第2章 表面工程技术的物理、化学基础［ppt课件］.pptVIP

*;第2章 表面工程技术的物理、化学基础;*;*; 晶体表面是原子排列面，有一侧无固体原子的键合，形成了附加的表面能。从热力学来看，表面附近的原子排列总是趋于能量最低的稳定态。达到这个稳定态的方式有两种： 一是自行调整，使表面原子排列情况与材料内部明显不同； 二是依靠表面的成分偏析、表面对外来原子（或分子）的吸附以及这两者的相互作用而趋于稳定态，因而使表面组分与材料内部不同。;*; 清洁表面—零件经过清洗(脱脂、浸蚀等)以后的表面。 洁净表面的“清洁程度”比清洁表面高。 ;*;*;*;*;*;*; 在温度相当于0K时，表面原子结构呈静态。可认为表面原子层是理想平面，其中的原子作完整二维周期性排列，且不存在缺陷和杂质。 ; TLK物理意义在于晶体表面各种缺陷浓度的高低，将直接影响表面扩散速度以及物理、化学吸附过程的进行。;*;*;任何气体在其临界温度以下，都会被吸附于固体表面，即发生物理吸附。但并不是任何气体在任何表面上都可以发生化学吸附。物理吸附和化学吸附有时会同时发生。 对于一个洁净的金属表面，化学吸附是连续进行直到饱和的过程，由于化学吸附是单层吸附，也就是说，当化学吸附由局部覆盖金属表面直至整个表面完全被单分子层覆盖时，化学吸附便达到饱和，化学吸附终止，进一步输入气体分子时，则可能发生物理吸附或者发生化学反应形成某种化合物。 ;*;*;*;*;莱宾杰尔效应在生产中的应用及危害;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*; 如果金属材料表面的某一部分与另一固体的表面形成缝隙(一般在0.025~0.1mm范围内)，不论另一固体是同种金属还是异种金属，或其它非金属材料，处于缝隙中的金属表面就会遭受严重的腐蚀破坏，这种金属腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。;*;*;*;*;*;*;*;*;*;采取正确的热处理制度(对奥氏体不锈钢采用固溶处理＋稳定化处理)； 固溶处理：将钢加热至1050-1150℃，使碳化物充分溶解，然后水冷，获得单相奥氏体组织。 稳定化处理：主要用于含Nb或Ti的钢，一般在固溶处理后进行。将钢加热到850-880℃，使铬的碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不会溶解，然后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳化钛充分析出，于是碳几乎全部形成碳化钛，不太可能形成碳化铬，因而可有效阻止晶间腐蚀的产生。 ;*;*;*;第二阶段为腐蚀裂纹发展期，微观裂纹形成后，裂纹尖端的应力集中，使其附近区域屈服变形，微观滑移再次破坏尖端表面膜，使尖端又一次加速溶解。这一过程连续交替进行，裂纹便不断向深处发展。 第三阶段为材料的破坏，随着裂纹扩展阶段的进行，拉应力逐渐增大，由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生长导致腐蚀断裂。 ;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;锈层的成分和结构一般分为两层，外层为疏松易剥落的附着层，内层为结构致密、附着性好的氧化物层，它具有一定的保护性能。 有人分析锈层结构，认为耐大气腐蚀钢与普通钢相比，它们的锈层都是由γ-FeOOH，α-FeOOH 和Fe3O4组成。而耐大气腐蚀钢之所以耐蚀，是因为锈层与基体金属之间有一层粘附性好、致密、富集Cr、Cu、P合金元素的非晶态氧化物层，其厚度为50～100μm。;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;在被保护设备上连接一个电位更负的金属作为阳极，例如钢设备上连接锌，它与被保护金属在电解质溶液中形成大电池，电流由阳极经过电解液而流入金属设备，并使金属设备阴极极化而得到保护，这种方法称为牺牲阳极保护法。 ;*;*;*;*