金属表面工程试卷

一、选择题(共10分，每小题1分)

1．晶体的缺陷若主要是沿二维方向伸展，而在另一维方向上的尺寸相对甚小，则称为

A.点缺陷

B.线缺陷

C.面缺陷

D.体缺陷

2．磨料磨损中，材料的去除往往是机制和机制共同作用的的结果。

A.塑性变形摩擦

B.塑性变形弹性变形

C.塑性变形断裂

D.弹性变形断裂

3．电刷镀是依靠一个与连接的垫或者刷提供电镀需要的电解液，电镀时，垫或者刷在上移动的一种电镀方法。

A.阳极阴极

B. 阴极阳极

C.供液装臵阳极

D.供液装臵阴极4．在讨论腐蚀问题时，通常规定电位较低的电极称为 ,电位较高的电极称为 .

A.阳极阴极

B.阴极阳极

C.正极负极

D.负极正极

5．关于非晶态合金的说法错误的是 .

A.非晶态合金是多种元素的固溶体

B.被人们称为“世纪性”材料

C.非晶态合金和结晶金属一样具有晶界、缺陷和偏析等缺陷

D.具有高强度、高耐蚀性、超导性等优异性能

6．化学镀的关键是的选择和使用，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

7．下面说法正确的是

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

8．哪一个不是激光表面合金化的主要优点

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

9．热浸镀中助镀剂的主要作用是

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

10．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：

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

二、判断题(共10分，每小题1分,正确打“√；错误打“×”)

1. 表面工程技术最主要的作用是提高金属机件的耐蚀性、耐磨性及获得电、磁、光等功能性表面层。（）

2. 常见的晶体结构主要有三种：面心立方、密排六方和体心立方。（）

3. 空位、间隙原子是点缺陷，臵换原子不属于点缺陷。（）

4. 材料的耐磨性与其硬度成线性关系，所以一般来说，材料的硬度越高，该材料就越耐磨。（）

5. 全面腐蚀又称均匀腐蚀，该腐蚀以基本相同的速度在整个金属表面同时进行，速度比较慢，因而没有危险性。（）6．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（）

7．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。（）

8．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。（）

９．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。（）

10. 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。（）

三、简答题(共40分，每小题8分)

1. 什么是热喷涂工艺？

2. 等离子喷涂的基本原理是什么？

3. 什么是气相沉积？

4. 什么是金属的钝化现象？

5.什么是合金电镀？

四、问答题（共20分，第1小题10分，第2小题10分)

1. 试述热喷涂技术的特点。

2. 热喷涂分类方法都有哪些？

五、综合题（共20分)

简述化学镀的原理与特点。

参考答案

一、选择题

1-5：BCCBC

6-10：ABDAD

二、判断题

1-5：√√×√×

6-10：√×√√√

三、简答题

1. 热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装臵，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料如各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。

2.等离子喷涂技术是采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化状或半融化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排除气体和熔渣，喷枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程。

3.化学气相沉积（CVD）

将工件臵于反应室中，抽真空并加热至900~1100℃。如要涂覆TiC层，则将钛以挥发性氯化物（如TiCl4)与气体碳氢化合物（如CH4）一起通入反应室内，这时就会在工表面发生化学反应生成TiC，并沉积在工件表面形成6~8μm厚的覆盖层。工件经气相沉积镀覆后，再进行淬火，回火处理，表面硬度可达到2000~4000HV

物理气相沉积（PVD）

物理气相沉积是通过蒸发，电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。物理气象沉积方法有真空镀，真空溅射和离子镀三种，目前应用较广的是离子镀。

离子镀是借助于惰性气体辉光放电，使镀料（如金属钛）气化蒸发离子化，离子经电场加速，以较高能量轰击工件表面，此时如通入CO2，N2等反应气体，便可在工件表面获得TiC,TiN覆盖层，硬度高达2000HV。离子镀的重要特点是沉积温度只有500℃左右，且覆盖层附着力强，适用于高速钢工具，热锻模等。

4.金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密铜排钝化覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。

金属的钝化也可能是自发的过程(如在金属的表面生成一层难溶解的化合物，即氧化物膜)。在工业上是用钝化剂(主要是氧化剂)对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。

5.在电流作用下，使两种或两种以上金属(也包括非金属元素)共沉积的过程。

四、问答题

1. 试述热喷涂技术的特点。

答：1.由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几乎包括所有固态工程材料,如金属,合金,陶瓷,金属陶瓷,塑料以及由它们组成的复合物等. 因而能赋予基体以各种功能(如耐磨,耐蚀,耐高温,抗氧化,绝缘,隔热,生物相容,红外吸收等)的表面.

2. 喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料上进行喷涂(如金属,陶瓷,玻璃,布疋,纸张,塑料等),并且对基材的组织和性能几乎没有影响,工件变形也小.

3.设备简单,操作灵活, 既可对大型构件进行大面积喷涂,也可在指定的局部进行喷涂;既可在工厂室内进行喷涂也可在室外现场进行施工.

4.喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率高,比较经济. 随着热喷涂应用要求的提高和领域的扩大, 特别是喷涂技术本身的进步, 如喷涂设备的日益高能和精良,涂层材料品种的逐渐增多,性能逐渐提高, 热喷涂技术近十年来获得了飞速的发展, 不但应用领域大为扩展, 而且该技术已由早期的制备一般的防护涂层发展到制备各种功能涂层;由单个工件的维修发展到大批的产品制造;由单一的涂层制备发展到包括产品失效分析,表面预处理, 涂层材料和设备的研制,选择, 涂层系统设计和涂层后加工在内的喷涂系统工程;成为材料表面科学领域中一个十分活跃的学科.并且在现代工业中逐渐形成象铸,锻,焊和热处理那样的独立的材料加工技术.成为工业部门节约贵重材料,节约能源,提高产品质量,延长产品使用寿命,降低成本,提高工效的重要的工艺手段, 在国民经济的各个领域内得到越来越广泛的