《材料表面工程基础》课后习题目录及答案
1.材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展?
2.表面工程技术的目的和作用是什么?
3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科?
4.为什么会造成表面原子的重组？
5.什么是实际表面？什么是清洁表面？什么是理想表面？
6.常用的材料表面处理预处理种类及方法有哪些？
7.热喷涂技术有什么特点？
8.热喷涂涂层的结构特点是什么？其形成过程中经历了哪几个阶段？
9.简单分析热喷涂涂层的结合机理？
10.热喷涂只要有哪几种喷涂工艺？各有什么特点？
11.热喷涂材料有哪几大类？热喷涂技术在新型材料开发方面可以做什么工作？
12.镀层如何分类？怎样选择使用？
13.金属电镀包括哪些基本步骤？说明其物理意义。
14.电镀的基本原理？
15.共沉积合金的相特点有几种类型？
16.电刷镀的原理及特点是什么？
17.什么叫化学镀？实现化学镀过程有什么方式。
18.与电镀相比，化学镀有何特点？
19.热浸镀的基本过程是什么？控制步骤是什么？其实质是什么？
20.形成热浸镀层应满足什么条件？
21.简述钢材热镀铝时扩散层的形成过程。
22.热镀铝的优缺点怎样？
23.表面淬火与常规淬火的区别：临界温度上移、奥氏体成分不均匀、晶粒细化、硬度高、耐磨性好、抗疲劳强度高。
24.表面淬火层组成：淬硬区、过渡区和心部区。
25.硬化层厚度的测定：金相法和硬度法。
26.喷丸强化技术原理、特点、应用围。
27.感应加热淬火原理、涡流、集肤效应。
28.工件感应加热淬火的工艺流程。
29.各种表面淬火的特点和应用围。
30.什么是表面工程？表面工程技术的作用是什么？
31.金属离子电沉积的热力学条件是什么？金属离子从水溶液中沉积的可能性取决于什么？
32.什么是热喷涂技术？试简述热喷涂的特点。
33.热喷涂的涂层结构特点是什么？其涂层与基体的结合机理是什么？一般的等离子喷涂层不可能形成太厚的涂层，为什么？而HVOF技术则可以获得10余毫米厚的超厚涂层，又是为什么？
34.化学镀的基本原理是什么？有哪些特点？
35.材料表面工程技术是我校材料科学的学科优势之一？你对于我校材料表面技术的发展有什么想法和建议？
36.材料表面耐腐蚀的技术有哪些？我国规定煤矿系统的井筒井架、电力塔架、广播发射塔等必须要进行钢结构长效防腐处理。一般的寿命要求30～50年。请对该项要求进行设计：所需要的材料涂层体系、工艺、涂层厚度等。
37.材料表面的耐磨损技术有哪些？试简述分析各自的技术特点和适用围。
38.提高零件表面表面耐蚀性能的涂层技术主要有哪些？试简述分析各自的技术特点和适用围。
39.热喷涂有哪些主要的喷涂工艺？各有什么技术特点？热喷涂工艺选用的基本原则是什么？
40.举例说明对于耐腐蚀、耐磨损、耐高温、绝缘导电以及可磨损涂层的各种情况下的选用工艺和材料？
1．材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展?
1.工业发展对机电产品提出更高要求(高温、高压、高速、重载以及腐蚀介质等恶劣工况下可靠地工作)。
2.相关科技的发展为表面工程注入活力、提供支撑:如高分子材料和纳米材料的发展,激光束、离子束、电子束三种高能量密度热源的实用化等。
3.表面工程适合我国国情,能大量节约能源、资源,体现了科技尽快转化为生产力的要求,符合可持续发展战略。
1）社会生产、生活的需要
2）通过表面处理大幅度提高产品质量3）节约贵重材料
4）实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题5）良好的节能、节材效果6）促进了新兴工业的发展
2．表面工程技术的目的和作用是什么?
表面工程技术的主要目的：就是在于通过表面处理使材料表面按人们希望的性能进行改变。
具体说：表面工程技术是在不改变基体材料的成分、不削弱基体材料的强度的条
件下，通过物理手段或化学手段赋予材料表面以特殊的性能，从而满足工程技术上对材料提出的要求的技术。
表面工程技术的作用就是改善或赋予表面各种作用：提高材料或零件的耐蚀性、抗高温氧化性及提高抗浸蚀能力；提高耐摩擦磨损、磨蚀、粘结、咬合、冲刷、减磨及润滑的能力；提高耐热、导热、隔热、吸热、与热反射的作用；赋予材料特定的物理特性，赋予材料特定的化学特性，赋予制件表面装饰特性，鲜艳的色彩及图文；非金属表面金属化、光化及抗老化；提高材料制件表面完整性、光洁度、提高抗疲劳和抗腐蚀疲劳的能力；
3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科?
