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材料表面工程技术练习题（答案）一、解释名词1.喷丸强化技术: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、疲劳强度和抗压力腐蚀能力的表面工程技术。
2.干法热浸渗:先将经常规方法脱脂除锈清洗后的清洁工件或钢材进行溶剂处理，干燥后再将工件浸入欲渗金属溶液中，保温数分钟后抽出，水冷。
3.粘结底层:某些材料能够在很宽的条件下喷涂并粘结在清洁、光滑的表面上，而且这类涂层表面粗糙度适中，对随后喷涂的其它涂层有良好的粘结作用。
4.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。
(在真空室中，利用荷能粒子轰击材料表面，使其原子获得足够的能量而溅出进入气相，然后在工件表面沉积的过程。
)5.分子束外延:在超高真空环境中，将薄膜诸组分元素的分子束流，直接喷到温度适宜的衬底表面上，在合适的条件下就能沉积出所需要的外延层。
6.激光合金化技术:激光合金化就是利用激光束将一种或多种合金元素快速熔入基体表面，从而使基体表层具有特定的合金成分的技术。
换言之，它是一种利用激光改变金属或合金表面化学成分的技术。
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、分子或使其粒子化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。
8.真空蒸镀:在真空条件下，用加热蒸发的方法使镀料转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法。
9.热喷涂工艺:热喷涂是用专用设备把某种固体材料熔化并使其雾化,加速喷射到机件表面,形成一特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的一种工艺方法。
10.气相沉积:气相沉积技术也是一种在基体上形成一层功能膜的技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料或制品表面沉积单层或多层薄膜，从而使材料或制品获得所需的各种优异性能。
气相沉积技术一般可分为两大类:物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)。
1.洁净表面：表面化学成份和体内相同。
表面吸附物的覆盖几率很低。
2.TLK 模型：平台(Terrace) - 台阶(Ledge) -扭折(Kink)模型。
基本思想是：在温度相当于0K 时，表面原子呈静态。
表面原子层可认为是理想平面，其中原子作二维周期罗列，并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、一定密度的单份子或者原子高度的台阶、单份子或者原子尺度的扭折以及表面吸附的单原子及表面空位等。
3.界面：固相之间分界面。
4.外延生长界面：在单晶体表面沿原来的结晶轴向生长成的新的单晶层的工艺过程，就称为外延生长。
形成的界面称为外延生长界面。
5.机械结合界面：指涂层和基体间的结合靠两种材料相互镶嵌在一起的机械连接形成6. 润湿：液体在固体表面上铺展的现象。
7. 边界润滑磨擦：对偶件的表面被一薄层油膜隔开，可使磨擦力减小2-10 倍，并使表面磨损减少。
但是在载荷一大的情况下，油膜就会被偶件上的微凸体穿破，磨擦系数通常在0.1 摆布。
8.喷焊层的稀释率：普通将基材熔入喷焊层中的质量分数称为喷焊层的稀释率，用公式表示为η=B/(A+B) ，η为喷焊层的稀释率，A 为喷焊的金属质量，B 为基体熔化的金属质量。
9.自熔合金：就是在常规合金成份基础上加入一定含量的硼、硅元素使材料的熔点大幅度降低，流动性增强，同时提高喷涂材料在高温液态下对基材的润湿能力而设计的。
10.激光熔凝：就是用激光把基材表面加热到熔化温度以上，然后靠基材本身的导热使熔化层表面快速冷却并结晶的热处理工艺。
11.化学转化膜：如果介质是人为选定的，而且表面金属的这种自身转化能够导致生成附着坚固、在水和给定介质中难溶的稳定化合物，金属表面上这样得到的化合物膜层称为化学转化膜。
12.老化处理：钝化膜形成以后要烘干，称为老化处理。
13.发蓝处理：是使钢铁表面生成稳定的氧化物Fe O ，可获得蓝黑色和黑色的氧化膜。
