表面科学与工程复习资料
浙江省中考科学讲义复习 七年级科学部分 泥石流、地球表面的板块、地形和地图 浙教版(2021年整理)
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泥石流、地球表面的板块、地形学员姓名：学科教师:年级：七年级辅导科目：科学A /B /C /D /E / F授课日期××年××月××日时间段主题泥石流、地球表面的板块、地形教学内容1、了解泥石流这一自然灾害;2、知道板块构造学说；3、认识一些简单的地形结构.泥石流泥石流是指在山区因为暴雨或其他原因引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流.泥石流形成的自然原因主要有：①山区（特别是陡峭地形)有利于水流汇集，水流的流速较大，冲刷力强；②山坡或沟谷表层堆积有大量的松散碎屑物(土、石块等）,容易被水流冲刷；③有暴雨或持续的降水,形成了大量的流水。
地震过后，坡面上的碎屑物受震动而变松动，容易形成泥石流。
在我国西北内陆地区，积雪融化引发的泥石流也经常发生.泥石流形成的人为原因主要有：乱砍滥伐、毁林开荒（开矿、采石时不合理的堆放矿渣,弃土,建筑活动）2、泥石流的爆发往往具有突发性、历时短的特点，经常与山体滑坡和崩塌相伴发生，破坏力巨大。
泥石流常常会冲毁公路、铁路、水电站等设施，摧毁矿山,掩埋良田，堵塞河流,毁坏房屋建筑。
3、泥石流发生时,应设法从房屋里跑到开阔地带，并迅速转移到高处，不要顺沟方向往上游或下游逃生，要向两边的山坡上面逃生。
表面分析技术讲义
表面分析技术讲义绪论一、表面与表面科学1. 表面与界面的定义2.表面科学的三个组成部分表面科学主要由表面物理、表面化学和表面分析技术三个方面所组成，是当前材料科学的前沿。
3.表面科学发展的三个阶段（1）1947年以后(点接触二极管于1946年发明),人们开始认识到半导体表面的重要性，研究了干燥空气、湿空气、含臭氧空气等对锗表面的影响。
此阶段证实了表面态的存在，但对它的来源仍不清楚。
（2）1957年前后，超高真空技术发展起来，已可以获得10-9Torr （1Torr=133.332 Pa）的真空度。
通过解理、离子轰击、场致蒸发等方法可以获得一个清洁表面。
人们注意力集中在清洁表面的原子排列，发现在表面原子存在重构或驰豫，并通过物理方法测量了表面的光、机、磁等特性，发现与体性质有明显的区别。
此阶段仍处于唯象阶段。
（3）1968年Harris发现Auger电子能谱（AES）可以用来确定表面原子的化学态和成分。
随后光电子能谱（XPS）、二次离子质谱（SIMS）等表面分析技术的相继出现，使人们可以了解表面几十个原子范围内和微区（1 m或更小）的成分和它们的化学态。
60年代末期以来，随着计算机技术、电子测量技术和超高真空技术的发展，表面科学也以极其迅猛的速度发展。
二、表面科学研究领域1．表面科学研究的领域表面科学研究表面和与表面有关的过程，包括宏观的和微观的。
近几十年来表面科学从原子水平来认识和说明表面原子的化学、几何排列、运动状态、电子态等性质及其与表面宏观性质的联系，推动了基础研究和新技术的发展。
表面科学是近代研究的重要领域，它有许多技术应用。
例如：①小于1 m的薄膜（半导体、绝缘体和金属膜等），具有复杂的图案和结构，要求高纯和精确掺杂。
②膜的内部和界面问题。
通过离子溅射逐层剥离变成表面问题，或在薄膜和界面形成过程中作为表面问题加以研究。
③器件小型化带来的表面问题。
④新型微波器件和集成光学器件中的超晶格技术的超晶格量子现象及表面问题。
表面科学的某些基本概念和理论
第二章 表面科学的某些基本概念和理论 第一节 固体材料的表面
一、固体材料的表面 固体是一种重要的物质形态。它大致可分为晶体和非晶体两类。 在固体中，原子、离子或分子之间存在一定的结合键。这种结合键
与原子结构有关。 固体材料的分类方法很多，例如按材料特性可分为金属材料、无机
非金属材料和有机高分子材料；若按固体材料所起的作用可分为结构材 料和功能材料两大类。
