金属材料表面改性涂层的新进展(专业课)试题及答案
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金属材料的表面改性与涂层研究一、引言金属材料是人类社会中广泛应用的重要材料之一。
然而,金属材料在使用过程中会受到氧化、腐蚀、磨损等因素的影响,导致其性能下降和寿命缩短。
因此,为了提高金属材料的耐用性和性能,表面改性和涂层研究成为目前研究的一个重要方向。
二、表面改性技术1. 表面机械处理通过磨削、抛光、喷丸等机械手段,可以消除金属表面的凸起,提高表面粗糙度,增加表面接触面积,从而改善金属材料的粘附性和润湿性。
2. 表面化学处理表面化学处理包括电化学抛光、化学蚀刻、覆盖化学浸渍等手段。
这些方法可以改变金属表面的化学成分和结构,增强金属材料的耐蚀性、耐氧化性和抗磨性等性能。
3. 表面涂层技术表面涂层技术是目前应用最广泛的一种表面改性方法。
它通过在金属表面上涂覆陶瓷、金属、聚合物等材料,形成一层保护层,以提高金属材料的抗腐蚀性、耐磨性和耐高温性。
常用的涂层有电镀、喷涂、热喷涂、化学气相沉积等技术。
三、涂层材料的选择与设计1. 腐蚀抗性在金属表面涂层的选择中,要考虑到金属材料所处的工作环境,选择具有良好腐蚀抗性的涂层。
一些耐蚀金属如铬、镍可以作为涂层材料,同时还可选用在腐蚀环境中稳定的陶瓷涂层。
2. 摩擦磨损性能为了提高金属材料的摩擦性能,可以选择高硬度的涂层材料,如碳化钨、氧化铝等。
此外,涂层的润滑性、耐磨性以及涂层与基材之间的粘附性也需要考虑。
3. 热稳定性对于高温工作环境中的金属材料,涂层的热稳定性至关重要。
在涂层材料的选择上,应选择高熔点、抗氧化性好的材料,如氧化锆、碳化硅等。
四、涂层制备工艺与评价1. 涂层制备工艺涂层的制备工艺对于涂层性能的稳定性和质量具有至关重要的影响。
常见的制备工艺包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电化学沉积等技术。
不同的工艺适用于不同类型的涂层材料。
2. 涂层性能评价涂层性能的评价与标准化是涂层研究中重要的一环。
通常通过测定涂层的厚度、结构、化学成分、硬度、粘附力、耐腐蚀性等参数来评价涂层的性能。
工程材料练习题第三章金属材料的改性名词解释加工硬化、淬透性、淬硬性、球化退火、再结晶退火、回火、正火、淬火、时效、冲击韧性辨析题(错误的指出原因)1.晶体的塑性变形都通过滑移进行,滑移系越多,塑性变形越容易进行。
( )2.淬火的前提是获得完全奥氏体组织。
( )3.室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。
( )4.金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。
( )5.钢的碳含量越高,其M s越高,淬火后残余奥氏体量也越多。
( )6.提高钢的淬硬性的有效方法是添加适当的合金元素。
( )7.随时效时间的延长,合金的强度提高、塑性下降。
( )8.奥氏体不锈钢可采用淬火提高强度。
( )9.经退火后再高温回火的钢,能得到回火索氏体组织,具有良好的综合机械性能。
( )10.表面淬火既能改变钢的表面组织,也能改善心部的组织和性能。
( )问答题1.画出典型塑性材料的静拉伸应力~应变曲线,简述该曲线反应出的材料的力学性能?2.简述材料低应力脆断的几种可能情况。
3.硬度反应的是材料的什么性能?常见硬度测试方法有哪些?硬度测试有哪些优点?4.材料的强化方式有哪些,简述其原理?5.简述退火、正火、淬火和回火对组织结构和性能的影响。
6.钢经淬火后,为什么一般要及时进行回火,回火后钢的力学性能为什么主要决定于回火温度而不是冷却速度?7.正火与退火的主要区别是什么?生产中应如何选择正火与退火?8.回火的目的是什么,常用的回火操作有哪几种?9.什么是钢的调质处理?10.简述钢的表面强化技术。
