表面工程复习题(2014)
表面工程习题
名词解释1、表面重构：在平行基底的表面上，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，这种表面结构称为重构。
2、离子镀：在真空料件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基底上。
3、表面改性：采用某种工艺手段使材料表面获得与其基体材料的组织结构、性能不同的一种技术。
4、莱宾杰尔效应：受环境介质影响以致表面自由能的减少，从而导致固体材料的塑性、强度降低减小的现象。
5、等离子体:是一种电离度超过0.1%的气体，是离子、电子和中性粒子（原子和分子）所组成的集合体。
6、化学镀：在没有外电流通过的情况下，利用化学法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在金属表面，形成镀层的一种表面加工方法。
7、物理气相沉积：在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子，或离子化为离子，直接沉积到基体表面的方法。
8、阳极氧化：是指在适当的电解液中，以金属为阳极，在外加电流的作用下，使其表面生成氧化膜的方法。
9、真空化学热处理：是在真空条件下加热工件，渗入金属或非金属元素，从而改变材料表面化学产能成分、组织结构和性能的热处理方法。
10、贝尔比层：固体材料经切削加工后，在几微米到几十微米的表层中，可能发生组织结构的剧烈变化，而最外的5-10nm 厚可能形成的一种非晶态层。
11、现代表面技术：为满足某种特定的工程需要，使金属表面或零件表面具有特殊的成分、结够、功能的物理化学方法与工艺。
12、磷化：把金属放入含有Mn\Fe\Zn 的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层不溶于水的磷酸盐保护膜的方法。
13、CVD: 在一定的真空度和温度下，将几中含有构成沉积膜层的材料元素的单质或化合物反应源气体，通过化学反应而生成固态物质幷沉积在基体上的成膜方法。
二、填空题1、CVD 分类，按综合分类为热激发CVD 、低压CVD 、等离子体CVD 、激光（诱导）CVD 、金属有机化合物CVD 等。
表面工程题目范围
《材料表面工程》考试要点一、填空题：（10空每空1分，共10分）1、固体表面的吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。
物理吸附中固体表面与被吸附质之间的力是范德化力。
在化学吸附中，吸附质与固体表面之间往往形成了化学键，强度比范德化力大的多。
2、液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿现象，通常润湿角θ来描述润湿程度，θ角越小，润湿性越好。
3、电镀是利用电解（原理或方式）使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀，致密，结合力良好的金属层的过程。
电镀时被镀工件作为阴极极。
4、电解液使阴极工件表面镀层厚度均匀分布的能力叫做分散能力，影响分散能力的因素包括电化学因素和几何因素。
5、形成化学转化膜的方法有两类。
一类是电化学方法，称为阳极氧化。
另一类是化学方法，包括化学氧化，磷酸盐处理，铬酸盐处理和草酸盐处理。
6、热喷涂是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，并以很高的速度喷射到事先已准备好的工件表面上，形成覆层的过程。
7、化学镀是一个在催化条件下发生的氧化还原反应过程。
化学镀溶液由金属离子、络合剂、还原剂、稳定剂和缓冲剂等组成。
8、高能量密度的粒子束（简称高能束）是指由高密度光子、电子、离子组成的激光束、电子束、离子束。
9、气相沉积技术可分为物理气相沉积和化学气相沉积，其中物理气相沉积包括蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜。
二、判断题：（10题每题1分，共10分）1、相互接触的物体相对运动时产生的阻力，称为摩擦。
两接触体之间的表观接触面积越大，摩擦力越大。
（N ）2、材料硬度提高，耐磨性增强。
（Y ）3、电子转移步骤的阻力所造成的极化称为浓差极化。
（N ）4、电镀时的阳极副反应主要是析氢反应。
（N ）5、两种金属的标准电位相近，电镀合金时它们就能金属共沉积。
（N ）6、阴极和电解液的相对运动可以采用阴极移动，通入压缩空气搅拌，电解液循环流动等方式，得到较小的沉积速度。
（N ）7、镀光亮镍不需要在电解液中加入光亮剂。
表面工程
1.影响液体表面自由能的因素：（1）表面内能（而其又取决于原子间结合力的大小）；（2）原子自由电子（液体不适用）；（3）温度越高，自由能越高；（4）与合金元素和杂质有关。
2.为什么固体表面自由能和表面应力一般不相等？影响固体表面自由能的因素是什么？表面应力除了造成界面自由能的变化外，还要用于表面形成时固体形变所消耗的功。
①晶体原子间的结合能。
前已述及表面的形成主要依赖于断键功。
出此若原子间的键能高，表面自由能也高。
②表面原子的晶面取向。
晶体中越是堆集紧密的晶面其表面自由能越低。
③温度。
3.在两块玻璃之间放少许水叠在一起为什么很难分开?因为在张力作用下，玻璃间的空气被基本排出，玻璃间压强很小，外界大气压将其压合不易分开，要其通过正面拉力分开必须克服分子间的作用力，而如果通过剪切力则很容易使其分开（水膜厚度越薄越难分。
）4.部分浸入液体的两竖直平行板互相靠近，在下述情况下它们之间的力是斥力还是引力？(1)两板都润湿(引力)；(2)两板都未润湿(斥力)；(3)一板润湿另一板不润湿(不明显)。
5.物理吸附与化学吸附的区别：物理吸附与化学吸附本质区别是后者有电子转移而前者没有；其次，物理吸附速度较快，化学吸附的速度较慢。
化学吸附时表面与吸附物之间要形成化学键，所以是单分子层的，而物理吸附却是多分子层的，前者容易后者难。
6.影响表面吸附力的因素是什么？固体表面对固体表面有无吸附性？为什么：影响因素：（1）温度；吸附键断裂与压力变化关系；（3）表面不均匀性；（4）其他吸附物质对吸附件的影响。
当两固体表面接近到表面力作用的范围内时固体表面就能产生吸附作用。
但是固体的粘附作用只有当固体断面很小而且很清洁时才能表现出来。
这是因为粘附力的作用范围仅限于分子间距，而任何固体表面从分子的角度看都是粗糙的因而它们在相互作用的时候时仅为几点的接触，虽然单位面积上的粘附力很大，但作用于两固体见的总力却很小。