（2）表面驰豫 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，表面上的原子会发生相对于正常位置的上、下 位移以降低体系能量。表面上原子的这种位移（压缩或膨胀)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。越深入体相，驰豫效应越弱，并且是迅速消失。因此，通常是只考
间的相互作用力（内聚力）和液固分子间的吸引力（粘附力）的相对大 小，若后者较大，则液体在固体表面铺展，呈润湿；若前者占优势则不 铺展，呈不润湿。
液体和固体之间的吸附粘结力可以表示为：ISL=γL+γs－ γsL=γL（1+cosθ）
可见，粘结力大小与液体表面张力γL及接触角θ有关。θ愈小，则 ISL越大，粘结越牢。
图2-2 是金属材料在工业环境中被污染的实际表面示意图
第二节 固体表面的物理吸附和化学吸附
由于固体表面上原子或分子的力场是不饱和的，就有吸引其它分子 的能力，从而使环境介质在固体表面上的浓度大于体相中的浓度，这种 现象称为吸附。吸附是固体表面最重要的性质之一。
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。
《表面工程》教学大纲
00107752《表面工程》教学大纲课程名称：表面工程英文名称：Surface Engineering课程编号：00107752课程学时：32课程学分：2课程性质：选修课适用专业：材料科学与工程预修课程：物理、化学、材料科学基础、热处理原理与工艺、材料力学性能大纲执笔人：赵秀娟一、课程目的与要求向学生全面阐述表面技术的一些基本概念和理论，围绕金属材料表面强化，集中论述一些主要表面处理技术，给学生一个向导作用，以此让学生遨游几乎整个材料表面工程的世界，为学生将来从事这方面的工作或研究奠定一个较为扎实的基础。
通过本课程学习，学生应达到以下基本要求：1、掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；2、理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系；3、了解不同工艺技术的优缺点、选用原则以及最新进展；4、能够运用所学表面处理技术解决实际问题。
二、教学内容及学时安排第一章表面技术概论 2 学时一、表面工程的涵义二、表面技术的分类、主要内容及目的意义三、表面技术的应用和发展动态概述第二章表面科学中某些基本概念和理论 2 学时一、固体材料及其表面二、表面晶体学三、表面热力学与动力学第三章电镀与化学镀 4 学时一、电镀二、电刷镀三、化学镀第四章表面涂覆技术 4 学时一、堆焊二、热喷涂三、陶瓷涂层熔结第五章表面改性技术 10 学时一、表面形变强化二、表面纳米化三、表面化学热处理四、等离子体表面处理五、激光表面处理六、电子束表面处理七、离子注入表面改性第六章气相沉积技术 6 学时一、薄膜及其制备方法二、真空蒸镀三、溅射镀膜四、离子镀五、化学气相沉积第七章复合表面处理技术简介 2 学时课堂讨论 2 学时三、教材及主要参考书1、钱苗根、姚寿山编著，《现代表面技术》,机械工业出版社，1999年，第1版2、郦振声等主编，《现代表面工程技术》，机械工业出版社，2007年，第1版3、赵文轸主编，《材料表面工程导论》, 西安交通大学出版社，1998年，第1版4、胡赓详等主编，《金属学》，上海科学技术出版社，1980年，第1版5、吴承建等主编，《金属材料学》，冶金工业出版社，2000年，第1版6、付献彩主编, 《物理化学》，高等教育出版社，2006第，1版7、束德林主编，《金属力学性能》，机械工业出版社，1987年，第1版。
《材料表面处理技术与工程实训》习题解答
《材料表面处理与工程实训》习题解答第1章材料表面处理的分类思考题1. 材料表面处理全面而确切的含意是什么？表面处理应该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，它以表面科学为理论基础，利用各种物理的、化学的、物理化学的、电化学的、冶金的以及机械的方法和技术，使材料表面得到我们所期望的成分、组织、性能或绚丽多彩的外观。