材料表面工程是一门很新的边缘学科，它不但涉及到诸如：表面物理学、表面化学、金属学、瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论，而且其本身也溶入了诸多学科的新技术。
4.为什么会造成表面原子的重组？
处于界面上的原子除受到来自部自身原子的作用力外，还受到外部介质分子(或原子）的作用力。显然其力是不平衡的，若外部为真空更是如此。这使得表面原子偏离正常的平衡位置，从而牵动着附近的几层原子，造成表层产生畸变，表面的各种缺陷更加重了这种畸变。
这样就使表层原子的能量比部的要高很多。比较大的表面能有剩余吸引力，必然有通过原子迁移或吸附外来物质以调整结构向低能态演变的趋势，以晶态物质、表面有众多微孔和巨大表面积以及活性大的物质尤甚。处于界面上的原子其原子结构与部的也存在区别，表面原子周围的电子无论是能量或是空间分布都不同于部原子，这就在很大程度上决定了材料表面的化学特性。
5.什么是实际表面？什么是清洁表面？什么是理想表面？
实际表面：一是所谓“表面层”，它包括基体材料和加工硬化层；另一部分是所谓“外表面层”，它包括吸附层、氧化层等。
清洁表面：清洁表面是经过特殊处理（即保证组成上的确定性）后，保持在超高真空下的表面（即保证表面不随时间而改变）
理想表面：是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。
6.常用的材料表面处理预处理种类及方法有哪些？
1、基体表面平整：磨光滚光抛光刷光振动磨光
2、基体表面清洁：除油（有机溶剂除油化学除油电化学除油超声除油）除锈除锈除油联合处理
3、基体表面抛光处理：化学抛光电化学抛光
4、基体表面喷砂与喷丸处理：喷砂喷丸
7.热喷涂技术有什么特点？
⑴涂层的基体材料几乎不受限制⑵涂层材料的种类选择围广泛
⑶喷涂施工对象的尺寸大小和形状不受限制⑷母材性能不变化
⑸涂层厚度可在较大围变化⑹可喷涂成形
⑺节能高效，但涂层面积小时经济性差⑻环保性好，对环境污染小
8.热喷涂涂层的结构特点是什么？其形成过程中经历了哪几个阶段？
喷涂层是由无数变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起的层状组织结构。颗粒与颗粒之间存在一定量的空隙和孔洞。其孔隙率一般在1~15%之间。涂层中还伴有氧化物和夹杂。
从喷涂材料进入热源到形成涂层，喷涂过程一般经历四个阶段：1）喷涂材料被
加热(heating)、熔化(melting)；2）熔化的喷涂材料被雾化(atomizing)；
3）熔融或软化的微细颗粒的喷射飞行(accelerated)；
4）粒子在基体表面发生碰撞、变形、凝固和堆积(impacting&flatten)。
9.简单分析热喷涂涂层的结合机理？
涂层的结合包括涂层与基体表面的结合和涂层部的结合。涂层与基体的结合强度称为结合力；涂层部的结合强度称为聚力。涂层中颗粒与基体表面之间的结合以及颗粒之间的结合机理目前尚无定论：
1）机械结合——抛锚效应2）扩散-冶金结合3）化学－物理结合-----德华力等
10.热喷涂只要有哪几种喷涂工艺？各有什么特点？
火焰喷涂
火焰喷涂技术的基本特点是：①一般金属、非金属基体均可喷涂，对基体的形状和尺寸通常也不受限制，但小孔目前尚不能喷涂；②涂层材料广泛，金属、合金、瓷、复合材料均可为涂层材料，可使表面具有各种性能，如耐腐蚀、耐磨；耐高温、隔热等：③涂层的多孔性组织有储油润滑和减摩性能，含有硬质相的喷涂层宏观硬度可达450HB，喷焊层可达65HRC；④火焰喷涂对基体影响小，基体表面受热温度为200～250℃，整体温度约70℃～80℃，故基体变形小，材料组织不发生变化。
火焰喷涂技术的缺点：①喷涂层与基体结合强度较低，不能承受交变载荷和冲击载荷；②基体表面制备要求高；③火焰喷涂工艺受多种条件影响，涂层质量尚无有效检测方法。
丝材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、粉末火焰喷焊、棒材火焰喷涂、超音速火焰喷涂
（HVOF）爆炸喷涂、普通、高速、超音速丝材电弧喷涂、真空电弧喷涂、惰性气氛电弧喷涂、高频喷涂、线材电爆喷涂大气等离子喷涂、低压真空等离子喷涂、保护气氛等离子喷涂、水稳等离子喷涂、超音速等离子喷涂激光喷涂------激光喷涂、激光喷焊电弧喷涂的特点(1)热效率高(2)生产率高(3)喷涂成本低(4)涂层结合强度高(5)可方便地制备伪合金涂层
等离子喷涂：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。
11.热喷涂材料有哪几大类？热喷涂技术在新型材料开发方面可以做什么工作？
（1）根据热喷涂材料的不同形状，可以分为丝材、棒材、软线和粉末四类（2）根据喷涂材料的成分，可以分为金属、合金、瓷和塑料喷涂材料四大类（3）根据喷涂材料的性质以及获得的涂层性能，可以分为隔热材料，抗高温氧化材料，耐磨材料，耐腐蚀材料，自润滑减磨材料，导电、绝缘材料，黏结底层材料和功能材料八类
轧钢辊767起落架轴汽车气缸表面等离子喷涂瓷生物人造骨关节航空发动机有3000多处需要热喷涂表面长效防护火箭发射燃烧筒热障涂层造纸辊水轮机叶片汽轮机高度集成化和操作简单化(智能傻瓜型)节能、高效（喷涂速率和沉积效率）新型涂层材料的开发(非晶态、准晶态、纳米材料和金属间化合物)清洁生产非晶态涂层准晶态涂层纳米涂层金属间化合物涂层超混杂涂层(金属、聚合物、瓷层间交替)其它
12.镀层如何分类？怎样选择使用？
1）按使用性能可分为：①防护性镀层②防护-装饰性镀层③装饰性镀层④耐磨和减磨镀层⑤电性能镀层⑥磁性能镀层⑦可焊性镀层⑧耐热镀层⑨修复用镀层2）按镀层与基体金属之间的电化学性质可分为：阳极性镀层和阴极性镀层
3）按镀层的组合形式，可分为：单层镀层和复合镀层
4）按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及复合镀层选择使用：首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按基材的种类和性质，选用相匹配的镀层；另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层；此外，要考虑镀覆工艺的经济性。
13.金属电镀包括哪些基本步骤？说明其物理意义。
1）．传质步骤：液相中的反应粒子（金属水化离子或配合离子）向阴极表面传递的步骤，有电迁移、扩散及对流三种不同方式。2）．前置化学步骤：研究表明，直接参加阴极电化学还原反应的金属离子往往不是金属离子在电解液中的主要存在形式。在还原之前，离子在阴极附近或表面发生化学转化，然后才能放电还原为金属。3）．电荷转移步骤：反应粒子在阴极表面得到电子形成吸附原子或吸附离子的过程称为电荷转移步骤，又称为电化学步骤，这里主要发生电荷从阴极表面转移到反应粒子的过程，这是电沉积过程的重要步骤。4）．结晶步骤:吸附原子通过表面扩散到达生长点而进入晶格，或吸附原子相互碰撞形成新的晶核并长大成晶体。
14.电镀的基本原理？
是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法
