最大固溶度(C血)溶质原子在晶内和晶界的畸变能差(AE)愈大〉晶界偏聚的溶质浓度愈高。(4)溶质元素引起界面能的变化吉布斯曾指出，凡能降低表面能的元素，将会富集在晶体界面上产生晶界吸附或偏聚。增加溶质浓席、可降低比表面能,则产牛表面正吸附,表面偏聚溶质组元。9、什么叫吸附？其具体分类及其特点？vl＞物理吸附：任何气体在其临界温度以下，都会在其和固体表面之间的范德华力作用下，被固体吸附。但两者之间没有电子转移＜2＞化学吸附：气体和固体之间发生了电子的转移，二者产生了化学键力，其作用力和化

8、合物中原子之间形成化学键的力相似，较范徳华力大的多。但并不是任何气休在任何表面上都可以发生化学吸附。表物理吸附与化学吸附的区别比较项物理吸附化学吸附吸附热近于液化热（1〜40KJH1O1-1）近于反应热（1〜4UKJ・molJ）吸附力范德华力弱化学键力强吸附层单分子层或多分子层仅单分子层吸附选择性无有吸附速率快慢吸附活化能不需需要、且很高吸附温度低温较高温度吸附层结构基本同吸附质分子结构形成新的化合态虽然二者有明显的区别，但二