1.疲劳裂纹是如何在表面萌生的？三种形式：划移带开裂、晶界开裂和夹杂物界面的开裂。
表面工程
一、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，总计20分）1、表面工程学答：表面工程学是指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。
其内涵包括以下几方面：1）表面改性技术；2）表面加工技术；3）表面合成材料技术；4）表面加工三维合成技术；5）上述几个要点的组合或综合。
2、贝尔比层答：当外力作用于金属表面时，在距离表面几微米范围内，其显微组织有较大的变化。
如在抛光金属的表面组织中，在离表面约5nm的区域内，点阵发生强烈畸变，形成厚度约1~100nm的晶粒极微小的微晶层，亦称为贝尔比层。
贝尔比层具有粘性液体膜似的非晶态外观，不仅能将表面覆盖的很光滑，而且能流入裂缝或划痕等表面不规则处。
3、标准电极电位答：标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极，即氢的标准电极电位值定位0，与氢标准电极比较，电位较高的为正，电位较低者为负。
金属浸在只含有该金属盐的电解溶液中，达到平衡时所具有的电极电位，叫做该金属的平衡电极电位。
当温度为25℃时，金属离子的有效浓度为1mol/L（及活度为1）时测得的平衡电极电位，叫做标准电极电位。
标准电极电位负值较大的金属都易失掉电子被氧化，而标准电极电位正值较大的金属都易得到电子被还原。
4、化学镀答：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还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。
与电镀相比，化学镀的优点：1）不管零件形状如何复杂，其镀层厚度都很均匀；2）镀层外观良好，晶粒细，无孔，耐蚀性更好；3）无需电解设备及附件；4）能在非金属（塑料、玻璃、陶瓷等）以及半导体上沉积。
其缺点：溶液稳定性差，使用温度高，寿命短。
5、金属化学处理答：金属化学处理是通过化学或电化学手段，使金属表面形成稳定的化合物膜层的方法。
这种经化学处理生成的膜称之为化学转化膜。
化学成膜处理的机理是金属与特定的腐蚀液接触而在一定条件发生化学反应，由于浓度极化作用和阴极极化作用等，使金属表面生成一层附着力良好的，能保护金属不易受水和其他腐蚀介质影响的化合物膜。
2015-2016现代表面工程复习参考题及答案
1、简述热喷涂原理及其工艺特点。
原理：采用各种热源将粉状或丝状固体材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，然后高速喷射、沉积到经过预处理的工件表面，从而形成附着牢固的表面层。
特点：①涂层材料取材范围广②可用于各种基体③可使基体保持较低温度、基材变形小④工艺灵活⑤工效高、操作程序少、速度快⑥涂层厚度可调范围大⑦可得到特殊的表面性能⑧成本低、经济效益显著缺点：①结合强度低；②材料利用率低；③热效率低；④均匀性差；⑤孔隙率高。
2、什么是腐蚀电池？简述腐蚀电池的工作原理。
概念：金属材料在电解质溶液中发生的腐蚀属于电化学腐蚀，这种腐蚀是通过在金属暴露表面上形成的原电池进行的，这种原电池叫做腐蚀电池。
工作原理：蚀电池的阳极上是金属的氧化反应，导致金属的破坏；腐蚀电池的阴极上发生某些物质的还原反应。
3、简述析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理。
析氢腐蚀是指还原氢原子成氢气的腐蚀，常见的是牺牲锌阳极腐蚀Zn+H2O=ZnO+H2↑吸氧腐蚀就是和氧原子结合产生的氧化腐蚀，常见的是铁的电化腐蚀4Fe+3O2=2Fe2O34、简述微观腐蚀电池的概念。
列举四种微观腐蚀电池。
金属表面的电化学不均匀性，在金属表面出现许多微小的电极，从而构成各种微观电池，简称为微电池。
四种：1．表面化学成分的不均匀性引起的微电池2．金属组织不均匀性构成的微电池3．金属物理状态的不均匀性引起的微电池 4．金属表面膜不完整引起的微电池5、简述全面腐蚀的特点。
全面腐蚀特点：腐蚀作用发生在整个金属表面，以同一腐蚀速率向金属内部蔓延，均匀或不均匀都有可能，危险相对较小，可以事先预测，设计时可以根据机器、设备要求的使用寿命估算腐蚀速度。
在材料表面进行金属溶解反应和去极剂物质还原反应的地区，即阳极区和阴极区尺寸非常微小，甚至是超显微级的，并且彼此紧密接近。
腐蚀过程通常在整个金属表面上以均匀的速度进行，最终使金属变薄至某一极限值而破坏。
从工程技术上说，这类腐蚀形态并不危险，因为只要根据试件浸入所处介质的试验，就能准确地估计设备的寿命，还可以用增加壁厚的办法延长设备的使用年限。
材料表面工程复习题标准答案
1.什么是材料表面工程？表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得所需要表面性能的系统工程2.表面工程的作用有哪些？（1）对于机械零件提高零件表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗疲劳强度等力学性能；保证现代机械在高速、高温、高压、重载以及强腐蚀介质工况下可靠而持续地运行（2）对于电子电器元件提高元器件表面的电、磁、声、光等特殊物理性能；保证现代电子产品容量大、传输快、体积小、高转换率、高可靠性;（3）对于机电产品的包装及工艺品提高表面的耐蚀性和美观性；实现机电产品优异性能、艺术造型与绚丽外表的完美结合（4）对生物医学材料提高人造骨骼等人体植入物的耐磨性、耐蚀性，尤其是生物相容性；保证患者的健康并提高生活质量3.表面工程技术包含哪些内容？内容：失效分析、表面技术、涂覆层性能、涂覆层材料、预处理和后加工、表面检测技术、表面质量控制、使用寿命评估、表面施工管理、技术经济分析、三废处理和重大工程实践4.表面工程技术发展经过了哪三个阶段？经历的三个阶段：第一阶段以单一表面工程技术的品种增加、工艺成熟为特征；第二阶段以复合表面工程技术的出现和协同创新为主要特征；第三阶段以微纳米材料和纳米技术与传统表面工程技术的结合与实用化为主要特征5.在材料表面工程中用于表面淬火的加热方式有哪几种？（1）感应加热(高频、中频、工频)表面淬火；（2）火焰加热表面淬火；（3）激光加热表面淬火；（4）等离子体加热表面淬火；6.简要说明热扩渗的原理。