2. 举出您比较熟悉的一个产品对材料表面处理技术的需求。
提示：随着材料表面处理技术的发展，基材不再局限于金属材料而是包揽金属、有机、无机、复合等材料领域。
对材料表面性能的要求也从一般的装饰防护拓展到机、电、光、声、热、磁等多种特种功能和综合功能领域。
举出一例。
3. 在您所接触的日常生活用品中，哪一件制品的表面处理您最喜欢，为什么？您能说出它的表面是怎样处理的吗？提示：学习用品、通讯工具、交通工具等。
4. 在您所接触的日常生活用品中，有哪一件您认为如果能在表面处理上作一些改进，大家就会更喜欢它？您对它的改进有具体设想吗？提示：学习用品、通讯工具、交通工具等。
5. 什么是表面改性？什么是表面加工？二者有什么区别？表面改性——用机械、物理和化学的方法，改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。
1表面加工——通过物理化学方法使金属表面的形貌发生改变，但不改变金属表面的金相组织和化学成分，如：表面微细加工、抛光、蚀刻、整体包覆。
区别：表面加工不改变金属表面的金相组织和化学成分；表面改性改变金属表面的金相组织和化学成分。
第2章材料表面处理的理论基础思考题1.什么是清洁表面，什么是实际表面，二者具有怎样的研究意义？清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。
这种清洁表面的化学组成与体内相同，但周期结构可以不同于体内。
在材料实际应用过程中，材料表面是要经过一定加工处理(切割、研磨、抛光等)，材料又在大气环境(也可能在低真空或高温)下使用。
表面技术12171
属材料的耐蚀性。
腐蚀的本性
自然界中大多数金属以化合物形式存在，而冶金过程需要
输入能量，所以金属处于化合物状态比单质状态具有较低
的能量。
从能量观点出发，金属和周围的环境组成了热力学不稳定
体系，腐蚀反应使能量降低，因而是自发进行的过程。
均匀腐蚀速度的表示方法
阴极：O2+ 2H2 O+4e→4 O H 或 2 H ++2e→H2
Fe溶解，氧或氢离子还原
电位较负的金属(阳极)腐蚀加快，电位较正的金属(阴极)腐
蚀减慢，甚至得到完全保护。
两种金属电极电位相差愈大，可能引起的腐蚀愈严重。这种
腐蚀破坏称为电偶腐蚀(Galvanic Corrosion)或双金属腐蚀
锌（负极），原电池装置。
铜的电位高，电流由Cu流向Zn，电子由Zn流向Cu，在锌板上金属失
去电子被氧化——在电化学上称阳极反应。
Zn → Zn 2+ +2e 在铜电极上，稀硫酸中的氢离子得到电子被还原——在电化学上称为 阴极反应 2H + +2e →H2
整个电极反应： Zn+2H +→Zn 2+ + H2↑
(Bimetallic Corrosion)。
例：铜器上有铁铆钉
单一表面工程技术对材料表面的改性效果有限，因 此目前应用的较多的是复合表面工程技术。
复合表面工程阶段
表面工程的第二阶段被称为复合表面工程阶段，即 将两种或多种传统的表面技术复合应用，起到“1+1>2” 的协同效果。例如，热喷涂与激光（或电子束）重熔的
复合，热喷涂与电刷镀的复合，化学热处理与电镀的复
第二讲表面科学与工程的基础理论-
➢ (3)化学吸附有选择性 化学吸附有高度选择性。如氢 会被钨与镍化学吸附,不能被铝化学吸附。物理吸附 无选择性。
物理吸附与化学吸附得区别
俯视图
剖面图
顶吸附
桥吸附
填充吸附
中心吸附
固体对气体得吸附
一个气体分子被表面吸附主要分成物理与化学两类 :
➢ 物理吸附 (Physical adorption):任何气体在其临界温度以下,都会在其与固体表面之间 得范德华力(Van der Waals)作用下,被固体吸附,但两者 之间没有电子转移。
典型得固体表面
❖2. 洁净表面
➢洁净表面:材料表层原子结构得周期性不同于体内,但化学 成分与体内相同,这种表面称为洁净表面。相对于表面受污 染表面与理想表面而言得。 ➢允许有吸附物,只有经过特殊处理方法得到,如高温处理。
