表面工程重点整理最新版

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资源描述

1、表面化合物的特点2、物理吸收和化学吸收的相同不同点(P19)3、辉光放电放点区域:从阴极到阳极可将辉光放电分为三个区域:阴极放电区,正柱区,阳极放电区。4、离子镀膜和溅射镀膜、等离子体。5、摩擦的分类及影响因素6、电镀P(109)7、电化学腐蚀金属腐蚀定义:金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏称为金属腐蚀。根本原因在于其热力学上的不稳定性即,金属及其本身较其某些化合物原子处于自由能较高的状态。8、离子注入(打印PPT)9、化学热处理的类型与特点(P175或者网上的相关PPT)10、真空蒸发镀膜真空蒸发设备主要部分:1.真空系统:为蒸发过程提供真空环境2.蒸发系统:放置蒸发源的装置,以及加热和测温装置3.基板及加热系统:该系统是用来放置硅片或其它衬底,对衬底加热及测温装置缺点(1)坩埚、加热元件以及各种支撑部件可能造成污染;(2)电阻加热的加热功率和加热温度受到限制(3)不适用于高纯和难熔物质的蒸发12、膜分类13、薄膜制备方法化学气相沉积ChemicalVaporDeposition(CVD):把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物的单质气体供给基片,利用加热、等离子体、紫外光以及激光等能源,借助气相作用或在基板表面的化学反应(热分解或化学合成)生长要求的薄膜。物理气相沉积:PhysicalVaporDeposition(PVD)在真空条件下,用物理的方法,将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子,并通过气相过程,在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜。包括蒸发沉积(蒸镀)、溅射沉积(溅射)和离子镀等。14、热喷涂定义:热喷涂技术是使用某种方式的热源,使喷涂材料加热至熔融或半熔融状态,用高压气流将其雾化,并以一定速度喷射到经过预处理的零件表面,从而形成涂层的技术。原理:利用热源将喷涂材料融化或软化,借助热源本身动力或外加的压缩空气流,将喷涂材料雾化成微粒,形成快速的离子流,然后喷射到基材表面获得表面涂层。虽然热喷涂方法多,但喷涂过程、涂层形成和涂层结构基本相同1、种类——主要根据热源分类气体燃烧热源:线材火焰喷涂、棒材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、粉末火焰喷涂气体放电热源:电弧喷涂、等离子喷涂、等离子喷焊电热热源:电容放电喷涂、感应加热喷涂爆炸热源:燃气重复爆炸喷涂、线材电爆喷涂激光热源:激光喷涂、激光喷焊、热喷涂特点—是一种对材料表面改性的重要手段,与其他表面技术相比有其自己与众不同的特点,热喷涂方法多。热喷涂材料种类广泛。金属及其合金、陶瓷、塑料、尼龙以及他们的复合材料都可用作喷涂材料。基体材料使用范围广。几乎所有的固体材料表面都可以热喷涂,一般也不受零件尺寸及场地的限制,即可进行大面积喷涂,也可进行局部喷涂。基体材料受影响小。喷涂时可使基体控制在较低温度,所以基体变形小,组织和性能变形小,保证了基体质量基本不受影响。涂层厚度可以控制。涂层厚度从几十微米到几微米,可根据要求确定。操作环境较差。存在粉尘、盐雾和噪音等问题,因此需要加强防护措施。涂层结合原理——包括涂层与基材的结合(结合力)及涂层之间的结合(内聚力)。15、电镀锌的特点1、抗腐蚀性好,结合细致均匀,不易被腐蚀性气体或液体进入内部。