表面工程学试题2带答案
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。
工程材料第二版习题(1-2)章答案
塑性变形的的物理本质： 塑性变形的的物理本质： 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 P24 滑移是晶体的一部分相对另一部分做整 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下， 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶 体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面 孪生面） （孪生面）产生一定角度的切变
2-13、晶粒大小对金属性能有何影响？细化 13、晶粒大小对金属性能有何影响？ 晶粒方法有哪些？ 晶粒方法有哪些？ p17 答： 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度. 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度.塑 性和韧性愈好. 性和韧性愈好. 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 晶粒愈细，强度和硬度愈高， 晶粒愈细，强度和硬度愈高，同时塑性韧性 愈好。 愈好。 细化晶粒方法有： 细化晶粒方法有： 增大过冷度； 2.变质处理 变质处理； 3.附加振 增大过冷度； 2.变质处理； 3.附加振 动或搅动等方法； 动或搅动等方法；
5、晶粒 p11 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 ---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 1、空间点阵 p9 空间点阵-----为了便于分析各种晶体中的原子 空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子 排列及几何形状, 排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为 几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之 几何结点,并用直线从其中心连接起来, 构成一个空间格子。 构成一个空间格子。
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。
表面工程学
名词解释：1、表面工程学：为满足特定的工程要求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结构和性能的化学、物理方法与工艺。
2、理想表面:是一种想象的平面，在无限晶体中插进一个平面，将其分为两部分后所形成的平面，并认为半无限晶体中的原子位置和电子密度都和原来的无线晶体一样。
3、洁净表面：虽然材料表层原子结构的周期性不同于体内，但其化学成分仍与体内相同。
4、清洁表面：一般指零件经过清洗（脱脂、浸蚀等）以后的表面。
5、TLK模型：基本思想是在温度相当于0K时，表面原子结构呈静态。
表面原子层可以认为是理想的平面，其中的原子作完整二维周期性排列，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、一定密度的单分子或原子高度的台阶、单分子或原子尺度的扭折以及表面吸附的单原子及表面空位等。
6、固体表面的吸附包括物理吸附和化学吸附。
吸附是固体表面最重要的性质之一。
7、莱宾杰尔效应：因环境介质的影响及表面自由能减少导致固体强度、塑性降低的现象。
8、润湿：液体在固体表面铺展的现象。
9、脱脂的方法：化学脱脂、有机溶剂脱脂、水剂脱脂、电化学脱脂。
10、表面淬火技术：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变化，形成表面强化层的工艺过程。
11、受控喷丸：是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、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。
12、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。
13、电镀：是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。
14、化学镀：在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，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。
表面工程学-第四章
表面淬火和表面形变强化技术
在表面工程技术中，不需要外加其它材料，主要依靠材料自身组 织与结构转变来进行表面改性的工艺主要有两类： 一、表面淬火与退火技术 二、表面形变强化技术 特点：工艺简单、效果显著、应用广泛
一
（一）原理：
表面淬火技术
定义： 采用特定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。 注意：凡是能通过整体淬火强化的金属材料，原则上都可以进行表面淬火。
注：P/(Dv)称为比能量，物理意义为单位面积激光作用区注入的激光能量
(3)表面预处理状态 • 表面组织准备：
通过调制处理等手段，获得较 细的材料表面组织(细片状珠光体、 回火马氏体或奥氏体)
•
表面“黑化”处理：
磷化法、氧化法、喷刷涂料法、 镀膜法
二、激光表面熔凝技术原理
定义：
采用激光束将基材表面加热到熔化温度以上，当激光束移开后由于基材 内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的表面处理工艺。(液相淬
2．受控喷丸对材料表面形貌与性能的影响 (1)对材料表面硬度的影响：
表面硬度可大幅度提高，且硬化层深度最高 可达0.8mm
(2)对表面粗糙度的影响：
表面粗糙度对其疲劳寿命影响很大， 降低表面粗糙度可以增加零件的疲劳强度。 受控喷丸以后的表面痕迹没有方向性， 有利于增加零件的疲劳强度。
(3)对疲劳寿命与抗应力腐蚀能力的影响：
三、适用范围：
主要用于单件、小批量生产及大型齿轮、轴、轧辊、导轨等
四、组织特征：过渡区较宽
第三节
激光淬火与电子束淬火技术
一、激光淬火技术的原理及应用：
工程测量学试题库题附答案
工程测量学试题库（附答案）1. ( D )处处与铅垂线垂直。
A.水平面B.参考椭球面C.铅垂面D.大地水准面2. 地球的长半径约为( A )千米。
3. 在测量直角坐标系中，纵轴为( C )。
