材料表面技术.docx

《材料表面技术》复习纲要常见问题1. 机械磨光和机械抛光作用有何不同?磨光会消耗被磨材料，抛光不会消耗被抛材料。磨光是除去宏观缺陷，抛光只是提高表面光洁度，微观缺陷。抛光的光亮度比磨光更高更亮。2. 总结除油（有机溶剂除油、化学除油、水基清洗剂除油、电解除油）的基本配方和特点，为什么电解除油速度比化学除油快？有机溶剂除油：配方：有机烃类，有机氯化烃类特点：有机溶剂适应性宽，无论动物性，植物性，矿物油都可以溶解。除油速度快。除油难以彻底，故多用于油污严重的工件。化学除油：配方：碱性溶液加乳化剂特点：设备简单，操作容易，成本低，无毒也不会燃，但需要加热。水基清洗剂：配方：表面活性剂的水溶液特点：与化学除油相比，减少了加热的能源消耗，与溶剂除油相比避免了燃料消耗。 无毒，无刺激性气味，改善劳动条件。电解除油：配方：氢氧化钠，碳酸钠等特点：电解除油速度比化学除油快得多，除油彻底。答：电解除油主要通过镀件表面电解产生的氢气，氧气剥离作用，再加上除油剂的辅助效果达到除油效果。而化学除油主要依靠除油剂除油。3. 工件进行镀前预处理的作用是什么？有哪些镀前预处理工序，在生产过程中应该怎样使用？预处理工艺流程的一般原则。电镀的一般预处理工艺流程。1.为了后期的镀层工艺更加顺利和良好的进行。2.整平（磨光，抛光等），除油（电解，化学等），浸蚀（浸在酸中），表整（表面调整，表面活化（酸，浸蚀）等）3.强浸蚀前应先除油。工件表面矿物油，磨光膏等过多时，应先有机溶剂除油，再利用化学或电解补充除油。 应重视水洗。酸洗液的不同浓度，温度，种类对钢铁件有不同的浸蚀作用。弱浸蚀前最好先进行一次电化学除油。表整永远是最后一道工序。绝不能把酸性物质带入氰化电镀液中，会产生氢氰酸（剧毒）。4.4. 如何能使镀层金属离子发生还原反应，沉积出金属？要使电极反应成为还原反应，必须使其发生阴极极化，向工件通入阴极电流，只有当阴极电位ECE析，（金属的析出电位）这种金属才有可能在阴极表面沉积出来。5. 如何使组成合金的两种或两种以上的金属在阴极电位下共同析出？为什么标准电位相差较大的金属离子的合金电镀不能完全采用调整金属离子浓度的方法进行？1.要使各组分金属共同析出，阴极电位必须降低到各组分金属的析出电位以下。（两种金属析出电位相近）2.如果相差太大，析出电位较正的金属将优先沉积，甚至完全排斥析出电位较负金属的沉积。6. 在浓差极化控制下电镀，镀层质量往往不能符合要求。为什么？为什么金属离子的还原反应的过电位大才能形成结晶细致的镀层？1. 浓差极化是是由于溶液中的物质扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化。若扩散速度很慢，则扩散到电极表面的反应粒子立即发生反应，从而使电极表面附近反应粒子浓度为零，这时浓差极化叫做完全浓差极化，这时电极上的电流密度出现最大值，叫做极限电流密度。只有在高电流密度下浓差极化才占据主导地位。这时整个电极过程的速度被浓差极化控制着，使得阴极附近金属离子严重缺乏，造成氢气析出，导致阴极附近PH值上升，产生一些金属氢氧化物或碱式盐，他们以胶体的状态吸附在电极表面上，并夹杂在镀层中，形成空洞、麻点、疏松、烧焦等。2.这是因为细小的晶粒只有在比平衡电位负的电位下才是稳定的。过电位的绝对值愈大，晶核愈容易形成，晶核尺寸愈小，愈有利于形成大量细小晶粒。7. 电解液的分散能力、覆盖能力和整平能力的测试方法。分析影响电解液分散能力的因素？1.分散能力：Haring槽实验法，弯曲阴极法。覆盖能力：内孔法，凹穴法，直角阴极法。整平能力：旋转圆盘电极法，旋转铜丝电镀法。2.电化学因素，主要包括电解液的导电性，阴极反应的极化性能，电镀工艺参数等。 几何因素，包括阴极和阳极的形状及其排布，镀槽形状，尺寸，相对位置等。8. 阴极极化性能对镀层质量的影响，怎样测量极化曲线？增大阴极极化的途径有哪些？1.2.测量阴极极化曲线可以用恒电流法，也可以用恒电位法。测出阴极极化电流密度和与之对 2应的阴极极化电流的数值，在Ei坐标系或Elgi坐标系中将其关系表示出来，就得到阴极极化曲线。3.提高阴极电流密度。络合剂和添加剂的使用。9. 单盐电解液和络盐电解液的各自特性、优缺点及适用范围。为什么络盐电解液电流效率比单盐电解液低？1.单盐：成分简单，成本较低。阴极电流效率很高。废水处理简单。可以利用较大的阴极电流密度。络盐：阴极极化性能强，而且主要表现为电化学极化，所以镀层结晶细致，镀液分散能力好。2.由于阴极还原反应的平衡电位降低，副反应速度比较大，故电流效率比单盐电解液低。10. 附加盐、添加剂等在电解液中的作用。附加盐：增加溶液的导电性。提高阴极极化作用。扩大阴极电流密度范围。促进阳极溶解。防止金属盐水解。缓冲作用。添加剂：11. 镀层外观、厚度、结合力、内应力、耐蚀性、孔隙率、硬度、脆性