（1）介质分解活性介质在一定温度下，进行化学分解，析出活性（初生态的）原子（或离子）的过程化学介质分解的速度，取决于化学介质性质、数量、分解的温度、压力以及有无催化剂（2）吸收活性原子在金属表面吸附与金属表面原子产生键合而进入金属表层的过程吸收的方式活性原子向钢的固溶体中溶解或形成化合物吸收的强弱与活性介质的分解速度、渗入元素的性质、扩散速度、钢件的成分及其表面状态有关（3）扩散被钢件表面吸收的活性原子（或离子）向钢件深处迁移，以形成一定厚度的扩散层（即渗层）7.激光加热表面淬火有哪些特点？（1）淬硬层组织细化，硬度比常规淬火提高15-20%，铸铁经淬火后耐磨性可提高3-4倍（2）加工速度极快，工艺周期短，生产效率高，成本低，工艺过程易实现数控（3）可进行大型零件局部表面硬化及形状复杂工件的硬化处理（4）淬硬层深度可精确控制（5）可以实现自冷淬火，不需要油或水等淬火介质8.感应加热表面淬火的优点。
表面科学与工程复习资料
表面科学与工程复习资料1、什么是清洁表面，清洁表面包括哪些？（P10）清洁表面指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、化学效应的表面。
包括弛豫、重构、台阶化、吸附、偏析。
2、固体表面有哪些特性？其中物理吸附与化学吸附有哪些区别？（P17-19）（1）、固体表面特性表现在以下几个方面：①固体表面分子（原子）的运动受缚性；②固体表面的不均一性；③固体表面的吸附性；3、什么是贝尔比层？（P22 倒数第三段）晶格畸变随深度变化，在最外的约5—10nm厚度可能会形成一种非晶态层，称为贝尔比层。
4、金属的真实表面层有几层？（P24 图）有3层：加工应变层、氧化层、吸附层。
5、金属的表面处理的目的是什么？有哪些方法？（P28-P30）目的：①去除表面氧化层、、吸附层、锈、焊渣、毛刺等；②获得表面粗糙度；③获得清洁表面。
方法：①机械性清理包括机械磨光和抛光、滚光和刷光、喷砂获喷丸；②脱脂包括化学脱脂、有机溶剂脱脂、水剂脱脂、电化学脱脂；③除锈包括化学侵蚀、抛光和电化学抛光。
7、用犁沟变形机制、微观切削模型解释磨料磨损过程？（P40-41）（1）犁沟变形机制模型如图所示，当磨粒的形状与位向不利于切削时，磨粒将使材料产生犁沟变形，即将材料推向前方或两侧并使沟底及沟槽附近的材料产生塑性变形。
后继的磨粒可能把沟槽附近的材料压平，也可能使已经犁沟变形的材料遭受再一次的犁沟变形，如此反复，将导致材料的加工硬化和其他强化作用，最后产生裂纹、断裂而形成磨损。
（2）微观切削机理磨粒作用在材料表面的力可以分解为法向分力（正压力）和切向分力（摩擦力）。
在法向分立作用下，磨粒压入材料表面形成压痕，在切向分力作用下，磨粒向前推进。
微观切削的基本形式如图所示，当具有锐利棱角和适当迎角的磨粒与材料表面发生相对运动时，就会像刀具一样对材料进行进行切削而形成切屑。
虽然切屑磨损量在总磨损量中所占的比例很大，但是，磨粒与表面接触发生切削的概率并不大，当磨粒形状较圆钝时，当磨粒与被磨材料表面间的夹角（迎角）太小时，或者表面材料塑性很高时，往往磨粒在表面滑过后只犁出一条沟来，把材料推向两边或前面，而不能切削出磨屑来。
材料表面工程技术练习题(答案)
材料表面工程技术练习题（答案）一、解释名词1.喷丸强化技术: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、疲劳强度和抗压力腐蚀能力的表面工程技术。
2.干法热浸渗:先将经常规方法脱脂除锈清洗后的清洁工件或钢材进行溶剂处理，干燥后再将工件浸入欲渗金属溶液中，保温数分钟后抽出，水冷。
3.粘结底层:某些材料能够在很宽的条件下喷涂并粘结在清洁、光滑的表面上，而且这类涂层表面粗糙度适中，对随后喷涂的其它涂层有良好的粘结作用。
4.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。
(在真空室中，利用荷能粒子轰击材料表面，使其原子获得足够的能量而溅出进入气相，然后在工件表面沉积的过程。
)5.分子束外延:在超高真空环境中，将薄膜诸组分元素的分子束流，直接喷到温度适宜的衬底表面上，在合适的条件下就能沉积出所需要的外延层。
6.激光合金化技术:激光合金化就是利用激光束将一种或多种合金元素快速熔入基体表面，从而使基体表层具有特定的合金成分的技术。
换言之，它是一种利用激光改变金属或合金表面化学成分的技术。
7.物理气相沉积:在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其粒子化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。
8.真空蒸镀:在真空条件下，用加热蒸发的方法使镀料转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法。
9.热喷涂工艺:热喷涂是用专用设备把某种固体材料熔化并使其雾化,加速喷射到机件表面,形成一特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的一种工艺方法。
10.气相沉积:气相沉积技术也是一种在基体上形成一层功能膜的技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料或制品表面沉积单层或多层薄膜，从而使材料或制品获得所需的各种优异性能。
气相沉积技术一般可分为两大类:物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)。
《表面工程学》复习题总结
1,摩擦磨损与腐蚀摩擦:相互接触的物体相对运动时产生的阻力，称为摩擦。
按实际工作的条件的差别，可以将摩擦分为四类，即干摩擦，边界润滑摩擦，流体润滑摩擦和滚动摩擦。
磨损：指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。
拨照磨损机理的不同，可将磨损分为粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损，微动磨损, 冲蚀磨损和高温磨损。
最基本的是粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损和腐蚀磨损。
腐蚀：就是材料与环境介质作用而硬气的恶化变质或破坏。
按照材料腐蚀原理的不同，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属在干燥的气体介质中或不导电的液体介质中发生的腐蚀，腐蚀过程无电流产生。