➢清洁表面(定义):一般指零件经过清洗(脱脂、浸蚀等)以后 得表面。 ➢清洁表面易于实现,只要经过常规得清洗过程即可。 ➢洁净表面得“清洁程度”比清洁表面高。
习惯上,把多余半原子面在滑移面以上得位错称为 正刃型位错,用符号“┻”表示,反之为负刃型位错,用 “┳”表示。刃型位错周围得点阵畸变关于半原子面 左右对称。
Ø大家有疑问的, 可以询问和交流
➢可以互相讨论下, 但要小声点
典型得固体表面 (2)螺型位错:左螺型位错、右螺型位错
典型得固体表面
典型得固体表面
典型得固体表面
金属表面形貌对其表面特性得影响
➢ ①处于粗糙区域得原子比具有正常原子有更高得能量,具有 更高得表面自由能与表面流动性。
表面科学工程-金属表面改性
激光相变硬化的实际应用
• 1974年美国通用汽车公司通过激光处理可 锻铸铁动力转向机壳 ，提高耐磨性近10倍。
• 我国采用激光热处理邮票打孔机，使用寿 命提高20倍。
• 采用激光热处理铸铁气缸套。 • 激光非晶化、激光退火、激光冲击硬化等。
3、离子束表面改性
核技术在材料工业方面的应用；其基本工艺是 将几万到几十万电子伏的高能离子流注入到固体材 料表面，从而使材料表面的物理、化学或机械性能
无论是蒸镀还是溅射都可以发展成为离 子镀。
薄膜（镀层）材料方面：
• 1、早期发展的材料为 TiC和 TiN类型 ； • 2、为提高硬度后来选择的是立方氮化硼和金刚石、
热喷涂，物理、化学气相沉积，离子注入等
• 湿式被覆方法
电镀，化学镀，阳极化处理，化学处理等
按学科特ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分类
• 表面合金化技术
热渗镀，离子注入，激光熔敷等
• 表面覆盖层与覆膜技术
热喷涂，电镀，化学镀，气相沉积，涂装等
• 表面组织转化技术
激光、电子束热处理以及喷丸、辊压等
世界较传统的Matton分类法 • 原子沉积物 • 粒状沉积物 • 整体涂层 • 表面改性
• 常用的硬涂层材料是氮化物和碳化物等。
物理气相沉积（PVD）
Mattox的离子镀技术，美国IBM研制的射频溅射法， 以及蒸镀构成了PVD三大系列。自70年代相继发明 了活性反应蒸镀技术、多弧离子镀、射频离子镀、 空心阴极离子镀、磁控溅射离子镀等技术，80年 代PVD沉积技术进一步完善并扩大应用范围；
离子注入发展动向
（1）离子注入工艺技术的改进
已由单纯的一次注入发展为轰击扩散镀层 （BDC）及离子束混合（IBM）技术和不同能 量的重叠注入方法。
《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。
表面科学和工程技术介绍
考试
表面科学与工程学科的重要性
1. 表面科学的进步是国家繁荣的象征 2. 表面工程的发展促进了产品质量的提高 3. 表面技术是高附加值的技术，能够产生巨大的经济效益 4. 表面技术的发展能够带动相关行业的技术进步
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第一章 表面科学与工程概论
§1.1 表面科学与工程的涵义 §1.2 表面科学与工程的发展历程 §1.3 表面工程迅速发展的原因 §1.4 表面工程技术的分类与简介 §1.5 表面工程的应用领域 §1.6 表面科学与工程的发展动向
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表面工程的技术特点
▪ 表面工程技术既可对材料表面改性，制备多功能的涂、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， ▪ 归纳起来，表面工程技术具有如下的技术特点：
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特点一：
▪ 在廉价的基体材料上，对表面施以各种处理，使其获得多功能性(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）、装饰性表面。