机械工程材料期末考试 一．填空题（共30分，每空1分） 1．液态金属结晶的基本过程是形核与晶核长大。 2．铁素体（F）是碳溶于α-Fe 所形成的间隙固溶体，其晶格类型是：体心立方。 3. 检测淬火钢件的硬度一般用洛氏（HRC）硬度；而检测退火和正火钢件的硬度常用布氏（HRB）硬度。4．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5% 。5．16Mn钢是合金结构钢，其碳的质量分数是0.16% 。6．QT600-03中的“03”的含义是：最低伸长率为3% 。7. 钢与铸铁含碳量的分界点是：2.11% 。 8．贝氏体的显微组织形态主要有B上和B下两种，其中B下的综合性能好。9．钢的淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，马氏体晶粒越粗大，残余奥氏体的量越越多。 10．钢加热时A的形成是由A晶核的形成、A晶核向F和Fe3C 两侧长大、残余Fe3C的溶解、A的均匀化等四个基本过程所组成的。11．一般表面淬火应选中碳成分钢，调质件应选用中碳成分钢。13．碳钢常用的淬火介质是水，而合金钢是油。 14．T10钢（Ac1≈727℃，Accm≈800℃）退火试样经700 ℃、780 ℃、860 ℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+Fe3C ，Fe3C+M+Ar ，M+Ar 。 15．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+Fe3CⅡ （网状），P ，P+F 。得分 二．判断题（共10分，每小题1分）（正确√ 错误×，答案填入表格）1．在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。× 2．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。√ 3．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。√ 4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响
压强 马龙 第一课时 （一）教学目的 1．理解压力的概念，知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关。 2．掌握压强的概念，知道压强的计算公式，国际单位制中压强的单位及其意义，会进行压强的简单计算。 （二）教具 演示用：压力小桌，塑料泡沫，质量为200克的砝码2个，细砂、沙槽， 多媒体课件。 学生用：压力小桌，10×10×5厘米3的塑料泡沫，质量为200克的砝码1个（以上器材两人一组）。 （三）教学过程 一、新课引入 1．请同学们看投影图，猜一猜两人对雪的压力差不多，为什么一个人陷下去了，另一个人没有陷下去？ 2．请同学们观察自己的书包带子。想一想平时背书包时，觉得宽带子好，还是细带子好，为什么？ 对以上问题，可能同学们现在还不能得出正确结果，自己猜的是否正确，要经过事实来检验。同学们学习了本课的知识，就会得到满意的回答（板书课题：第十四章压强第一节压强）。 二、进行新课 1．请同学们观察下列各图中物体对表面的压力示意图。
同时请三位同学在黑板上画，三人各画一图（有意识地请能正确画出的同学，以便借此讲解压力的概念）。同学们作图时，教师可走到学生中去，来回巡视，了解学生作图中的错误。 2．学生停笔后，先讲评下面学生作图情况，然后评讲黑板上画的图，进行纠正，并用红色粉笔把压力突出出来。请同学们思考后举手回答，以上图中物体对受力表面的压力有什么共同特点？ 启发学生回答出：压力作用在受力面上，压力的方向跟受力面垂直，指向受力面。 3．教师重复一遍学生的回答（板书：压力：垂直压在物体表面上的力叫做压力。） 4．学生分组做课本图压力小桌的实验，并讲述压强的概念。 （1）介绍实验器材、实验步骤和要观察的现象。 首先照图甲做，观察压力小桌陷入塑料泡沫的深度。然后照乙图做，比较与甲图有什么不同，又有什么相同（受力面积不同，压力相同），观察压力小桌陷入塑料泡沫的深度。最后请同学们回答图下面的图注中提出的问题，并得出结论。（板书：“压力作用的效果跟受力面积的大小有关。”） （2）照图甲那样，放上一个砝码和放上两个砝码，想一想塑料泡沫受到的压力相等吗？ 塑料泡沫的受力面积相等吗？观察压力小桌陷入塑料泡沫的深度。实验后由学生得出结论。（板书：“压力作用的效果还跟压力的大小有关。”） （3）讲述压强的概念 压力作用的效果不仅跟压力的大小有关，还跟受力面积的大小有关。为了比较压力作用的效果，物理学中引入压强的概念（板书：压强）。 讲述：要比较压力作用的效果，应取相同受力面积上受到的压力，物理学中把单位面积上受到的压力叫做压强（板书这一定义）。 学生回答后教师总结：压强等于压力除以受力面积。 告诉学生，物理上用p表示压强，用F表示压力，用S表示受力面积。请学生在黑板上写出用字母表示的压强公式： （4）讲述压强的单位：在国际单位制中，力的单位是“牛顿”，面积的单位是“米2”，压强的单位是“牛／米2”（板书：压强的单位是“牛／米2”，又叫帕斯卡）。该单位读作“牛顿每平方米”，它有一个专门名称叫做帕斯卡，简称帕，帕斯卡是法国科学家，为了纪念他在物理学研究方面作出的贡献，以他的名字作为压强单位的名称。 1帕=1牛／米2，表示“每平方米面积上受到的压力是1牛顿”。
材料表面工程技术期中测试题 姓名： 一、名词解释 1.溅射镀膜： 2.分子束外延： 3.激光合金化技术： 4.物理气相沉积： 5.真空蒸镀： 6.热喷涂工艺： 7.气相沉积： 8.合金电镀： 9.腐蚀：10.电镀：11.堆焊：12.化学转化膜：13.表面工程技术： 14.磨损：15.极化：16.钝化：17.表面淬火：18.喷丸强化：19.热扩渗：20.热喷涂：21.热喷焊：22.电镀：23.化学镀： 二、填空题 1.钢件渗碳后，表面为（）钢，心部仍保持（）状态。再通过（）及（）工艺，可使渗碳件具有表面硬度高，耐磨损，心部硬度低，塑性和韧性好的特点。 2.感应加热表面淬火的原理是利用感应电流的（），（）和（）。 3. （）、（）和（）是衡量气体渗碳件是否合格的三大主要性能指标，它们基本决定了渗碳件的综合力学性能。 4.热喷涂时，熔滴撞击基材后扩展成（），撞击时的高能量有助于熔滴的扩展，但会因为（）和（）而停止扩展，并凝固成一种（）结构。 5.热扩渗时，渗剂元素原子扩散的机理主要有（）、（）和（）三种。 6.腐蚀按材料腐蚀原理分为（）和（）两种。 7.热喷涂时，当熔滴撞击基体并快速冷却凝固时，颗粒内部会产生（），而在基体表面产生（）。喷涂完成后，涂层内部残余应力大小与 （）成正比。 8.磨损分为（）、（）、（）、（）微动磨损、冲蚀（包括气蚀）磨损高温磨损。 9.离子镀膜是（）与（）相结合的一种镀膜工艺。 10.常用的热喷涂工艺方法有（）、（）和（）。
三、简答题 1．表面淬火技术与常规淬火技术有何区别？ 2．简述复合镀的原理和需要满足的基本条件？ 3．最基本的金属腐蚀的主要形式和金属材料腐蚀控制及防护方法？4．简述热喷涂涂层的形成过程。 5.简述离子镀膜的特点？ 7．简述CVD的沉积条件？ 8．简述等离子体热扩渗与普通气体热扩渗技术相比都有哪些基本特点？ 9.简述离子镀膜的特点？ 10.简述形成热扩渗层的基本条件？ 11.简述热扩渗层的形成机理？ 12.简述化学镀的原理与特点. 四、论述题 1.试述常用的热喷涂工艺方法及其基本特点? 2.试述热喷涂涂层结合的三种机理? 3.试述表面淬火和化学热处理的概念及区别？ 4.试述什么是堆焊？堆焊层有哪些特点？ 5.试述堆焊与一般焊接的区别及特性？ 6.试述物理与化学气相沉积原理，特点及分类? 7.试述几种典型表面淬火工艺及特点？