电化学腐蚀是指金属在导电的液态介质中因电化学作用导致的腐蚀,在腐蚀过程中有电流产生。
金属腐蚀的主要形式有三种，即局部腐蚀,全而腐蚀和机械力作用下的腐蚀。
局部腐蚀主要分为:点蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，电偶腐蚀。
2,热扩渗形成热扩渗的基本条件有三个:1,渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属件化合物。
2,欲渗元素与基材之间必须有直接接触。
3,被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度。
渗层形成机理：1，产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表而。
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，使扩散层增厚，即扩散层成长过程，简称扩散过程。
3,热喷涂热喷涂是采用各种热源使涂层材料加热熔化或半熔化，然后用髙速气体使涂层材料分散细化并髙速撞击到基体表而形成涂层的工艺过程。
涂层形成的大致过程是：涂层材料经加热熔化和加速一►撞击基_►冷却凝固形成涂层涂层材料的喷涂速度主要由焰流速度决定，同时也与材料的粒径有关。
凋整喷嘴与工件的距离到最佳位置非常重要。
热喷涂工艺流程包括基体表而预处理，热喷涂，后处理，精加工等过程。
表面工程复习资料
表面热处理及化学热处理3.1 表面热处理定义：仅对材料的表面加热、冷却，而不改变其成分的热处理工艺，称表面热处理。
3.1.1 表面淬火技术的原理和特点一、表面淬火技术的定义与分类（1）定义：采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）之上，快速冷却，发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺，称表面淬火技术。
（2）分类：根据热源不同，可分为：感应加热火焰加热激光加热电子束加热·Ac1：钢加热时，开始形成奥氏体的温度。
·Ac3：亚共析钢加热时，所有铁素体都转变为奥氏体的温度（3）适用范围1.碳含量在0.35%—1.20%的中、高碳钢；2.基体相当于中碳钢的普通灰铁、球铁、可锻铸铁、合金铸铁；3.中碳钢与球铁最适合。
中碳钢最适合表面淬火的原因①中碳钢经预先热处理（正火或调质）后进行表面淬火，不但心部有较高综合力学性能，且表面有较高硬度和耐磨性；②高碳钢表面淬火后，表面硬度和耐磨性虽高，但心部塑性与韧性较低；③低碳钢表面强化效果不显著。
二、表面淬火技术与常规淬火技术的区别①加热速度高，钢的相变点温度大幅度提高；②加热速度高，奥氏体晶粒及亚结构显著细化；③加热速度很高时，钢产生无扩散奥氏体相变；④冷速快，硬度高；⑤热源能量密度越高，加热速度越快，硬度越高；⑥加热速度高，渗碳体难以充分溶解，奥氏体成分不均匀，显微硬度不均匀；⑦需预先热处理，使碳化物或自由铁素体均匀、细小分布。
三、表面淬火层的组织与性能1、组织沿试样横截面分三个区：淬硬区、过渡区、心部（1）淬硬区：全部马氏体（2）过渡区：马氏体+自由铁素体（3）心部：原始组织2、表面淬火层的性能①硬度比普通淬火工艺高2-5HRC；②耐磨性比普通淬火好；③提高轴类零件的疲劳强度；④缺口敏感性下降。
3.1.2 感应加热表面热处理（1）原理：工件放在有足够功率输出的感应线圈中，在高频交流磁场作用下，产生很大感应电流，由于集肤效应而集中分布于工件表面，使受热区迅速加热到钢的相变临界温度之上，然后在冷却介质中快速冷却，使工件表层获得马氏体。
现代PVD表面工程技术期末复习内容及答案
PVD1810.221.PVD：真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀。
2.真空泵的分类：气体传输泵、气体捕集器。
3.弧源、磁过滤器、真空靶室和其他附属部分4.PVD的前处理：清洗、去毛刺、喷砂抛光等。
5.分析膜层组织形貌可以采用：金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜。
6.涂层的微观结构和形状最终决定了其性质。
7.衍射峰位角2θ是反映衍射方向的问题，主要与辐射波长，晶胞类型，晶胞大小及形状有关。
遵循布拉格方程。
8.涂层结合力的检测方法：划痕、压痕、球痕测试法。
9.常见的应力测试方法：X射线和电子衍射法，试样变形分析法和光干涉法。
10.靶材按成分分为：单质金属、合金、陶瓷靶材。
11.PVD涂层的研究方向：设备、涂层组元、涂层膜结构、涂层纳米化。
12.真空泵主要分为：气体传输泵、气体捕集泵。
13.靶材形状分为：矩形平面靶材，圆形平面靶材和圆柱靶材。
14.传统靶材制造方法包括：铸造，粉末冶金和非金属粉末。
15.零件的主要失效形式：腐蚀、磨损、疲劳、断裂。
16.涂层内应力主要分为热应力和涂层生长应力。
17.涂层厚度的检测方法：断面法、球痕法、无损检测法。
判断题1.与化学气相沉积相比，物理气相沉积温度高、无污染。
（错，温度低）2.真空度即是气体的稀薄程度。
（错，真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度。
）3.与溅射镀和离子镀相比，蒸镀结合性能最好。
（错，最差）4.对刀具喷砂处理可起到刃口细化作用。
（对）5.氮铝化钛涂层是紫黑色，附着力比氮化钛涂层大，耐热性能优越（对）6.清洗是PVD涂层前必不可少的一道工序。
（对）7.刀具涂层要求周边厚度一致，因此涂层过程中必须有三个转动惯量。
（对，自转，公转，大工件台转动）8.在工业领域内，通常用自来水进行漂洗。
（错，杂质多）9.在刀具刃尖涂层沉积最厚，涂层内应力更高。
（对）10.一般情况下，涂层与基体的界限越明显，则涂层结合力越好。
（错，越明显越差）11.相比于平面靶材，旋转管靶材利用率较大。
表面工程复习题答案
1.洁净表面：表面化学成份和体内相同。
表面吸附物的覆盖几率很低。
2.TLK 模型：平台(Terrace) - 台阶(Ledge) -扭折(Kink)模型。
基本思想是：在温度相当于0K 时，表面原子呈静态。
表面原子层可认为是理想平面，其中原子作二维周期罗列，并且不存在缺陷和杂质。
当温度从0K 升到T 时，由于原子的热运动，晶体表面将产生低晶面指数的平台、一定密度的单份子或者原子高度的台阶、单份子或者原子尺度的扭折以及表面吸附的单原子及表面空位等。
3.界面：固相之间分界面。