▪ 作为机件、构件的预保护，使之能承受腐蚀与磨损；并使高温机件、 构件的耐热性大大提高，延长了使用寿命；
▪ 作为废旧机件的修复，可使机件的寿命成倍延长。例如电站的空气 预热钢管不经处理，寿命仅有数月，经渗铝处理后寿命至少达10年， 产生很大的经济效益。
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总之，表面工程技术是一种内涵深、外延广、渗 透力强、影响面宽的综合而通用性的工程技术，
▪ 现代表面工程技术的基础理论是表面科学， ▪ 它包括：
表面分析技术、 表面物理、 表面化学三个分支。
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表面分析
▪ 基础方面有： 1. 表面的原子排列结构、 2. 原子类型、 3. 电子能态结构等，
表面分析是揭示表面现象的微观实质 和
表面科学的某些基本概念和理论
第二章表面科学的某些基本概念和理论第一节固体材料的表面一、固体材料的表面固体是一种重要的物质形态。
它大致可分为晶体和非晶体两类。
在固体中，原子、离子或分子之间存在一定的结合键。
这种结合键与原子结构有关。
固体材料的分类方法很多，例如按材料特性可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料；若按固体材料所起的作用可分为结构材料和功能材料两大类。
固体表面是指固气界面或固液界面。
它实际上是由凝聚态物质靠近气体或真空的一个或几个原子层（0.5-10nm）组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡。
正是这样的原因造成了固体表面有着与固体体内不同的特点：1.原子排列不同；2.组分不同。
二、表面结构1.理想表面结构理想表面结构是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。
这里忽略了晶体内部周期性热场在晶体中断的影响，也忽略了表面上原子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，因而把晶体的解理面认为是理想表面。
2.清洁表面结构（1）清洁表面的一般情况固体材料有单晶、多晶和非晶体等。
目前对一些单晶材料的清洁表面研究得较为彻底，而对多晶和非晶体得清洁表面还研究的很少。
晶体表面是原子排列面，有一侧无固体原子键合，形成了附加的表面能。
从热力学来看，表面附近的原子排列总是趋于能量最低的稳定状态。
达到这个稳定态的方式有两种：一是自行调整，原子排列情况与材料内部明显不同；二是依靠表面的成分偏析和表面对外来原子或分子的吸附以及这两者的相互作用而趋向稳定态，因而使表面组分与材料内部不同。
图2-1为单晶表面的TLK 模型。
这个模型有Kossel 和Stranski 提出。
TLK 中的T 表示低晶面指数的平台（Terrace ）；L 表示单分子或单原子高度的台阶（Ledge ）；K 表示单分子或单原子尺度的扭折（Kink ）。
除了平台，台阶和扭折外，还有表面吸附的单原子（A ）以及表面空位（V ）。
单晶表面的TLK 模型已被低能电子衍射（LEED ）等表面分析结果所证实。
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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。
8、磨料特性对磨损的影响有哪些？（P42-43）（１）磨粒硬度的影响材料的耐磨性决定于材料硬度H m和磨料硬度H a的比值。
当H m/H a<0.5时，为硬磨料磨损，此时增加材料的硬度对其耐磨性就、增加不大。
当H m/H a>0.8时为软磨料磨损，此时增加材料的硬度能迅速地提高其耐磨性。
当H m/H a在0.5-0.8之间时，要根据实际情况进行判断。
当磨料的硬度比材料的硬度大得多时，材料的相对磨损与磨料硬度几乎无关，但较软材料的相对的相对磨损比较硬材料的大些；当磨料的硬度接近或低于材料的硬度时，则材料的相对磨损急剧下降，到某一定值时，相对磨损接近于零。