1、工艺参数对合金元素吸收率的影响重要程度由大到小排列正确的是( )。
A 、工件电压>气压>源极电压>极间距 B、工件电压>极间距>源极电压>气压C 、气压>源极电压>极间距>工件电压D 、气压>极间距>工件电压>源极电压2、激光熔覆陶瓷涂层不包括( )。
A 、激光热源B 、陶瓷高硬度、高耐磨C 、金属韧性D 、金属耐磨性3、在1995年,()生产的Hastelloy C-2000镍基耐蚀合金为苑极,进行Ni-Cr-Mo-Cu 多元共渗工艺研究。
A 、美国B 、日本C 、中国D 、英国4、下列对良好熔覆层的客观要求描述不正确的是( )。
A 、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最小B 、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最大C 、熔覆层与基体间要避免形成脆性相,以保证界面结合强度高D 、两种材料都要有一定塑性,以补偿热应力,保证界面不形成裂纹5、下列哪项不是熔覆技术的应用( )。
A 、耐磨涂层B 、抗老化涂层C 、抗氧化涂层D 、耐蚀涂层6、下列是结合力的定量测试方法的是A 、喷砂法B 、弯折法C 、锉刀法7、工艺参数对合金元素的影响重要程度由小到大排列正确的是( )。
A 、工件电压>气压>源极电压>极间距B 、工件电压>气压>极间距>源极电压C 、气压>源极电压>极间距>工件电压D 、气压>极间距>工件电压>源极电压1、激光熔覆尚待研究和解决的问题是( )。
A 、大功率激光器及适于自动化工业生产的光路转换系统B 、快速凝固理论的建立与复合涂层界面精细结构的深入研究C 、工艺过程的稳定性与反馈控制D 、涂层质量的监测与缺陷控制2、下列哪项是熔覆技术的应用( )。
A 、耐磨涂层B 、耐蚀涂层C 、抗氧化涂层D 、抗老化涂层3、下列对冲刷腐蚀描述正确的是( )。
1、陶瓷材料等离子处理纳米粉体的弯曲强度为( )MPa 。
A 、426.3 B 、572.4D 、735.22、Metco 130涂层的硬度为( )Cpa 。
B 、9.20±0.56 C、11.0±0.75 D 、14.8±0.523、纳米复合微弧氧化陶瓷的体积磨损率为普通微弧氧化层的( )。
A 、1/4 B 、1/3 D 、2倍4、以下涂层中,裂纹扩展抗力最高的是( )。
A 、纳米重熔涂层 B 、微米重熔涂层 C 、纳米喷涂态涂层5、Al2O3/TiO2纳米涂层的断裂韧性为( )J/m2。
A 、7.3 C 、5.2D 、4.46、普通烧结粉体纸杯的纳米涂层的磨损率为( )。
A 、17.9 B 、11 D 、1.57、一级涡轮叶片表面涂上( )后,可使冷却空气流量减少50%。
B 、Metco 130涂层 C 、金属热障涂层 D 、合金热障涂层1、智能材料的特点包括( )。
C 、可自行调整2、涂层中的组织一般可分为( )。
C 、粉体组织D 、颗粒组织3、常用的自润滑涂层有( )。
A 、FeS2D 、CS24、表面工程可改变物体表面的()。
5、减少摩擦系数的途径有( )。
C 、减弱钢的基体D 、增加界面的临界剪切应力6、以下零部件中,使用环境为盐水的有( )。
B 、阀杆 D 、流量泵1、固体金属表面的性能可通过表面工程进行改造,而非金属不行。
对 错2、热障涂层在提高热效率的所有耐高温材料中具有无可替代的作用。
错3、通过增加界面的临界剪切应力可以减少摩擦系数。
4、CaZn为无序的典型形状记忆合金。
错5、微弧氧化膜层应在常温下进行操作。
错6、喷涂态涂层的网状组织弹性模量较熔凝组织高。
错7、表面涂上陶瓷热障涂层后的一级涡轮叶片,其寿命可提高4倍。
错。
1