4.外延生长界面：在单晶体表面沿原来的结晶轴向生长成的新的单晶层的工艺过程，就称为外延生长。
形成的界面称为外延生长界面。
5.机械结合界面：指涂层和基体间的结合靠两种材料相互镶嵌在一起的机械连接形成6. 润湿：液体在固体表面上铺展的现象。
7. 边界润滑磨擦：对偶件的表面被一薄层油膜隔开，可使磨擦力减小2-10 倍，并使表面磨损减少。
但是在载荷一大的情况下，油膜就会被偶件上的微凸体穿破，磨擦系数通常在0.1 摆布。
8.喷焊层的稀释率：普通将基材熔入喷焊层中的质量分数称为喷焊层的稀释率，用公式表示为η=B/(A+B) ，η为喷焊层的稀释率，A 为喷焊的金属质量，B 为基体熔化的金属质量。
9.自熔合金：就是在常规合金成份基础上加入一定含量的硼、硅元素使材料的熔点大幅度降低，流动性增强，同时提高喷涂材料在高温液态下对基材的润湿能力而设计的。
10.激光熔凝：就是用激光把基材表面加热到熔化温度以上，然后靠基材本身的导热使熔化层表面快速冷却并结晶的热处理工艺。
11.化学转化膜：如果介质是人为选定的，而且表面金属的这种自身转化能够导致生成附着坚固、在水和给定介质中难溶的稳定化合物，金属表面上这样得到的化合物膜层称为化学转化膜。
12.老化处理：钝化膜形成以后要烘干，称为老化处理。
13.发蓝处理：是使钢铁表面生成稳定的氧化物Fe O ，可获得蓝黑色和黑色的氧化膜。
表面工程复习题
表面工程作业第一章作业1，何谓表面工程，简述它在国民经济中重要性。
从广义上讲，表面技术是直接与各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术表面技术主要包括：表面覆盖（在材料的表面施加各种覆盖层）、表面改性、表面加工以及表面湿润、表面催化、膜技术等。
表面工程技术既可对材料表面改性，制备多功能（防腐、耐磨、耐热、耐高温、耐疲劳、耐辐射、抗氧化以及光、热、磁、电等特殊功能）的涂、镀、渗、覆层，成倍延长机件的寿命；又可对产品进行装饰；还可对废旧机件进行修复。
采用表面工程措施的费用，一般虽然占产品价格的5％～10％，却可以大幅度地提高产品的性能及附加值，从而获得更高的利润，采用表面工程措施的平均效益高达5～20倍以上。
2，表面工程技术的发展趋势及其原因是什么一、研究复合表面技术二、完善表面工程技术设计体系三、开发多种功能涂层四、研究开发新型涂层材料五、深化表面工程基础理论和测试方法的研究六、扩展表面工程的应用领域七、积极为国家重大工程建设服务八、向自动化、智能化的方向迈进九、降低对环保的负面效应第二章作业1，洁净的表面结构有哪几种各有什么特点3，贝尔比层是怎样形成的具有什么特点固体材料经过切削加工后，在几个微米或者十几个微米的表层中可能发生组织结构的剧烈变化，既造成一定程度的晶格畸变。
这种晶格的畸变随深度变化，而在最外的，约5nm-10nm 厚度可能会形成一种非晶态层。
这层非晶态称为贝尔比层。
其成分为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。
4，大气环境下，金属和陶瓷粉体的表面通常是什么结构含有什么成分金属：结构：形成贝尔比层成分：一般为金属/过渡层/空气。
金属/空气极为少见。
过渡层中常由氧化物、氮化物、硫化物、尘埃、油脂、吸附气体（氧、氮、二氧化碳和水汽等）所组成。
过渡层为氧化物最常见，由于一些金属元素的氧化态可变，因此在氧化层中也包含不同氧化态的氧化物。
陶瓷粉体：纳米粉能够从空气中吸附大量的水,在表面形成羟基层和多层物理吸附水。
《表面工程》期末复习题及答案
一．填空题1.固体表面吸附分为物理吸附、化学吸附两类。
物理吸附中表面与被吸附质间的力是范德华力。
在化学吸附中，吸附质与固体表面形成了化学键，强度比范德华力大得多。
2.液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿现象，通常用润湿角θ来描述润湿程度，θ 减小，润湿性增加。
3.电镀是利用电解（原理或方式）使金属或合金沉积在工件表面，形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，电镀时被镀工件作为阴极。
4.电解液使阴极工作镀层厚度均匀分布的能力叫做分散能力，影响分散能力的因素包括电化学因素和几何因素。
5.形成化学转换膜的方法有两类。
电化学方法为阳极氧化，化学方法为化学氧化，磷盐酸盐处理，铬酸盐处理，草酸盐处理。
6.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以很高的速度喷射到事先准备好的工件表面上形成覆层的过程。
7.化学镀是一个在催化条件下发生的氧化还原反应过程。
化学镀溶液有金属离子、络合剂、还原剂、稳定剂和缓冲剂等组成。
8.高能量密度的粒子束简称高能束是指高密度光子，电子，离子组成的激光束，电子束，离子束。
9.气相沉积技术可分为物理气相沉积、化学气相沉积，其中物理气相沉积包括蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜。
二．判断题1.相互接触的物体相对运动时产生的阻力，称为摩擦。
两接触体之间的表现接触面积越大，摩擦力越大。
（N）2．材料硬度提高，耐磨性增强。
（Y）3.电子转移步骤的阻力所造成的极化称为浓差极化。
（N）4.电镀时的阳极副反应主要是析氢反应。
（N）5.两种金属的标准电位相近，电镀合金时它们就能金属共沉积。
（N）6.阴极和电解液的相对运动可以采用阴极移动，通入压缩空气搅拌，电解液循环流动等方式，得到较小的沉积速度。
（N）7.镀光亮镍不需要在电解液中加入光亮剂。
（N）8.用周期换向电源电镀每个周期中工件作为阳极的时间比作为阴极的时间长得多。
（N）9.铝及其合金的阳极氧化条件要求膜的生成速度等于膜的溶解速度。
表面技术复习题答案
1 材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展？1）社会生产、生活的需要2）通过表面处理大幅度提高产品质量3）节约贵重材料4）实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题5）良好的节能、节材效果6）促进了新兴工业的发展2 表面工程技术的目的和作用是什么？目的：（1）提高材料抵御环境作用能力。
（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。