直接决定材料耐磨性的是材料表面经受磨损后的最大硬度H u（材料表面在磨损过程中由于塑性变形和加工硬化等原因硬度进一步提高），而不是材料磨损前的硬度H m。
磨损量与磨损前材料的硬度Hm之间不存在明显的关系（白口铁除外），而与磨损后材料的表面硬度Ｈｕ存在明显的线性关系。
当Ｈｕ／Ｈｍ＞０.８时，材料的耐磨性将迅速提高。
（２）磨料形状及尺寸的影响尖锐的、多角形的磨料比圆而钝的磨料磨损率大。
只有迎角大于临界值的磨粒才能产生切削。
所谓迎角是指磨料前面与材料表面间的夹角。
磨料能否切削材料与迎角α有关，只有当迎角α大于临界迎角αc时，才能产生切削；反之，如果迎角α小于临界迎角αc，则只能产生塑性犁沟，将材料推向沟槽的两侧及前缘。
不同材料的临界角αc是不同的，一般在30°-90°之间。
通常临界迎角随着材料硬度及摩擦系数升高而减小，即更容易产生切屑。
磨料颗粒大小对材料的磨损有影响，一般是随着磨粒直径的增加，磨损量增大。
当磨粒的直径达到某一临界尺寸后，磨损量几乎不再增加，这个磨料颗粒的临界尺寸在100um 左右，与材料的成分、性能、加工方法、速度及载荷等有关。
（3）磨料脆性的影响材料的磨料磨损往往需要多次反复才能完成，在这一过程中，磨料的状态将发生改变，一种表现为尖角和锐边被破坏，即由原来尖锐的、多角形的磨料变成圆而钝的磨料，因此，使得材料的磨损率下降。
另一张表现为磨料破碎，重新生成尖角和锐边，使得材料的磨损率增大。
9、什么是粘着磨损（P45），粘着磨损的分类，什么是胶合（P46，表格）。
（1）粘着磨损的定义是：两个接触表面相对运动时，由于接触点粘着和焊合而形成的粘着结点被剪切断裂，被剪断的材料由一个表面转移到另一个表面，或脱落成磨屑而产生的磨损。
（2）粘着磨损的分类10、摩擦副材料对粘着磨损的影响有哪些方面？（P48）（1）金属互溶性的影响相同金属或互溶性大的金属摩擦副，具有较强的粘着倾向，因而抗粘着磨损能力低。
（2）金属晶体结构的影响密排六方晶体结构的金属一般比面心立方晶体的金属抗粘着性能好，这是由于面心立方滑移系数大的缘故。
（3）金属组织的影响多相组织的金属比单相金属的抗粘着性能好，金属化合物比单相固溶体的抗粘着性能好，金属与非金属组成的摩擦副比金属与金属摩擦副抗粘着性能好，脆性材料比塑性材料抗粘着性能好。
11、什么是疲劳磨损（P48），疲劳磨损的形式有哪些（点蚀、剥落P48）（1）摩擦副材料微体积受循环接触应力影响，导致反复变形，产生裂纹和分离出微片或颗粒的表面疲劳剥落现象，称为疲劳磨损或接触疲劳磨损。
（2）接触疲劳磨损失效的主要形式是点蚀和剥落，即在原来光滑的接触表面上产生深浅不同的凹坑（也称麻点）和较大面积的剥落坑。
12、影响疲劳磨损的因素有哪些？（P51）①载荷的影响②材料组织及性能的影响③材料冶金质量的影响④其他因素的影响：表面状态、润滑剂、环境、温度等。
13、什么是腐蚀磨损？产生氧化磨损的条件是什么？（P53）腐蚀磨损跟腐蚀的相互作用表现在（P53）（1）腐蚀磨损：摩擦副材料与周围介质发生的化学或电化学作用引起材料损失的过程，称为腐蚀磨损。
（2）产生氧化腐蚀的条件①摩擦表面氧化法速率大于氧化膜被磨损去除的速率；②氧化膜与金属基体的结合强度大于摩擦表面的剪切应力；③氧化膜的厚度大于表面磨损破坏的深度。
（3）磨损和腐蚀的相互作用表现在以下几个方面：①腐蚀对磨损的影响：腐蚀导致材料组织的恶化，使材料的耐磨性下降，从而导致磨损的增加；腐蚀对材料去除的这种影响课占腐蚀磨损量的50%-70%。
②磨损对腐蚀的影响：腐蚀磨损的电化学试验表明，磨损过程可对腐蚀的阳极过程和阴极过程产生极大的影响，腐蚀速度平均可增加2-4个数量级，最大可增加6-8个数量级。
14、掌握腐蚀原电池的构成，电极反应，（P59 Cu-Zn腐蚀原电池）Cu-Zn腐蚀原电池电极过程如下：Zn的电极电位较负，为阳极，发生氧化反应；Cu的电极电位较正，为阴极，发生还原反应，溶液中的H离子与从Zn电极流过来的电子相结合放出氢气。
