石家庄铁道大学表面工程考试重点级完整版.doc

《表面工程》答案 若发现有错误相互转告 一.名词解释 爆炸喷涂：是火焰喷涂技术中最复杂的一种，利用氧和可燃性气体的混合气，经点火后在喷枪中爆炸，利用脉冲式气体爆炸的能量，将被喷涂的粉末材料加热、加速轰击到工件表面而形成涂层。 电弧喷涂：电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离，并在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，将蒸发物质或其反应物沉积在基片上的方法。 (热阴极)和吸引热电子的辅助阳极，其间形成低电压、大电流的等离子体弧柱,吸收正离子从而溅射成膜。 磁控溅射：在二极溅射中增加一个平行于靶表面的封闭磁场，借助于靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域来增强电离效率，增加离子密度和能量，从而实现高速率溅射的过程。粘着磨损又称咬合磨损，它是指滑动摩擦时摩擦副接触面局部发生金属粘着，在随后相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒从零件表面被拉拽下来或零件表面被擦伤的一种磨损形式。 1、简述冶金结合界面与、扩散结合界面及化学键结合界面的概念、特点 （1）冶金结合界面：覆层与基材是通过处于熔融状态的覆层材料沿半熔化状态的基材表面向外凝固结晶而形成的。 特点：结合强度高，金属键结合，承载大，不易剥落。 （2）扩散结合界面：两个固体直接接触，通过抽真空、加热、加压、界面扩散和反应等途径所形成的结合界面。 特点：覆层与基材之间成分梯度变化。 （3）化学键结合界面：覆层材料与基材之间发生化学反应，形成成分固定的化合物时，两种材料的界面就称为化学键结合界面。如Ti合金表面气相沉积形成TiN和TiC薄膜。 特点：结合强度较高，但界面的韧性较差，易发生脆性断裂或剥落。 2、简述影响材料磨粒磨损的因素。 1、磨粒特性的影响 （1）磨粒硬度的影响 Ha----磨粒硬度， Hm---材料硬度； Ha/Hm1 软磨粒磨损，磨损率低 Ha/Hm1.2 硬磨粒磨损，硬度增加对磨损影响不大； 1Ha/Hm1.2，磨损率随Ha/Hm?，磨损率?； （2）磨粒形状的影响 尖锐 多角 圆粒 （3）磨粒粒度的影响 磨粒在临界尺寸以下时，磨损率随尺寸增加急剧增加；超过这一尺寸时，其增大的幅度显著降低。 2、材料力学性能的影响 3、材料微观组织的影响 4、工况和环境条件的影响 3、什么是化学腐蚀？简述其基本原理？ 化学腐蚀：金属在干燥的气体介质中或不导电的液体介质中发生的腐蚀，腐蚀 过程无电流产生。 基本原理：裸金属与干燥空气或氧接触→表面形成氧分子的物理吸附层→ 稳定的化学吸附膜→通过膜层再与基体起反应→ 扩散。 4、简述高速电弧喷涂的原理与特点。 原理：根据气体动力学的有关原理，采用雾化空气通过缩-放喷管的方案来提高雾化气流的速度，实现高速 电弧喷涂。 特点： 粒子速度显著提高 涂层的结合强度显著提高 涂层的孔隙率低、耐磨耐蚀性好 喷涂枪的通用性强 5、简述电弧喷涂的原理与特点 原理：在两根金属丝之间产生电弧，因电弧产生的热使金属丝逐渐熔化，熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面 而形成涂层。 特点： （1）热效率高 （2）涂层结合强度高 （3）可方便地制造合金涂层； （4）喷涂效率高，成本低； 6、简述热喷涂工艺对涂层材料的基本要求。 1、涂层材料必须满足设计特性，工艺及设备的要求； 2、涂层材料具有良好的物理性能及稳定性； 3、涂层材料应是无剧毒性和无产生爆炸的可能性. 7、简述热喷焊工艺的特点 1、热喷焊组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高, (结合强度是热喷涂的10倍），可形成几毫米厚的涂层; 2、热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材比热喷涂窄得多； 3、热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多； 4、热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定差别； 8、与真空蒸镀相比，溅射镀膜的特点。 1、结合力高；溅射沉积到基片上的粒子能量比蒸发时的能量高50倍，它们对基片有清洗和升温作用。 2、容易得到高熔点物质的膜。 3、可以在较大面积上得到均一的薄膜。 4、容易控制膜的组成。 5、可以长时间地连续运转；易实现连续化、自动化作业和规模化工业生产。 6、有良好的再现性。 7、几乎可制造一切物质的薄膜。溅射镀膜时靶材(膜料)无相变，化合物成分稳定，合金不易分馏 8、但是，由于溅射时要使用高电压和气体，所以装置比较复杂，薄膜易受溅射气氛的影响，薄膜沉积速率也较低。 9、此外，溅射镀膜需要事先制备各种成分的靶，装卸靶不太方便，靶的利用率不太高等。 9、简述摩擦与磨损的定义和分类。 1、摩擦：相互接触的物体相对运动时产生的阻力。 分类：（1）干摩擦