第一章 一、填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料；金属材料又可分为有色金属和黑色金属两类；非金属材料主要有无机非金属、有机非金属；复合材料是指。 2．金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性等；强度的主要判据有屈服点和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；洛氏硬度测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3．理解静拉伸试验过程和应力-应变曲线图。 二、判断题材料所受的应力小于屈服点σs时，是不可能发生断裂的。（×） 第二章 1 名词解释 晶体：指其原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度 变质处理：有意地向液态金属中加入某些变质剂以细化晶粒和改善组织达到提高材料性能的目的。 各向异性：在晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能的不同形核率：在单位时间内，单位体积中所产生的晶核 2 填空 三种常见的金属晶格体心立方，面心立方，密排六方。 晶体缺陷的形式包括点缺陷，线缺陷，面缺陷。 3 问答 1 简述形过冷度和难熔杂质对晶体的影响。 答：过冷度影响：金属结晶石，形核率和长大速度决定于过冷度。在一般的液态金属的过冷范围内，过冷度愈大，形核率愈高，则长大速度相对较小，金属凝固后得到的晶粒就愈细；当缓慢冷却时，过冷度小，晶粒就粗大。 难熔杂质的影响：金属结晶过程中非自发形核的作用王伟是主要的。所以某些高熔点的杂质，特别是当杂质的晶体结构与经书的晶体结构有某些相似时将强烈的促使非自发形核，大大提高形核率。 2 简述铸锭的组织结构特点。 答：铸锭是由柱状晶粒和等轴晶粒组成的，组织部均匀，不同形状的晶粒对性能由不同的影响。 3．凝固过程中晶粒度大小的控制。 答：主要有两种方法：1增大过冷度，2变质处理 第三章 1.金属塑性变形是在什么应力作用下产生的？金属的塑性变形有哪几种基本方式？它们之间有何区别 金属的塑性形变是在切应力的作用下产生的。金属的塑性形变有滑移和孪生两种形式。它们之间的区别是：1滑移是金属键一个个断裂，而孪生是孪生面上的键同时发生断裂；2孪生之后，虽然晶体结构为改变，但孪生的晶体的晶格位向已经发生改变。 2.塑性变形对金属的组织、结构和性能有哪些影响？ 组织结构影响：当工件的外形被拉长或者压扁时其内部的晶粒的形状也被拉长或压扁。 性能影响：强硬度提高，塑韧性降低，电阻增加，耐腐蚀性降低 3.什么叫再结晶？再结晶前、后组织和性能有何变化？ 当变形金属加热至较高温度，原子具有较大扩散能力时，会在变形最激烈的区域自发的形成新的细小等轴晶粒称为再结晶。再结晶前后组织上的变化是，在形变激烈能量高的地方形核。性能上的变
《工程结构》试题及参考答案 一、选择题（每题2分，共20分） 1．影响有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素是(D )。 I．剪跨比Ⅱ．混凝土强度 Ⅲ．纵向受拉钢筋配筋率Ⅳ．箍筋数量及强度 A．I、Ⅱ、ⅣB．I、Ⅲ、Ⅳ C．I、Ⅱ、ⅢD．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 2．一对称配筋的钢筋混凝土构件两端固定，由于混凝土收缩(未受荷载)(.B)。 A．混凝土中产生拉应力，钢筋中产生拉应力 B．混凝土中产生拉应力，钢筋中产生压应力 C．混凝土中产生压应力，钢筋中产生拉应力 D．混凝土中产生压应力，钢筋中产生压应力 3．无腹筋梁斜截面的破坏形态主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种。这三种破坏的性质是(A )。 A．都属于脆性破坏 B．都属于延性破坏 C．斜压破坏和斜拉破坏属于脆性破坏，剪压破坏属于延性破坏 D．斜拉破坏属于脆性破坏，斜压破坏和弯剪破坏属于延性破坏 4．其他条件相同，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度(指构件表面处)的关系 是（A）。 A．保护层越厚，平均裂缝间距越大，裂缝宽度也越大 B．保护层越厚，平均裂缝间距越小，但裂缝宽度越大 C．保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层越厚，裂缝宽度越大 5．根据预应力度对加筋混凝土结构进行分类时，当(A)时为钢筋混凝土结构。 A．λ=0 B．1﹥λ﹥0 C．λ≥1 6．提高梁斜截面抗剪强度最有效的措施是( C )。 A．提高混凝土标号B．加大截面高度 C．加大截面宽度 7．钢筋混凝土粱的受拉区边缘达到下述（D )时，受拉区开始出现裂缝。 A．混凝土实际的抗拉强度B．混凝土的抗拉标准强度 C．混凝土的抗拉设计强度D．混凝土弯曲时的极限拉应变值 8．当混凝土双向受力时，它的抗压强度随另一方向压应力的增大而( A )。 A．增加B．减小C．不变 9．混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层，取( C )至构件截面边缘的净距。 A．钢筋中心B．钢筋内表面C．钢筋外表面 10．受扭构件的配筋方式可为( B )。 A．仅配置抗扭箍筋 B．配置抗扭箍筋和抗扭纵筋 C．仅配置抗扭纵筋 D．仅配置与裂缝方向垂直的45°方向的螺旋状钢筋
系别：__________ 班次：____________ 姓名：___________ 学号：____________ 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。装。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。订。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。线。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 2008—2009学年第一学期 《工程材料》期末考试试卷(A) 注意：本试卷共四大题，总分100分，考试时间120分钟。本试卷适用于07模具班，共需印制61份。 1. 碳素工具钢的含碳量一般是在以下哪个范围之内（ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 2. 以下那种元素是9Mn2V 里不含的 （ ） A. C 元素 B. Ni 元素 C. Si 元素 D. Mn 元素 3. Cr12是以下哪种冷作模具钢的典型钢种 （ ） A. 高碳高铬冷作模具钢 B. 空淬冷作模具钢 C. 油淬冷作模具钢 D. 基体钢 4. 以下哪种模具钢的抗压强度、耐磨性及承载能力居冷作模具钢之首 （ ） A. 碳素工具钢 B. 火焰淬火冷作模具钢 C. 高速钢 D. DT 合金 5. 