现代表面技术考试题库

1.表面技术的广义含义
1.表面技术的基础和应用理论；
2.表面处理技术；
3.表面加工技术；
4.表面分析和测试技术；
5.表面技术设计
2.化学镀Ni还原剂是次磷酸钠、络合剂是琥珀酸、作用是与镍离子形成稳定的络合物，用来控制可供反应的游离镍离子含量控制沉积速度，改善镀层外观；化学镀Cu还原剂是甲醛、络合剂是酒石酸钾钠、作用是用于与铜离子形成络合物，防止Cu(OH)2沉淀生成。

3.钢铁上阳极镀层是，阴极镀层是
当金属与镀层发生电化学腐蚀形成原电池时，镀层作为原电池的阴极，就是阴极镀层，作为阳极就是阳极镀层。

阳极镀层更有利于基体金属的保护。

4.电镀、化学镀试样阳、阴极
5.电沉积、共沉积基本条件
电沉积：1.电极电位足够负；2.不可以比H还负
共沉积：1.电极电位足够负，但不能比H还要负；2.两种金属中至少有一种金属能从其水溶液中沉积出来；3.两种金属的电位要十分接近。

6.阳极氧化特点，微弧氧化特点及应用
阳极氧化膜：1.氧化膜内部致密，外部疏松的双层结构；2.疏松多孔；3.很高的耐磨性；4.较好的耐蚀性；5.很高的电绝缘性；6.良好的绝热性；7.结合力很强
用途：作为涂镀层的底层也可提高金属的装饰效果；提高金属表面的耐磨性；用作电解电器的绝缘层
微弧氧化：1.内部致密、表层多孔的双层膜；2.厚度10～30微米；3.直接用耐磨加润滑，多孔结构又有利于减少摩擦压力，多孔结构可以做成润滑油；4.对于厚膜而言，可以将疏松层打磨掉，露出致密层进行防腐；5.表面微孔结构，一般是不穿透，致密层直达基体，因而具有耐磨性；6.微孔是等离子体放电通道，在高温高压下孔内组份发生溶化、熔融、汽化向外喷射类似火山口的形貌。

用途：1.阀金属的强度、耐磨、耐蚀；2.生物医用阀金属合金；3.功能应用，半导体氧化物TiO2。

7.按作用原理表面工程可以分为
1.原子沉积：原子在基体上凝聚、生核、长大、成膜，如电镀、PVD、CVD
2.颗粒沉积：熔化的液滴或细小的固体颗粒在外力作用下于基体表面凝聚、沉积或烧结形成的表面涂层
3.整体覆盖：将涂覆材料于同一时间施加于材料表明
4.表面改性：用各种物理、化学等方法处理表面，使之组成、结构发生变化，从而改变性能，如表面热处理、化学热处理
8.固体清洁表面类型
1.表面弛豫：表面最外层原子与第二层原子之间的距离不同于体内原子间距（缩小或增大；也可以有些原子间距增大，有些减小）
2.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
3.表面偏析：表面原子是从体内分凝出来的外来原子
4.表面缺陷：化学吸附：外来原子（超高真空条件下主要是气体）吸附于表面，并以化学键合；化合物：外来原子进入表面，并与表面原子键合形成化合物；台阶：表面不是原子级的平坦，表面原子可以形成台阶结构
9.电镀、化学镀的转化膜
化学法：氧化处理，磷化处理，铬酸盐处理
电化学法：阳极氧化，微弧氧化
9.物理气相沉积概念，有哪些方法
它是在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料汽化，直接沉积到基体表面上的方法。

真空蒸镀、溅射镀、离子镀
10.化学气相沉积反应类型有，各一个例子
1.热分解：SiH4—Si+2H2
2.氢还原：SiCl4+2H2—Si+4HCl
3.金属还原：BeCl2+Zn—Be+ZnCl2
4.基材还原：WF6+3/2Si—W+3/2SiF4
5.化学输送：2SiI2—Si+SiI4
6.氧化：SiH4+O2—SiO2+2H2，
7.加水分解：2AlCl3+3H2O—Al2O3+6HCl，
8.与氨反应，
9.合成反应，10.等离子体激发反应，11.光激发反应，12.激光激发反应
11.什么是理想表面，3个特点，与表面相比
理想表面是一种理论的、结构完整的二维点阵平面。

1.忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响；
2.忽略了表面上原子的热运动以及出现的缺陷和扩散现象；
3.忽略了表面外界环境的作用。

实际表面在清洁表面基础上总是有些吸附形成化合物等，因为实际表面受外界环境影响较大，包括自然环境与加工环境。

12.什么是复合镀，条件是
复合镀是将固体微粒子加入镀液中与金属或合金共沉积，形成一种金属基的表面复合材料的过程。

条件：粒子在镀液中1.稳定；2.润湿；3.正电荷；4.适当的粒径、含量；5.搅拌
13.复合镀是如何提高材料性能，加入固体粒子是怎么提高的
复合镀是通过镀层金属的特性和粒子特性共同决定；1.耐磨性镀层，镀层的硬度随粒子含量及粒子硬度升高而升高；
2.减摩复合镀层，将剪切强度低，摩擦系数小的固体粒子加入到某些金属和合金中，形成具有自润滑功能的减摩复合镀层；
3.耐蚀复合镀层
14.电镀镀液组成是，镀液主盐、配离子是如何影响作用效果的
主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂
主盐浓度增大，浓差极化降低，导致结晶形核速率降低，所得组织较粗大。

配离子增大能增大阴极极化，因为配离子和金属中主盐离子络合，主盐离子降低，增加了阴极极化，在浓差极化占主要作用。

添加剂：1.吸附在金属离子上，阻碍金属离子放电，增强了阴极极化；吸附在阴极表面上，阻碍金属离子在阴极表面上放电，增强了阴极极化。

16.对极化的理解
极化是指有电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象。

极化的本质是两方面，一个是电极电位改变了，因为有电子和电流通过电极时引起空间电荷的改变，另外一个是化学反应的变化，电化学反应的速度赶不上外界极化供电子或拿走电子的速度，从而使电极电位向负的方向移动，而引起阴极极化，向正的方向移动而引起阳极极化。

17.阴极极化时，电流是如何变化
对于阴极极化，当极化电流足够大时，双电层几乎没有能够放电的金属离子，阴极极化达到最大
18.阴极极化形式
阴极极化：浓差极化、电化学极化，阳极极化：浓差极化、电化学极化、电阻极化
18.自己做的实验，配方
硝酸锌、磷酸二氢锌
19.金属电沉积的过程
1.液相传质：金属离子从溶液本体向阴极表面双电层迁移
2.前置化学步骤：金属离子转变成放电前的形式过程，同时进入双电层中的紧密层，金属离子从存在于溶液中的一般形式转变为放电型特定形式。

3.电荷转移步骤：从阴极上得到电子生成金属离子（吸附原子）
4.结晶步骤：金属原子沿金属表面扩散到达结晶生长点，以金属原子态排列在晶格内，形成镀层。

20.阳极氧化膜生长过程的特征曲线，说清楚
p180
复合镀、化学镀、电镀：加入粒子，分类，氧化物，碳化物，氮化物。