轴，向东为正轴，向东为正轴，向北为正轴，向北为正4. 对高程测量，用水平面代替水准面的限度是( D )。
A. 在以10km为半径的范围内可以代替B. 在以20km为半径的范围内可以代替C. 不论多大距离都可代替D. 不能代替5. 在以( B )km为半径的范围内，可以用水平面代替水准面进行距离测量。
6. 在测量平面直角坐标系中,x轴表示什么方向（C）。
A.东西B.左右C.南北D.前后7. 测定点的坐标的主要工作是( C )。
A．测量水平距离B．测量水平角C．测量水平距离和水平角D．测量竖直角8. 确定地面点的空间位置，就是确定该点的平面坐标和( A )。
A．高程B．方位角C．已知坐标D．未知点坐标9. 高斯投影属于( C )。
A．等面积投影B．等距离投影C．等角投影D．等长度投影10. 在测量直角坐标系中，横轴为( C )。
A. x轴，向东为正B. x轴，向北为正C. y轴，向东为正D. y轴，向北为正11. 在测量坐标系中，Y轴向（D）为正。
A、北B、南C、西D、东12. 假设的平均的静止海平面称为（D）。
A、基准面B、水准面C、水平面D、大地水准面13. ( B )的基准面是大地水准面。
A. 竖直角B. 高程C. 水平距离D. 水平角14. 建筑工程施工测量的基本工作是（B）。
A.测图B.测设C.用图D.识图15. 大地水准面处处与铅垂线（A）交。
A、正B、平行C、重合D、斜16. A、B两点，HA为，HB为，则hAB为（A）。
A、 B、 C、 D、17. 建筑施工图中标注的某部位标高，一般都是指（B）。
A、绝对高程B、相对高程C、高差18. 水在静止时的表面叫( B )。
A. 静水面B. 水准面C. 大地水准面D. 水平面19. ( B )的投影是大地水准面。
表面工程复习题及答案~
“材料表面工程”复习题一、名词解释表面工程技术：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、物理法与工艺。
表面能：格意义上指材料表面的能，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等。
洁净表面：材料表层原子结构的期性不同于体，但其化学成分仍与体相同的表面。
清洁表面：一般指零件经过清洗(脱脂、浸蚀等)以后的表面。
区别：洁净表面允有吸附物，但其覆盖的几率应该非常低。
洁净表面只有用特殊的法才能得到。
清洁表面易于实现，只要经过常规的清洗过程即可。
洁净表面的“清洁程度”比清洁表面高。
吸附作用：物体表面上的原子或分子力场不饱和，有吸引围其它物质(主要是气体、液体)分子的能力。
磨损：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。
腐蚀：材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。
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。
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。
(阳极反应受阻的现象)表面淬火：用特定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(奥氏体化)，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。
喷丸强化：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之下产生弹、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。
(喷丸强化技术)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)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。
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、涂层颗粒之间的冶金结合，消除隙的表面处理技术。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O 壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(rAu=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径rNa+=0.097，rCl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
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表面工程学试题2带答案
《表面工程学》期末考试试卷适用班级：( 卷) 考试时间：小时
三、判断题
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。
一、填空题
1. 当θ90°时，称为；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、涂层和耐涂层。
3. 金属的电沉积包括液相传质、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→→水洗→→水洗。
5. 金属腐蚀的基本原理是形成，其中极腐蚀。
6. 真空蒸镀薄膜的形成机理有核生长型、型和混合生长型。
二、选择题
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
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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
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
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，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。
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。
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。
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： (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；
连续电镀
特点：生产效率高、工艺要求高。
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