以下哪种钢号不属于热作模具钢的类型 （ ） A. 5CrNiMo B. 3Cr2W8V C. 4Cr5MoSiV D. 9SiCr 6. 高韧性热作模具钢的含碳量在以下哪个范围之内 （ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 7. 以下哪个钢种属于冷热兼用的模具钢 （ ） A. GR 钢 C.HD 钢 C. 012Al D.PH 钢 8. 以下哪个选项的塑料模具钢已列入了国家标准 （ ） A. 3Cr2Mo 和CrWMn B. CrWMn 和Cr12MoV C. 3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMo D. 3Cr2MnNiMo 和Cr12MoV 9. SM50属于以下哪种塑料模具钢 （ ） A. 预硬型塑料模具钢 B. 碳素塑料模具钢 C. 渗碳型塑料模具钢 D. 时效硬化型塑料模具钢 10. 以下哪种表面工程技术改变了技术表面的化学成分 （ ） A. 表面改性 B. 表面处理 C. 表面涂覆 D. 电镀技术 1.按照工作条件可将模具分为 、 、 。 2.塑料模具按其成型固化可分为 、 。 3.模具的失效形式主要有 、 、 、 、 。 4.塑料模具用钢系列有七大类，分别是 、 、 、 、 、 、 。 5.表面工程技术有三类，分别是 、 、 。 6.热作模具钢的主要失效形式是 、 。 7.铁碳合金相图中三种基本相是 、 、 。 1．硬度 2.模具失效 3. 延伸率 4. 二次硬化 5. 时效 一、选择题：请将唯一正确答案的编号填入答卷中，本题共10小题，每题2分，共20分。 三、名词解释：本题共5小题，每空3分，共15分。 二、填空题：本题每空1分，共25分。
第二节地球表面形态教学设计 【课标解读】“结合实例，分析造成地表形态变化的内、外力因素”。 从课标要求来看，教学活动的重心是地表形态的变化的原因分析，并能让学生从两方面认识地表形态。一是以运动、变化的观点看待地表形态，即地表形态一直处于不断地运动和变化之中。二是以综合的观点看待地表形态，即内力造就了地表形态的骨架，外力对地表形态骨架进行再塑造，我们所见到的地表形态是内、外力长期共同作用的产物。 【教材分析】本节教材通过对千姿百态的地形成因的“设问”入题，引导学生思考造成地表形态发生变化的力量的来源——内力作用和外力作用。然后从内力作用与地表形态、内力作用于地表形态两个方面加以展开，最后教材把人类活动作为一种特殊的外力作用，通过活动内容让学生了解人类活动对地表形态的影响。教材从学生的认知规律来安排教学内容，可以较好的促进学生的地理逻辑思维的形成。 教学过程： 【导入新课】 昨晚朦胧间我做了一个梦，梦见自己从哈尔滨乘坐飞机飞往海南三亚。飞机在云层上飞行，我顺窗俯视，祖国的大好河山尽收眼底。先后我看到了略微起伏的东北平原，烟波浩渺的渤海湾，接着又看到山东半岛，飞越长江、东南丘陵，越过琼州海峡抵达三亚。整个旅行过程中，领略了平原、海湾、半岛、河流、丘陵和海峡等千姿百态的地形地貌。突然心有疑问，这些地形地貌是怎么形成的？这些地形地貌是否以后就不变了呢？带着这些疑问，我们来学习本节课内容。 【板书】第二节地球表面形态 首先我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示，学生朗读，教师解读） 【学习目标】 （一）知识与技能 1、了解地表形态的变化时内、外力共同作用的结果； 2、了解板块构造学说，理解板块运动与宏观地形的关系； 3、了解地质构造的类型及其与地表形态的关系； 4、了解外力作用的表现形式及与地表形态的关系； 5、了解人类活动对地表形态的影响 （二）过程与方法 1、通过列表比较，了解内、外力作用的能力来源与表现形式； 2、运用板块构造学说的基本理论解释地理事物和地理现象的成因； 3、通过对地质构造示意图的阅读分析，学会简单的地质构造类型的判断和构造地貌的分 析； 4、以流水和风力作用为例，结合实例，分析外力作用对地表形态的塑造； 5、进行野外地质、地貌调查，能用所学的知识分析实际问题。 （三）情感态度与价值观 1、通过对板块构造学说发展的认识，培养探究科学的兴趣和献身科学的精神； 2、通过对地质构造实践意义的学习，培养利用自然，改造自然必须遵循自然规律的意思； 3、通过对一些内外力作用形成的自然景观图片的学习，培养欣赏美、鉴赏美得能力； 4、通过对人类活动与地表形态关系的认识，进一步树立人地关系和谐发展的思想。 【教学重点】
《路基路面工程》课程授课教案 课程编号：B03058 课程名称：路基路面工程/ 课程总学时/学分：64/4 （其中理论64学时，实验0学时，课程设计2周） 适用专业：土木工程（道路与桥梁工程方向） 一、课程地位 《路基路面工程》是土木工程专业路桥方向的一门必修的专业课。课程的主要特点是理论与实践并重，工程性较强,既要认真学习基本理论知识，又要注重工程实践。课程的目的是通过学习，使学生掌握路基路面工程的基本理论和基本知识，具有路基路面设计的基本能力。课程的任务，在于通过教学，培养学生灵活运用路基路面工程基本理论和基本知识，分析和解决路基路面工程实际问题的能力。 二、教材及主要参考资料 [1] 程培风等，路基路面工程，北京，科学出版社，2005年 [2] 万德臣，路基路面工程，北京，高等教育出版社，2005年 [3] 邓学均，路基路面工程，北京，人民交通出版社，2003年 [4] D30－2004，公路路基设计规范，北京，人民交通出版社，2004年 [5] 014－1997，公路沥青路面设计规范，北京，人民交通出版社，1997年 [6] D40－2002，公路水泥砼路面设计规范，北京，人民交通出版社，2002年 三、课时分配
四、考核方式与成绩核定办法 1. 考核方式：笔试 2. 成绩核定办法：期终考试占60﹪；平时成绩占20﹪；课程设计占20﹪； 五、授课方案 第一章绪论 1. 教学内容： （1）道路工程发展概况 介绍我国在公路自然区划、土的工程分类、路基强度与稳定性、高路堤修筑技术与支挡结构、软土地基稳定技术、岩石路基爆破技术、沥青路面结构、水泥混凝土 路面结构、柔性路面设计结构与方法、刚性路面设计结构与方法、半刚性路面结构、路面使用性能与表面特性及路面养护管理等方面取得的成绩。 （2）路基路面工程的特点 介绍路基路面工程的承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性能等特点。 （3）影响路基路面稳定的因素
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)。 11.合金电镀:在一个镀槽中，同时沉积含有两种或两种以上金属元素镀层称为合金电镀。 12.腐蚀:材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。 13.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。 14.堆焊:在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。 15.离子镀膜:真空蒸发镀膜:在真空室内，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体(基片/基板/衬底、工件)表面，凝结形成固态薄膜的方法。 16.化学转化膜:通过化学或电化学方法，使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观(形状及几何尺寸)的一类技术。 17.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、物理方法与工艺。 18.表面能:严格意义上指材料表面的内能，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。