反应过程为：阳极：Zn→Zn2++2e-阴极：2H++2e→H2↑腐蚀电池的总反应：Zn+2e-→Zn2++H2↑15、腐蚀原电池的工作过程基本上包括几个部分？（P60）腐蚀原电池包括阳极、阴极、电解质溶液和电路等四个不可分割的组成部分，缺一不可。
这四个部分就构成了腐蚀原电池工作的基本过程，即：①阳极过程金属溶解，以离子形式进入溶液，并把等量电子留在金属上；②电子转移过程电子通过电路从阳极转移到阴极；③阴极过程溶液中的氧化剂接受从阳极流过来的电子后本身被还原。
16、腐蚀原电池的类型，宏观、微观腐蚀原电池包括哪些？（P60）（1）类型：宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、亚微观腐蚀电池（2）宏观腐蚀电池包括①两种不同金属构成的电偶电池②浓差电池和温差电池微观腐蚀电池包括①化学成分不均匀形成的微观电池②金属组织结构的不均匀性而构成的微观电池③物理状态的不均匀性形成的微观电池④金属表面膜不完整形成的微观电池17、吸氧腐蚀与析氢腐蚀原电池的电极反应？（ppt）（1）析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：Fe-2e→-Fe2+ 正极：2H++2e→H2↑总反应：Ｆｅ＋2H+＝Fe2+＋Ｈ2↑（2）吸氧腐蚀（中性水溶液）负极：2Fe-4e-→-2Fe2+ 正极：O2+2H2O+4 e- =4OH-总反应：2Fe+2H2O+ O2=2Ｆｅ（ＯＨ）218、什么叫阳极极化？什么叫浓差极化？（P63）（1）阳极极化：原电池通过电流后，阳极电位正方向移动的现象，称为阳极极化。
（2）浓差极化：在腐蚀电池工作过程中，反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液中整体的浓度出现差异，形成浓度梯度，由此引起的电位的移动，称为浓差极化。
19、什么是钝化？吸附理论与成相膜理论如何解释钝化？（P64）（1）钝化：由于金属表面状态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，称为钝化。
（2）金属钝化理论①成相膜理论：当金属阳极溶解时，在其表面上可生成一种致密的、覆盖性良好的固体产物薄膜。
该保护膜形成的独立相（成膜相）的厚度约几个分子层厚，在1-10nm之间，可把金属表面和氧化介质隔离开来，阻碍阳极过程的继续进行，使金属表面的溶解速度明显下降。
②吸附钝化理论：在金属表面或部分表面上生成氧或含氧离子的吸附层，便能抑制阳极过程，使金属钝化。
20、小孔腐蚀包括几个阶段？其对环境中什么元素敏感？（P67）(1)小孔腐蚀包括小孔成核和小孔生长两个过程。
（2）对环境中氯离子、PH值、介质温度、介质的流动速率等元素敏感。
21、应力腐蚀有什么特点？（P71）①产生应力腐蚀必须同时具备下列三项条件：特定的合金成分、特定的腐蚀介质，以及足够大的拉应力；②应力腐蚀通常有一个潜伏期，破裂过程一般可分为三个阶段，第一阶段为即孕育期，裂纹生核，第二阶段为腐蚀裂纹发展期，使裂纹扩展，第三阶段中，裂纹急剧扩展导致材料的破坏；③应力腐蚀的断裂速度远大于没有应力时的腐蚀速度，又远小于单纯的力学因素引起的断裂速度，断口一般为脆性断裂；④应力腐蚀破裂断口呈现脆性断裂形貌。
裂纹的形态有晶间型、穿晶型和混合型。
裂纹的特点是在主干裂纹延伸的同时，还有若干分支同时扩展。
22、有哪些办法可以用于金属的防腐蚀？（P82-85 黑体字）①正确使用金属材料；②合理设计金属结构；③改变环境成分，添加缓蚀剂；④电化学保护；⑤采用保护性覆盖层。
23、什么是热喷涂（P86）？可以分几类，其中什么是爆炸喷涂（P99）？（1）热喷涂定义：是一种采用专用设备、利用各种不同类型的热源，将欲喷涂的各种材料如金属、陶瓷、塑料等加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其吹成微小颗粒并喷射到机件表面，形成覆盖层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐热等性能的新兴表面工程技术。