作用：改善或赋予表面各种性能3 为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科？材料表面工程是一门很新的边缘学科，它不但涉及到诸如：表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论，而且其本身也溶入了诸多学科的新技术。
4按照材料特性，可将固体材料分为哪几类:可以分为：金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三类5固体材料的界面有那三类1）表面—固体材料与气体或液体的分界面2）晶界—多晶材料内部成分、结构相同而取向不同晶粒之间的界面3）相界—固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面6结构材料的定义，主要用途有那些结构材料是以力学性能为主的工程材料，主要用来制造工程建筑中的构件、机械装备中的零件以及工具、模具等。
7功能材料的定义，主要用途有那些利用物质的各种物理和化学特性及其对外界环境敏感的反应，实现各种信息处理和能量转换的材料，这类材料常用来制造各种装备中具有独特功能的核心部件。
8正常的磨损可分为哪三个阶段跑合阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段9．镀层如何分类？怎样选择使用？1）按使用性能可分为：①防护性镀层②防护-装饰性镀层③装饰性镀层④耐磨和减磨镀层⑤电性能镀层⑥磁性能镀层⑦可焊性镀层⑧耐热镀层⑨修复用镀层2）按镀层与基体金属之间的电化学性质可分为：阳极性镀层和阴极性镀层3）按镀层的组合形式，可分为：单层镀层和复合镀层4）按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及复合镀层选择使用：首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按基材的种类和性质，选用相匹配的镀层；另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层；此外，要考虑镀覆工艺的经济性。
表面工程复习题（2014）
表⾯⼯程复习题（2014）⼀、名词解释1、表⾯⼯程技术：指为满⾜特定的⼯作需求，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。
2、表⾯扩散：是指原⼦、分⼦、离⼦或原⼦团在固体表⾯沿表⾯⽅向的运动。
3、表⾯能：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。
4、吸附作⽤：物体表⾯上的原⼦或分⼦⼒场不饱和，有吸引⼒周围其它物质（主要是⽓体、液体）分⼦的能⼒。
5、磨损：指摩擦体接触表⾯的材料相对运动中由于机械⼒作⽤，间或有化学作⽤的使材料不断损耗的现象。
6、腐蚀：材料与环境介质作⽤⽽引起的恶化变质或破坏。
7、极化：腐蚀电池⼯作时，阴、阳极之间有电流通过，使得电极电位值与初始电位值有⼀定的偏离，使阴、阳极之间的电位差⽐初始电位差要⼩得多的现象。
8、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。
9、表⾯淬⽕：采⽤特定的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，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。
10、喷丸强化：利⽤⾼速喷射的细⼩弹丸在室温下撞击到受喷⼯件的表⾯，是表层材料在再结晶温度下产⽣弹、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。
11、热扩渗：是指将⼯件放在特殊介质中加热，是介质中某⼀种或⼏种元素渗⼊⼯件表⾯，形成合⾦层的⼯艺。
12、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。
13、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，涂层内部颗粒之间的冶⾦结合，消除空隙。
14、堆焊：是指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。
15、电镀：指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，以欲镀⾦属或其他惰性导体为阳极，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。
材料表面工程技术复习题 2
第一章1）表面技术的作用：a、提高材料抵御环境作用的能力b、赋予材料表面某种功能特性第二章1材料表面三类结构：理想表面、清洁表面和实际表面2)实际表面的特点：a、表面粗糙度b、贝尔比层c、残余应力d、氧化和沾污3)金属腐蚀速度的三种表示方法：a、重量法b、深度法c、电流密度法4）电极极化现象定义：在腐蚀电池工作后，由于产生电流而引起的电极电位的变化现象称为电极极化现象第三章1）表面预处理目的：a、清除表面覆盖层b、提高覆盖层与基材的结合强度2）表面预处理内容：a、表面整平b、除油c、侵蚀3)表面预处理两个指标：a、表面清洁度b、表面粗糙度第四章1）热喷涂定义：利用热源将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其雾化并喷射到基体表面形成涂层的技术。
2）热喷涂涂层形成四个阶段：a、熔化b、雾化c、加速飞行d、撞击3）热喷涂涂层结构的组成：变形颗粒、氧化物、气孔和未融化颗粒4）提高涂层质量的两个途径：a、提高热源温度b、提高粒子动能5）涂层和基体的结合方式：a、机械结合b、物理结合c、冶金结合6）涂层厚度与残余应力的关系：涂层内部存在的残余张应力的大小与涂层厚度成正比，当涂层厚度达到一定程度时，涂层内的张应力超过涂层与基体的结合强度时，涂层就会破坏。
7）自熔性合金粉末的定义：指熔点较低，重熔过程中能自行脱氧，造渣，能润湿基材表面而呈冶金结合的一类的合金。
自熔性合金粉末的成分：在Co基、Ni基、Fe基中添加适量的B、Si元素8）热喷涂一般工艺流程：a、工件表面预处理b、预热c、喷涂d、后处理9）喷涂与喷焊的区别：a、工件受热情况不同b、与基材的结合状态不同c、所用粉末不同d、覆盖层结构不同e、承载能力不同10）火焰喷涂特点：a、适用范围广，可喷金属、线材、棒材、粉末及塑料b、设备投资少，操作简单、便于携带c、无电力要求、沉积效率高11）电弧喷涂特点：a、热效率高b、生产率高c、喷涂成本低d、涂层结合强度高e、安全性高f、可方便地制造伪合金涂层。