工程制图课程教学大纲 课程编码： 学分：3 总学时：54 适用专业：非机械类各专业 一、课程的性质、目的与任务： 工程图学是研究工程与产品信息表达、交流与传递的学问。工程图形是工程与产品信息的载体，是工程界表达、交流的语言。 在工程设计中，工程图形作为构思、设计与制造中工程与产品信息的定义、表达和传递的主要媒介；在科学研究中，图形作为直观表达实验数据，反映科学规律，对于人们把握事物的内在联系，掌握问题的变化趋势，具有重要的意义；在表达、交流信息，形象思维的过程中，图形的形象性、直观性和简洁性，是人们认识规律、探索未知的重要工具。 本课程理论严谨、实践性强，与工程实践密切联系，对培养学生绘制和阅读机械工程图样的能力，掌握科学思维方法，增强工程和创新意识有重要作用。是普通高等院校本科专业重要的技术基础课程。同时，它又是学生学习后读课程不可缺少的基础。 本课程的主要任务是： （1）学习投影法（主要是正投影法）的基本理论及其应用。 （2）培养使用投影的方法用二维平面图形表达三维空间形状的能力。 （3）培养绘制（徒手绘图、尺规绘图和计算机绘图）和阅读机械工程图样的能力。 （4）培养空间想象能力和构思能力。 （5）培养工程意识，贯彻、执行国家标准的意识以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。 二、先修课程：计算机文化基础 三、教学基本要求： 本课程主要内容包括画法几何、制图基础、机械图和计算机绘图四部分，基本要求如下： （一）画法几何部分 学习用正投影法表达空间几何形体的基本理论和方法 1、投影的基本知识 了解投影法的基本概念、投影法的分类。 2、点、直线、平面的投影 （1）熟练掌握点、直线、平面在第一分角中的正投影特性和作图方法。 （2）熟练掌握直线上的点和平面内的点、线的作图方法。 （3）了解一般位置直线对投影面倾角的作图方法。 （4）了解两条直线相交、平行、交叉的投影特性和作图方法。 3、立体的投影 （1）熟练掌握棱柱和棱锥的多面正投影图作图方法和立体表面定点。 （2）熟练掌握正圆柱、正圆锥、圆球的多面正投影图作图方法和立体表面定点。 （3）掌握基本体被特殊位置平面切割后截交线的作图方法。 （4）了解基本立体表面相交时交线的作图方法。 （二）制图基础部分 1、制图基本知识 （1）了解并遵守《技术制图》、《机械制图》国家标准的基本规定 （2）掌握徒手绘图、尺规绘图的步骤和方法。
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5. 杠杆定律只适用于两相区。 ( ) 6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。 ( ) 7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。 ( ) 8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。 ( ) 9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。 ( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。 （ ） 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。并指出在室 温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？ 图1 2．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？ 五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2 分,共10分） 材料牌号应用零件热处理工艺 HT250 弹簧调质+氮化 Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效 7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火） 65Mn 冷冲模淬火+中温回火 38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分， 现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ①求该钢的含碳量；
《材料表面工程基础》课后习题目录及答案 1.材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展? 2.表面工程技术的目的和作用是什么? 3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科? 4.为什么会造成表面原子的重组？ 5.什么是实际表面？什么是清洁表面？什么是理想表面？ 6.常用的材料表面处理预处理种类及方法有哪些？ 7.热喷涂技术有什么特点？ 8.热喷涂涂层的结构特点是什么？其形成过程中经历了哪几个阶段？ 9.简单分析热喷涂涂层的结合机理？ 10.热喷涂只要有哪几种喷涂工艺？各有什么特点？ 11.热喷涂材料有哪几大类？热喷涂技术在新型材料开发方面可以做什么工作？ 12.镀层如何分类？怎样选择使用？ 13.金属电镀包括哪些基本步骤？说明其物理意义。 14.电镀的基本原理？ 15.共沉积合金的相特点有几种类型？ 16.电刷镀的原理及特点是什么？ 17.什么叫化学镀？实现化学镀过程有什么方式。 18.与电镀相比，化学镀有何特点？ 19.热浸镀的基本过程是什么？控制步骤是什么？其实质是什么？ 20.形成热浸镀层应满足什么条件？
21.简述钢材热镀铝时扩散层的形成过程。 22.热镀铝的优缺点怎样？ 23.表面淬火与常规淬火的区别：临界温度上移、奥氏体成分不均匀、晶粒细化、硬度高、耐磨性好、抗疲劳强度高。 24.表面淬火层组成：淬硬区、过渡区和心部区。 25.硬化层厚度的测定：金相法和硬度法。 26.喷丸强化技术原理、特点、应用围。 27.感应加热淬火原理、涡流、集肤效应。 28.工件感应加热淬火的工艺流程。 29.各种表面淬火的特点和应用围。 30.什么是表面工程？表面工程技术的作用是什么？ 31.金属离子电沉积的热力学条件是什么？金属离子从水溶液中沉积的可能性取决于什么？ 32.什么是热喷涂技术？试简述热喷涂的特点。 33.热喷涂的涂层结构特点是什么？其涂层与基体的结合机理是什么？一般的等离子喷涂层不可能形成太厚的涂层，为什么？而HVOF技术则可以获得10余毫米厚的超厚涂层，又是为什么？ 34.化学镀的基本原理是什么？有哪些特点？ 35.材料表面工程技术是我校材料科学的学科优势之一？你对于我校材料表面技术的发展有什么想法和建议？ 36.材料表面耐腐蚀的技术有哪些？我国规定煤矿系统的井筒井架、电力塔架、广播发射塔等必须要进行钢结构长效防腐处理。一般的寿命要求30～50年。请