、工艺参数对合金元素吸收率的影响重要程度由大到小排列正确的是( )。
A 、工件电压>气压>源极电压>极间距 B
、工件电压>极间距>源极电压>气压
C 、气压
>源极电压>极间距>工件电压
D 、气压>极间距>工件电压>源极电压
2、激光熔覆陶瓷涂层不包括( )。
A 、激光热源
B 、陶瓷高硬度、高耐磨
C 、金属韧性
D 、金属耐磨性
3、在1995年,(
)生产的Hastelloy C-2000镍基耐蚀合金为苑极,进行Ni-Cr-Mo-Cu 多元共渗工艺研究。
A 、美国
B 、日本
C 、中国
D 、英国
4、下列对良好熔覆层的客观要求描述不正确的是( )。
A 、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最小
B 、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最大
C 、熔覆层与基体间要避免形成脆性相,以保证界面结合强度高
D 、两种材料都要有一定塑性,以补偿热应力,保证界面不形成裂纹
5、下列哪项不是熔覆技术的应用( )。
A 、耐磨涂层
B 、抗老化涂层
C 、抗氧化涂层
D 、耐蚀涂层
6、下列是结合力的定量测试方法的是
A 、喷砂法
B 、弯折法
C 、锉刀法
7
、工艺参数对合金元素的影响重要程度由小到大排列正确的是( )。
A 、工件电压>气压>源极电压>极间距
B 、工件电压>气压>极间距>源极电压
C 、气压>源极电压>极间距>
工件电压
D 、气压>极间距>工件电压
>源极电压
1、激光熔覆尚待研究和解决的问题是( )。
A 、大功率激光器及适于自动化工业生产的光路转换系统
B 、快速凝固理论的建立与复合涂层界面精细结构的深入研究
C 、工艺过程的稳定性与反馈控制
D 、涂层质量的监测与缺陷控制
2、下列哪项是熔覆技术的应用( )。
A 、耐磨涂层
B 、耐蚀涂层
C 、抗氧化涂层
D 、抗老化涂层
3、下列对冲刷腐蚀描述正确的是( )。
A 、简称冲蚀,是材料在应力和化学介质协同作用下材料的过早失效现象
B 、在石油、化工。
水电等过程中广泛存在
C 、暴露在运动流体中的多有类型的设备如料浆泵的过流部件、弯头、三通和换热器管,都会遭受到冲蚀的破坏
D 、在含固相颗粒的双相流中,破坏更为严重,它大大缩短设备的寿命
4、激光熔覆陶瓷涂层包括( )。
A 、激光热源
B 、陶瓷高硬度、高耐磨
C 、金属韧性
D 、金属耐磨性
5、下列为结合力的测试方法的是( )。
A 、喷砂法
B 、弯折法
C 、锉刀法
6、下列对良好熔覆层的客观要求描述正确的是(
)。
A 、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最小
B 、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最大
C 、熔覆层与基体间要避免形成脆性相,以保证界面结合强度高
D 、两种材料都要有一定塑性,以补偿热应力,保证界面不形成裂纹
1
、陶瓷与金属之间润湿性差会导致剥落、分布不均、应力开裂。
对
错
2
、激光熔覆层宏观及微观质量的好坏很大程度上取决于所采用的工艺参数(激光束功率、激光束光斑直径以及扫描速度)的合理匹配。
对
错
3、良好熔覆层的客观要求是两种材料都要有一定塑性,以补偿热应力,保证界面不形成裂纹。
对
错
4
、利用激光制作陶瓷基复合涂层技术是非常有前景的表面强化技术。
对
错
5、快速凝固理论的建立与复合涂层界面精细结构的深入研究不是激光熔覆尚待研究和解决的问题。
对
错
6、激光熔覆制备自润耐磨减摩颗粒增强金属基复合材料
MoS2/TiC/Ni 的研究是金属材料表面改性涂层的新进展。
对
错
7、快速凝固理论的建立与复合涂层界面精细结构的深入研究是激光熔覆尚待研究和解决的问题。
对
错。