表面工程1班整理
1、常见的表面失效模式包括：腐蚀失效、磨损失效、疲劳失效、外观失效和表面特殊功能失效。
2、金属和非金属加工件表面的污垢物质，大致可分为五类：无色油和油脂，有色拉拔润滑剂，切屑、切削液和抛光膏，锈迹和氧化皮，其他表面油物。
3、作为前处理工序，常用的处理方法有：溶剂清洗、碱液清洗、电解清洗、乳化液清洗、酸洗和酸蚀以及盐浴清理氧化皮六种。
4、碱洗是靠碱液以及被消除的污物发生皂化作用，乳化作用，分散作用或这些作用的复合而使油污脱离工件表面的。
清洗方式有A浸渍法碱洗，B喷洗法碱洗。
碱性清洗液的组成：组成剂，添加剂，表面活性剂。
5、阳极电解清洗的原理及其局限性将工件作为阳极，其表面电极反应是析氧，工件表面放出的氧气气泡对油膜和污垢粒子产生剥离和冲刷作用将之除去，同时在气泡上升时增加溶液的搅拌作用，提高清洗效率。
局限性：阳极清洗效率较低，而且对用色金属（如铜合金，锡焊零件等）有较大的腐蚀性，会发生阳极溶解，不宜使用。
6、阴极点解清洗电解时工件接阴极，阴极电解清洗时，工件表面发生的电极反应是析氢，（同5）。
在相同的电流密度下，阴极上释放的氢气量理论上是阳极上释放的氧气的2倍。
此外，工件阴极表面与带负电荷的污垢相互排斥，也更有利于清洗，效率比阳极高。
局限性：对于氢脆敏感的金属不宜用阴极清洗。
7、精整包括：1人工打磨，刮研，2机加工，3喷砂，4刷光，磨光和抛光，5滚光，6化学和电化学精整，7热能和磨料流精整。
8、合金电沉积的必要条件及方法（1）镀层合金的组元中至少有一种金属能从水溶液中单独沉积；（2）合金中各组元金属的析出电位相等或相近。
相应方法：a可以采取调整镀液中的金属离子浓度，b采用加入络合剂或添加剂以改变平衡电位和过电位，c调整电流密度以及借助金属共沉积时电位较负组分的去极化作用。
9、为了控制镀层质量而增大阴极电化学过电位，常用的两种方法：1加入络合剂，2加入有机表面活性物质。
10、镀层厚度的均匀是否，主要决定于电流在阴极（被镀工件）上分布是否均匀，以及电流效率。
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一、名词解释1、表面工程技术：指为满足特定的工作需求，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。
2、表面扩散：是指原子、分子、离子或原子团在固体表面沿表面方向的运动。
3、表面能：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。
4、吸附作用：物体表面上的原子或分子力场不饱和，有吸引力周围其它物质（主要是气体、液体）分子的能力。
5、磨损：指摩擦体接触表面的材料相对运动中由于机械力作用，间或有化学作用的使材料不断损耗的现象。
6、腐蚀：材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。
7、极化：腐蚀电池工作时，阴、阳极之间有电流通过，使得电极电位值与初始电位值有一定的偏离，使阴、阳极之间的电位差比初始电位差要小得多的现象。
8、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。
9、表面淬火：采用特定的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，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。
10、喷丸强化：利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击到受喷工件的表面，是表层材料在再结晶温度下产生弹、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。
11、热扩渗：是指将工件放在特殊介质中加热，是介质中某一种或几种元素渗入工件表面，形成合金层的工艺。
12、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。
13、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，涂层内部颗粒之间的冶金结合，消除空隙。
14、堆焊：是指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。
15、电镀：指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，以欲镀金属或其他惰性导体为阳极，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。
16、化学镀：在无外加电流的状态下，借助合金的还原剂，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。
17、转化膜技术：将金属工件浸渍于处理溶液中，通过化学或电化学反应，是被处理金属表面发生溶解并与处理溶液发生反应，在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。
18、阳极氧化：金属或电化学的氧化19、物理气相沉积：在真空的条件下，以各种物理方法产生的原子或分子沉积在基体材料上，形成薄膜或涂层的过程。
20、真空蒸发镀膜：把待镀膜的基体或工件置于高真空室内，通过加热使蒸发材料汽化（或升华），以原子、分子或原子团离开熔体表面，凝聚在具有一定温度的基片或工件表面，并冷凝成薄膜的过程。
21、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成薄膜的方法。
22、离子镀膜：在真空的条件下，应用气体放电实现镀膜，即在真空室内使气体或蒸发物质电离，在气体的离子或蒸发物质的离子的轰击下，使蒸发物或其反应物蒸镀在基体上的方法。
23、化学气相沉积：是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入有基片的反应室，借助气相作用或在基片上的化学反应生成所希望的薄膜。
二、简答题1、表面工程技术的特点与意义；（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。