化学微格教学教案 系别：化学系 专业：化学教育 班级：121班 姓名：王瑗 学号：2012121146
微格教学教案格式 班级：__121________科目：____高中化学____时间__2014.11.19__ 主讲人: _____王瑗_____指导老师：李鹏鸽
1分30秒【提问】展示一个实验装置：在硫酸 溶液中插入一个锌片和铜片，问大家 会看到什么现象？ 【再次提问】那如果我们用一根导线 将锌片和铜片连接起来，和原来会有 什么不同吗？ 【过度】很好，那我们再在导线中 接上一个电流表后发现，电流表指针 发生了偏转，说明有电流产生，是不 是也就验证了大家刚才的猜想。 【讲述】1.实验中铜片表面为什么有 气泡？2.流计指针为什么偏转？ 1.Zn、Cu用导线连接一同浸入稀硫酸 时，Zn比Cu活泼，易失去电子，电 子从Zn片流出通过导线流向Cu片， 电子定向移动形成电流，故电流计指 针有偏转。 2.溶液中的H+从Cu片获得电子，2H+ +2e-=H2，生成氢气，故Cu片表面有 气泡生成。 提问技能 提问技能 讲解技能 【回答】 锌表面会有气泡产 生，铜和硫酸不反 应。 导线是用来连接电 路的，应该有电流 吧 锌片逐渐溶解，铜 片上有大量气泡产 生。指针发生偏转， 产生电流。 对照书本，认真做 笔记。 从已学的知识一点一点 向新知识渗透，通过实 验装置的一点点变化， 引出原电池的装置，便 于学生的吸收，且让学 生在观察、分析、讨论 中发现问题、提出问题、 解决问题。 提高学生的分析、表达、 归纳能力。
附：板书设计 §4-4 原电池原理
材料表面工程教案 李远睿编写 重庆大学材料科学与工程学院 2005年4月 前言Foreword 金属材料表面工程学科是涉及范围较广的学科。总的目的是：在保证材料整体强度水平不降低的基础上设法应用不同的现代技术手段赋予材料表面各种所需要的性能。本课程在介绍了金属表面的有关基础知识后，结合国内外最新的资料和信息及老师的科研实践，分别讲解：表面准备、表面冷塑性变性强化、表面覆层强化，高能量密度表面强化与改性、表面淬火强化，化学热处理表面强化及表面特殊涂覆处理和表面复合处理技术等内容。由于在热处理工艺学中学习了表面淬火强化和化学热处理等方面的内容，则在本课程中不再详细讨论了。 一综述： 1．金属材料表面工程学的地位。 金属材料，特别是钢铁材料，目前仍旧是机械,设备和工程构件的主要材料。国内机械行业曾对114 个大型企业耗用材料的统计资料表明：钢铁材料占93.13%；有色金属占1.85%；非金属材料占5.2%。目前存在的主要问题是：材料消耗多、利用率低、质量欠稳定、制成的零部件或工程结构失效较早等。 2．机械零件失效的主要形式： a 塑性变形。原因是材料强度不足或过载使用； b 断裂。有韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂三种类型； c 磨损。按磨损机理分为磨料磨损、冲蚀磨损、粘着磨损和疲劳磨损四类，各类磨损又可以细分为更具体的一些形式。 d 腐蚀。在环境及周围介质作用下，对金属材料及零件的腐蚀。
在以上四种失效形式中，磨损、疲劳和腐蚀占80%以上。由现代理化手段分析后证实：失效通常是从材料的表面开始的，而且往往是因其表面性能不高所致。故研究金属材料的表面及其相应的强化方法有十分重要的意义。 二表面强化技术的分类及概况。 1．分类。通常按表面强化技术的性质分类，可以分为： a化学热处理表面强化；b表面淬火强化；c表面覆层（化成处理覆层、覆衬、CVP、PVD薄膜和热浸渗）强化及装饰；d表面冷塑性变形强化；e表面复合强化；f表面高能量密度改性与强化。 2．各类表面强化的概况。 a 化学热处理表面强化。即用渗入原子在材料表层内扩散而形成人工内污染层，以改变表层的化学成分为先决条件，再进行不同处理后赋与表面和内部不同的组织，从而具有不同性能的表面强化方法。例如：钢的渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、热浸渗和渗金属等等。 b 表面淬火。不改变材料的化学成分，只是因表层相变而产生的强化方法称为表面淬火。例如：高频、中频和表面感应加热淬火、火焰加热表面淬火、电子束、激光（Laser）束加热表面淬火等。 c 表面冷塑性变形强化。在金属材料的再结晶温度之下，使其表层发生冷塑性变形后达到表层加工硬化，弥补其表面轻微脱碳和细小缺陷并形成表层残余压应力的强化方法称为表面冷塑性变形强化。其显著作用就是提高金属材料及其制品的高周疲劳寿命，且材料本身强度愈高，其表面强化效果愈显著。表面冷塑性变形强化的方法有：表面滚压、内孔挤压和表层喷丸强化。其中，喷丸强化用得最普遍。 d 表面覆层强化及装饰。使金属表面获得特殊的覆盖层，以提高其耐磨、耐蚀、抗疲劳及装饰等目的工艺方法都称为表面覆层强化及装饰。它分为：表面镀膜，化成处理和表面覆衬。表面镀膜主要有物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和分子外延技术等；化成处理主要有：化学镀、电镀、发蓝、发黑、磷化和铝的阳极氧化等；表面覆层主要为热喷涂、热堆焊覆层（衬）和用玻璃和地沥清等覆衬于其表面，以达到耐热、耐蚀、防滑、修复尺寸和防腐等目的。 e高能量密度表面强化。以极高密度的能量作用于金属表面使其发生物理、化学变化，达到强化或表面改性的目的称为高能量密度表面强化。特点是：方法简单、时间短、变形小、高效率等，但设备复杂，造价高。采用：电子束、激光束、太阳能和高频冲击表面感应加热等。能量密度：以电子束和激光束提供的能量密度最高，可达到：
“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、物理方法与工艺。 表面能：严格意义上指材料表面的内能，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周期性不同于体内，但其化学成分仍与体内相同的表面。 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：洁净表面允许有吸附物，但其覆盖的几率应该非常低。洁净表面只有用特殊的方法才能得到。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，有吸引周围其它物质(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、涂层内颗粒之间的冶金结合，消除孔隙的表面处理技术。(喷焊) 堆焊：在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。
工程材料期末考试题
一、填空题（每空1分，共20分） 1.机械设计时常用抗拉强度和屈服强度两种强度指标。 2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。 3.屈强比是屈服强度与，抗拉强度之比。 4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。 5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。 6.根据组成合金的各组元之间的相互 2
