表面工程学试题2带答案

《表面工程学》期末考试试卷（B）

适用班级： ( 卷) 考试时间： 1.5小时

一、填空题（每题2分共20分）

1.当θ<90°时，称为润湿；当（θ=0°）时，称为完全润湿；当θ>90°时，称为（不润湿）；当θ

=180时，称为完全不润湿。

2.热喷涂技术可应用于喷涂耐腐蚀涂层、（耐磨）涂层和耐（热障）涂层。

3.金属的电沉积包括液相传质、（电化学还原）和电结晶步骤。

4.表面清理中常用的清理工艺过程为：脱脂→水洗→（化学浸蚀）→水洗→（中和）→水洗。

5.金属腐蚀的基本原理是形成（原电池），其中（阳）极腐蚀。

6.真空蒸镀薄膜的形成机理有核生长型、（单层生长）型和混合生长型。

二、选择题（每题2分共10分）

1．化学镀的关键是____B___的选择和使用，从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的___过程。

A 氧化剂氧化－还原

B 还原剂电化学

C 氧化剂氧化

D 还原剂还原

2．下面说法正确的是__A___

A 电刷镀需要直流电，并在一定电压下才能工作

B 电刷镀被消耗的那个电极要不断补充，电刷镀才能继续进行

C 刷镀工艺中的电净过程和活化过程都不需要接电源

D 一般活化液呈碱性，电净液呈酸性

3．哪一个不是激光表面合金化的主要优点___D__

A 可控制加热深度

B 能局部合金化

C 快速处理中能有效利用能量

D 比用其他方法得到的镀层更耐腐蚀

4．热浸镀中助镀剂的主要作用是__A___

A 防止钢铁腐蚀，降低熔融金属的表面张力

B 除去金属表面的氧化物和锈

C 除去金属表面的油污和杂质

D 钝化金属

5．大气腐蚀的速度的受到多种因素的影响，但主要的影响因素不包括：_D__

A 大气的成分

B 大气的湿度

C 大气的温度

D 大气的流动速度

三、判断题（每题2分共10分）

1．喷涂材料在热源中被加热过程和颗粒与基材表面结合过程是热喷涂制备涂层的关键环节（√）2．等离子喷涂中，等离子气体流量直接影响焰流的温度，所以应选择高工作电压和高的工作电流。

（×）3．在正式电刷镀前要对基体表面进行预处理，主要有用电净液电解刻蚀和活化液除油。（×）4.真空蒸镀时要把材料加热熔化使其蒸发或升华，有些合金或化合物会因此分解产生新的物质，所以真空蒸镀属于化学气相沉积。（×）

5. 保护大气还原法热浸镀不需要对工件进行碱洗、酸洗和水洗。（√）

四、名词解释（每题5分共25分）

1．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。

2．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。

3．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)

4. 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。

5.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。

五、简答题（每题7分，共35分）

1、表面工程技术的特点与意义；

答：表面工程技术具有一般整体材料加工技术不具备的优点。

1）主要作用在基材表面，对远离表面的基材内部组织与性能影响不大。因此，可以制备表面性能与基材性能相差很大的复合材料。

2）采用表面涂(镀)、表面合金化技术取代整体合金化，使普通、廉价的材料表面具有特殊的性能，不仅可以节约大量贵重金属，而且可以大幅度提高零部件的耐磨性和耐蚀性，提高劳动生产率，降低生产成本。

3）可以兼有装饰和防护功能，有力推动了产品的更新换代。

4）表面薄膜技术和表面微细加工技术具有微细加工功能，是制作大规模集成电路、光导纤维和集成光路、太阳能薄膜电池等元器件的基础技术。

5）二维的表面处理技术已发展成为三维零件制造技术（生长型制造法），不仅大幅度降低了零部件的制造成本，亦使设计与生产速度成倍提高。

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6）表面工程技术已成为制备新材料的重要方法，可以在材料表面制备整体合金化难以做到的特殊性能合金等。

2、表面预处理的作用及主要工序；

答：作用：清除材料表面杂质，露出材料(金属)本色使并使其处于活化状态，获得“清洁表面”甚至“洁净表面”，以提高表面覆层的质量以及覆层与基材的结合强度。

表面预处理工序主要包括脱脂、除锈和获取一定程度粗糙度的表面等几部分。

3、热扩渗层的形成机理；

答：1) 产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面。

活性原子的提供方式：热激活能法、化学反应法（常用方法）。

2)渗剂元素的活性原子吸附在基体金属表面上，随后被基体金属所吸收，形成最初的表面固溶体或金属间化合物，建立热扩渗所必须的浓度梯度。

3)渗剂元素原子向基体金属内部扩散，基体金属原子也同时向渗层中扩散，使扩渗层增厚，即扩渗层成长过程(简称扩散过程)。

扩散的机理：间隙式扩散、置换式扩散和空位式扩散机理。

4、等离子体热扩渗的基本特点；

答：特点（与普通气体热扩渗技术相比）：

(1)表面活性高，热扩渗速度快；

(2)热扩渗层组织容易控制；

(3)可去除氧化膜和钝化膜，能进行有效热扩渗；

(4)易实现工艺过程的自动控制。

5. 常见的电镀方式及其特点；

1）挂镀

(优点)是适合于各类零件的电镀；电镀时单件电流密度较高且不会随时间而变化，槽电压低，镀液温升慢，带出量小，镀件的均匀性好；

（缺点)劳动生产率低，设备和辅助用具维修量大。2）滚镀

(优点)节省劳动力，提高生产效率，设备维修费用少且占地面积小，镀件镀层的均匀性好。

(缺点) 镀件不宜太大和太轻；单件电流密度小，电流效率低，槽电压高，槽液温升快，镀液带出量大。其使用范围较小。

3）刷镀

(优点)不需要电镀槽，具有设备简单、工艺灵便、沉积速度快、镀层与基体材料的结合力好、镀后不需要机加工、对环境污染小、节水省电等。

(缺点)不适于面积大、尺寸大的零件修复，也不能用于大批量镀件的生产。

4）连续电镀

特点：生产效率高、工艺要求高。

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