（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、表面粗糙度的两种常用表达方式及含义；粗糙度：加工表面所具有的微小凹凸和微小峰谷所组成的微观几何形状。
表达方式：轮廓的算术平均值Ra和真实面积Ai和投影面积Al的比值。
3、TLK模型的基本思想；基本思想：在温度相当于0K时，表面原子结构呈静态。
平台—台阶—扭折的表面晶体结构模型4、写出Young方程，并用图示法说明“润湿”与“不润湿”；Young方程：润湿的定义：5、最常见的磨损种类；粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、微动磨损、冲蚀磨损和高温磨损6、腐蚀按材料腐蚀原理可分为哪两类？化学腐蚀和电化学腐蚀7、金属材料腐蚀控制及防护方法；1）、产品合理设计与正确选材；2）、电化学保护；3）、表面覆层和表面处理；4）、加入缓蚀剂。
8、产生极化的机理；1）、电化学极化：由于电极上的电化学反应速度小于电子运动速度而造成的极化。
2）、浓差极化：由于溶液中的物质扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化。
3）、电阻极化:由于在电极表面生成了具有保护作用的氧化膜、钝化膜或不溶性的腐蚀产物等，相当于增大了体系的电阻，使电极反应的进行受阻，进而使电极电位发生变化。
9、表面预处理的作用及主要工序；表面预处理是表面工程技术能否成功实施的关键因素。
主要工序包括：机械性清理，脱脂，化学浸蚀、抛光和电化学抛光，脱脂—浸蚀综合处理等。
10、常用表面淬火技术（感应加热、火焰加热、激光）的基本工作原理及特点；感应加热淬火技术基本工作原理：将工件放在有足够功率输出的感应线圈中，在高频交流磁场的作用下，产生很大的感应电流，并由于集肤效应而集中分布于工件表面，使受热区迅速加热到钢的相变临界温度Ac3或Ac cm之上，然后再冷却介质中快速冷却，使工件表层获得马氏体。
特点：(优点)：1）加热迅速、热效率高、过渡区较窄、淬火层压应力大；2）可大幅度提高材料表面硬度、耐磨性和疲劳强度。
(缺点)：1）设备成本较高；2）尖角效应；3）一般只适合形状简单的零件。
火焰加热淬火技术基本工作原理：将高温火焰或燃烧着的炽热气体喷向工件表面，使其迅速加热到淬火温度，然后在一定淬火介质中冷却。
特点：(优点)设备费用低，方法灵活，简便易行，可对大型零件局部实现表面淬火。
(缺点)生产效率低，淬硬层的均匀性较差，质量控制比较困难。
激光加热淬火技术基本工作原理：利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。
特点：(1)优点淬火硬度高，能量密度高，加热速度快，不需要淬火介质，工件变形小，加热层深度和加热轨迹易于控制(淬火部位可控)，无氧化、无污染，易于实现自动化。
(2)缺点硬度分布不均匀，单道激光淬火区域小，大面积淬火时容易产生回火软带。
设备成本高、生产成本较高（能量转换效率低）。
11、形成热扩渗层的基本条件及机理；基本条件：（1）渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属件化合物；（2）欲渗元素与基体之间必须有直接接触；（3）被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度；对靠化学反应提供活性原子的热扩渗：（4）该反应必须满足热力学条件。
机理：（1）产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面；（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，使扩散层增厚。
12、热浸锌层及热浸铝层的主要应用；热浸锌的用途：镀锌板、管、丝，高速路护栏，在大气和海洋中工作的钢铁构件等。
热浸铝层的主要应用：可用于提高炉内构件、烟道、汽车消音器、换热器、热处理设备以及一些与H2S、SO2、NO2、水煤气接触的钢件使用寿命。
13、常用的热喷涂、热喷焊工艺方法及其基本特点；热喷涂是采用各种热源是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。
基本特点：优点：（1）可在各种基体上制备各种材质的涂层；（2）基体温度低；（3）操作灵活；（4）涂层厚度范围宽局限性：（1）热效率低；（2）材料利用率低、浪费大；（3）涂层与基体结合强度较低三个方面。
热喷焊技术是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、涂层内部颗粒之间的冶金结合，消除空隙。
基本特点：（1）热喷涂层组织致密，冶金缺陷很少，与基体结合强度高；（2）热喷涂材料必须与基体相匹配，喷焊材料和基材范围比热喷涂窄得多；（3）热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多；（4）热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定的区别。
14、镀层按其性能特点可分为哪三类？（1）防护性镀层；（2）防护装饰性镀层；（3）功能性镀层。
15、具有良好使用性能的电镀层的基本条件；第一，与基体金属结核牢固，附着力好；第二，镀层完整，结晶细致，空隙少；第三，镀层厚度分布均匀。
16、常见的电镀方式及其特点；挂镀特点：(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。
滚镀特点：(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。
刷镀特点：(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。
17、常用单金属电镀层的基本特点及主要用途；镀锌：基本特点：锌镀层纯度很高，属于阳极性镀层，对钢铁基体起到机械保护作用和电化学保护作用。
主要用途：机械、五金、电子、仪器仪表、轻工等镀铜：基本特点：铜镀层为阴极性镀层；对基体金属起到机械保护作用。
主要用途：电力、电子、仿古用品、其它镀层的底层或中间层。
镀镍：基本特点：为阴极性镀层；极易钝化；对基体金属起到机械保护作用。
主要用途：一般用作底层或中间层。
镀铬：基本特点：阴极性镀层；硬度高，极易钝化；主要用途：装饰性镀铬和功能性镀铬。
镀锡：基本特点：对铁及铜而言，镀锡层分别为阴极性镀层和阳极性镀层。
主要用途：镀锡铁，可用作食品罐头的包装材料。
镀银基本特点：阴极性镀层主要用途：装饰性和功能性镀银。