作用不同，合金的结构可分为两大类： 固溶体和金属化合物。固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。 7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。 8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。 二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）（）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。(×，片状马氏体增多，板条马氏体减少) （）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷 3
奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。(×，组织形态和性能也不同) （）3.退火工件常用HRC标出其硬度， 淬火工件常用HBS标出其硬 度。(×，退火工件硬度用HBS 标出，淬火工件硬度用HRC标 出；) （）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。√； （）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。(5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。) （√；）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。 （√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度 4
《工程光学》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程中文名称：工程光学 2、课程英文名称：Engineering Optics 3、课程编号： 4、课程类别：专业必修课 5、选课对象：测控技术与仪器专业 6、开课学期：第5学期 7、课程学时：教学总学时：54；实验学时：12 8、课程学分：教学学分：3；实验学分：1 9、先修课程：普通物理、高等数学、工程数学 二、课程性质,目的与任务 工程光学是自动化测试与控制专业本科生必修课，是机械电子工程专业本科生的指定选修课，课程共十四章，上篇几何光学系统地介绍了几何光学的基本定律与成像理论、理想光学系统的光学参数与成像特性、平面与平面镜成像系统、光学系统中的成像光束限制、光度学的基本原理、光学系统的光线光路计算和像差基本理论、典型光学系统和现代光学系统的成像特性和设计要求。下篇物理光学详细地阐述了光的电磁性质、光在各向同性介质界面上的传播规律和光波的叠加与分析、光波的干涉和典型干涉装置与应用、光波的衍射和付里叶光学的基本原理、光的偏振及其在晶体中的传播、光的量子性和激光、光纤。 目的和任务：通过教学和实验要求学生掌握几何光学的基本定律、高斯光学原理；学会应用光线追迹方法进行光路分析及像差计算；掌握典型光学系统(放大镜,显微镜,望远镜,摄像/投影)的特性；掌握现代光学有关知识(傅里叶变换光学，激光光学，光纤光学，扫描光学及光电光学等)；掌握平行平板的双光束干涉和多光束干涉；掌握光波的单缝衍射、双缝衍射及多缝衍射的特点；了解光在不同介质表面的反射和折射规律（金属、透明介质及晶体）。本课程在注重论述光学基本原理的同时，结合工程实际,通过本课程的学习可较全面掌握光学基本理论和实际应用技术，使学生在学习过程中掌握工程光学的基本理论、计算，学会分析、设计光学系统；培养学生在掌握经典光学理论的基础上，对现代光学系统原理及成像特性有更进上步识，为进一步研究开发光学测试仪器打下基础。 三、主要教学内容 第一章： 几何光学基本定律与成像概念：几何光学基本定律，成像的基本概念，光路计算与近轴成像，球面光学成像系统。 第二章： 理想光学系统：理想光学系统与共线成像理论，基点与基面，物像关系，放大率，光学系统的组合，透镜。
现代表面工程与技术 Modern Surface Engineering and Technology 什么是表面工程？ 表面工程是将材料的表面与基体一起作为一个系统进行设计，利用各种表面技术，使材料的表面获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。 第一章表面技术概论 表面技术是直接与各种表面现象或过程相关的，能为人类造福或被人们利用的技术----宽广的技术领域。 一、使用表面技术的目的 1、提高材料抵御环境作用能力。 2、赋予材料表面功能特性。 3、实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件。 途径： 表面涂覆：各种涂层技术（电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、气相沉积、包箔、贴片）。 表面改性：喷丸强化、表面热处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理。 二、表面技术的分类 1、按作用原理 (1)原子沉积 电镀、化学镀、物理、化学气相沉积 (2)颗粒沉积 热喷涂、搪瓷涂敷 (3)整体覆盖 包箔、贴片 (4)表面改性 2、按使用方法 (1)电化学法 电镀、电化学氧化（阳极氧化） (2)化学法 化学转化膜、化学镀 (3)真空法 物理、化学气相沉积、离子注入 (4)热加工法 热浸镀、热喷涂、化学热处理、堆焊 (5)其它方法 涂装、机械镀、激光表面处理
三、表面技术的应用 1、广泛性和重要性 (1)广泛性 内容广 基材广 种类多 遍及各行业，用于构件、零部件、元器件，效益巨大 (2)重要性 ?改善耐腐蚀、磨损、氧化、疲劳断裂、辐照损伤 ?提高产品长期运行可靠性、稳定性 ?满足特殊要求（必不可少或唯一途径）
?生产各种新材料、新器件（在制备临界温度超导膜、金刚石膜、纳米多层膜、纳米粉末、纳米晶体材料、多孔硅中起关键作用；又是许多光学、微电子、磁性、化学、生物等功能器件研究和生产的基础） 2、在结构材料及构件和零部件上的应用 表面技术作用：防护、耐磨、强化、修复、装饰 3、在功能材料和元器件上的应用 制造装备中具独特功能的核心部件。 表面技术可制备或改进一系列功能材料及元器件 物理特性： ?光学 反射镜材料，防眩零件 ?热学 散热材料，耐热涂层，吸热材料 ?电学 表面导电玻璃，绝缘涂层 ?磁学 磁记录介质，电磁屏蔽材料，磁泡材料 化学特性： 分离膜材料 4、在人类适应、保护和优化环境方面的应用 (1)净化大气 原料、燃料→CO2、NO2、SO2 措施：回收、分解 方法：制备触媒载体（钯炭、铂炭、钌炭、铑炭） (2)净化水质 制备膜材料，处理污水、化学提纯、水质软化、海水淡化 (3)抗菌灭菌 TiO2（粉状、粒状、薄膜状）可将污染物分解 ?当光照射半导体化合物时，并非任何波长的光都能被吸收和产生激发作用，只有能量E满足式(1)的光量子才能发挥作用。 ?光子波长 h-普朗克常数，4.138×10-15 eV·s； c-真空中光速，2.998×1017 nm/s 锐钛型TiO2的Eg = 3.2eV ?在TiO2粒子表面上，有还原作用；产生氧化作用。 在界面处的还原作用：