表面工程葵花宝典第一章：表面工程技术概论考点1：表面工程的概念：从材料的表面特性出发，利用表面改性技术、涂镀层技术和薄膜技术，使材料表面获得原来没有的新性能的系统工程。
考点2：润湿：固体表面与液体接触时原来的固相-气相界面消失，形成新的固相-液相界面的现象。
润湿是液体与固体表面接触时产生的一种表面现象，液体对固体表面的润湿程度可以用液滴在固体表面的散开程度来说明考点3：表面技术按作用原理分类：原子沉积、颗粒沉积、整体覆盖、表面改性。
第二章：材料表面工程技术基本理论考点4：在几个原子范围内的清洁表面其偏离三维周期性结构的主要特征是表面弛豫、表面重构和表面台阶结构、表面偏析、化合物、化学吸附考点5：表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状误差，也称微观粗糙度考点6：吸附、吸收和化学反应是固体与气体发生作用的三种表现考点7：按几何特征，晶体表面缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类考点8：表面平整一般采用磨光、滚光、抛光及刷光和振动磨光(1)磨光是借助粘有磨料的特制磨光轮(或带)的旋转，以磨削金属零件表面的过程(2)滚光是将成批零件与磨削介质一起在滚筒中作低速旋转，靠零件和磨料的相对运动进行光饰处理的过程(3)抛光是用抛光轮和抛光膏或抛光液对零件表面进一步轻微磨削以降低粗糙度，也可用于镀后的精加工(4)刷光是把刷光轮装在抛光机上，用刷光轮上的金属丝(钢丝、黄铜丝等)刷，同时用水或含某种盐类，表面活性剂的水溶液连续冲洗去除零件表面锈斑、毛刺、氧化皮及其他杂物(5)振动磨光是将零件与大量磨料和适量抛磨液置入容器中，在容器振动过程中使零件表面平整光洁考点9：基体表面清洁的目的是：(1)作为前序处理工艺的一部分，为下一涂装或其他表面加工(如电镀、热喷涂等)打基础(2)作为一项单独表面处理技术，可提高工件寿命或恢复工件原状态或节能需要(锅炉清除水垢，提高热效率)；(3)消除工件(设备)隐患，提高安全性(如传热设备局部过热可通过清洗来解决)，消毒、灭菌，除放射性污染，有利于人体健康考点10：喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品表面，利用磨料强力的撞击作用，打掉其上的污垢物，达到清理或修饰目的的过程考点11：喷丸的原理和设备与喷砂相似，只是采用的磨料不同。
第一章课程内容—以材料表面改性和强化为主，掌握表面工程的基本概念和基础理论，了解表面工程所涉及的各类处理技术及其近些年来的发展和在工业中的应用。
课程目的—通过本课程的学习既能系统的掌握专业基础与共性知识，又能培养合理设计零件的能力；同时开扩视野，拓展知识面，为产品设计提供一个创新的平台。
表面技术亦或是表面工程学是—门新兴的边缘学科，它涉及到多个工程领域，诸如机械工程、半导体电子工程、化学工程、能源工程、动力工程、航空航天工程、建筑工程等。
它在学术上丰富了材料科学、表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论，开辟了一系列的研究领域。
表面技术产生的主要原因：(1) 高科技的发展对机件质量的要求越来越高。
(2) 器件的微型化。
元器件的微型化使表面问题更为突出。
因为在各种功能元器件的制备过程中，常常需要在特定性能的薄膜上加工、制造各种形状，如导电线路等。
(3) 降低材料成本。
以普通材料代替昂贵材料。
从理论上，表面工程在有关边缘学科交叉渗透的基础上形成了具有特色的基础理论和技术理论；从应用上，表面工程已深入到国民经济的方方面面，并将产生越来越大的经济效益和社会效益。
1.1 表面工程的定义和内涵定义：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。
内涵：（1）表面改性技术提高零部件表面的耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性能，或装饰零部件表面，或使材料表面具有各种特殊功能(如电性能、磁性能和光电性能等)的有关技术。
2）表面加工技术在材料表面加工或制作各种功能结构元器件的有关技术。
如在单晶硅表面制作大规模集成电路的光刻技术、离子刻蚀技术等。
（3）表面合成材料技术采用特定的表面工程技术，在材料表面合成常规工艺方法无法获得的新材料，或者利用材料的表面加工过程获得全新材料的工艺。
（如气相沉积技术可将气相原子直接在基材表面凝固成固相，离子注入技术可将粒子强行注入基材，获得相图上无法得到的非平衡材料等。