2、由于锌层比较纯,无论在酸或碱环境底下都不易被腐蚀。长时间有效的保护钢体。3、经铬酸钝化后形成各种颜色使用,可根据客户喜爱挑选,镀锌美观大方,具有装饰性。4、锌镀层具有良好的延展性,在进行各种折弯,搬运撞击等都不会轻易掉落。16、渗金属的特点与渗非金属相比,金属元素的原子半径大,不易渗入,渗层浅,一般须在较高温度下进行扩散。金属元素渗入以后形成的化合物或钝化膜,具有较高的抗高温氧化能力和抗腐蚀能力,能分别适应不同的环境介质。18、磨损类型任一工作物质,由于表面相对运动而产生的物体损失。(1)并不局限于机械作用,如:随同化学作用而产生的腐蚀磨损、界面放电作用而引起物质转移的电火花磨损、由于伴同热效应而造成的热磨损等现象等;(2)强调磨损是相对运动中所产生的现象,比如橡胶表面老化、材料腐蚀等非相对运动中的现象不属于磨损研究的范畴;(3)发生在物体工作表面材料上,其它非界面材料的损失或破坏,不在磨损范围之内;(4)磨损是不断损失或破坏的现象,损失包括直接耗失材料和材料的转移,破坏包括产生残余变形,失去表面精度和光泽等。说明磨损过程是连续的,有规律性的。(5)单方磨损,双方磨损。魔粒磨损:由于硬颗粒或硬突起物使材料产生迁移而造成的一种磨损。课堂讨论:摩擦和磨损有什么区别和联系?哪一个更复杂?新汽车的发动机都要经过一段时间的跑和,跑和主要属于哪种磨损机理?人体内移植的髋关节,采用钛合金制造,使用一段时间后金属离子进入人体体液,这是什么磨损机理?19、大气腐蚀三、影响大气腐蚀的因素1、临界湿度2、温度3、大气成分1)SO2—Fe/Zn/Cd2)海盐颗粒(NaCl)(吸湿作用,增大了薄膜液膜层的电导;Cl-有很强的侵蚀性。)3)固体颗粒(灰尘)(本身具有腐蚀性:铵盐,提高电导、酸度;无腐蚀性但能吸附腐蚀性物质:碳颗粒吸附SO2,在水膜中形成H+溶液;无腐蚀性也不吸附腐蚀性物质:沙粒落在金属薄膜形成缝隙而凝聚水分,形成氧浓差腐蚀。)防止大气腐蚀的措施:1、提高材料耐腐蚀性2、使用涂层和金属镀层-油漆、锌镀层3、气相缓蚀剂、暂时性保护涂层亚硝酸二环己胺、凡士林4、降低大气湿度-加热空气、冷冻除水、吸湿剂(活性炭、硅胶、氯化钙)RH50%,~30%,尤其库房中5、合理设计,减少大气污染等24、金属钝化理论25、浓差极化:以Zn2+的阴极还原过程为例。当电流通过电极时,由于阴极表面附近液层中的Zn2+被还原沉积到阴极上,因而降低了它在阴极附近的浓度。如果本体溶液的Zn2+来不及补充上去,则阴极附近液层中Zn2+的浓度将低于它在本体溶液中的浓度,就好像是将此电极浸入一个浓度较小的溶液中一样,而通常说的平衡电极电势都是指相应本体溶液的浓度而言,显然,此电极电势将低于其平衡值。这种现象称为浓差极化。用搅拌的方法可使浓差极化减小,但由于电极表面扩散层的存在,故不可能完全除去。26、堆焊层组织结构:焊缝的一次组织近似铸锭的组织结构,因冷却太快,主要形成柱状晶组织,等轴晶组织较少。基体金属或焊层金属在冷却过程中会有相变发生,热会引起基体金属晶粒的长大,发生二次结晶。只要晶格相同,基体金属和焊缝金属的熔合区就有相容性。而且只要熔合区没有组织的畸变,金相组织类型相同的异种金属接头、晶界的吻合也是清晰的。对于组织类型不同的钢,熔合区内出现一种晶格过度到另一种晶格的单原子层,过渡期总存在一定应力。异种金属堆焊时熔合区内会发生异扩散,在焊缝金属融合线附近形成一个化学成分变化不大的扩散过渡层。常用堆焊材料——铁基、镍基、碳化钨基和铜基等。常用方法:氧-乙炔堆焊,焊条电弧堆焊,埋弧堆焊,气体保护和自保护明弧堆焊震动电弧堆焊,电渣堆焊,等离子弧堆焊。30、固体界面31、界面32、吸附现象

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