表面工程学-复习资料

第一章绪论

1．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、结构和性能的化学、物理方法与工艺。

2．表面工程技术内涵：

（1）表面改性技术。能够提高零部件表面的耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性能，或使材料表面具有特殊功能（磁性能、光电性能）的有关技术。

（2）表面加工技术。能在单晶硅表面制作大规模集成电路的光刻技术、离子刻蚀技术。

（3）表面合成技术。借助各种手段在材料表面合成新材料的技术，离子注入制备或合成新材料。

（4）表面加工三维合成技术将二维表面加工累积成三维零件的快速原型制造技术。

（5）上述几个要点的组合或综合

3．表面工程技术的分类：

（1）表面改性技术：表面组织转换技术、表面涂镀技术、表面合金化和掺杂技术（2）表面微细加工技术

（3）表面加工三维成型技术——快速原型制造

⑷表面合成新材料技术

4.表面工程技术功能：

①提高耐腐蚀、耐磨性、耐疲劳、耐辐射性能，表面自润滑性；

②实现表面自修复性（自适应、自补偿、自愈合），生物相容性。

第二章表面工程技术的物理化学基础

1.理想表面：无限晶体中插进一个平面，将其分成两部分后所形成的表面，并认为半

无限晶体中的原子位置和电子密度都和原来的无限晶体一样。

2.洁净表面：尽管材料表层原子结构的周期性不同于体内，但如果其化学成分仍与体

内相同，这种表面就成为洁净表面。

3.清洁表面：指零件经过清洗（脱脂、浸蚀等）以后的表面，与洁净表面必须用特殊

的方法才能得到不同。

4.典型固体界面分类：

（1）基于固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面

（2）基于固相组织或晶体结构差异形成的界面

（3）基于固相宏观差异形成的界面：冶金结合界面、扩散结合界面、外延生长界面、化学键结合界面、分子键结合界面、机械结合界面

5.物理吸附和化学吸附的区别：P12 表2-1

6.摩擦分类（实际工作条件差别）

干摩擦，边界润滑摩擦、流体润滑摩擦、滚动摩擦

7.固体润滑覆膜分类：

（1）粘结固体润滑膜

（2）化学反应法固体润滑膜

（3）电镀和气相沉积方法形成固体润滑膜

8.影响固体材料粘着磨损性能的因素：

（1）润滑条件或环境。许多金属在经过切削或磨削后，洁净表面在5min内就产生了一层5~50分子的氧化膜，它在防止粘着方面有重大作用。良好的润滑条件更是降低你粘着磨损的重要保障。

（2）硬度。材料的硬度越高，耐磨越好。

（3）晶体结构和晶体的互溶性。其他条件相同时，密排六方的材料摩擦系数、磨损率最低，面心立方次之，体心最大。

（4）温度。间接影响。T↑，硬度↓，摩擦副互溶性↑，磨损加剧

9.磨粒磨损过程的影响因素：

（1）磨粒硬度。Ha（磨粒硬度）/Hm（材料硬度）<1.0，软磨粒磨损，磨损速率很低；Ha/Hm>1.2,硬磨粒磨损，增加Ha对速率影响不大；1.0

（2）磨粒形状和粒度。磨粒<临界尺寸，磨损率随磨粒尺寸↑而↑；尖锐型磨粒>多角形>圆形磨粒（磨损速率）

（3）材料力学性能与微观组织。同硬度条件，A、B耐磨性优于P、M；夹杂、内部缺陷使磨损过程中更易产生剥落，大大降低耐磨性。

（4）工况和环境条件。湿磨损由于能起到润滑、冷却作用，磨损率稍有下降；在腐蚀介质和高温条件下，磨损速率↑↑

10.腐蚀分类：

（1）按原理分：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，无电流产生）和电化学腐蚀（金属在导电的液态介质中因电化学作

用产生的腐蚀，有电流产生）

（2）按环境不同：湿蚀、干蚀和微生物腐蚀

（3）按腐蚀形态不同：全面腐蚀和局部腐蚀

第三章

1．机械性清理：借助机械力出去材料表面上的腐蚀产物、油污及其他各种杂物，以获得清洁表面的过程，就称为机械性清理

2．喷砂或喷丸：以压缩空气或机械离心力为动力，将石英砂、铁砂、钢珠或其他硬质材料喷射或抛射材料表面，利用冲击力和摩擦力来清理材料表面的方法

3．脱脂方法：化学脱脂、有机溶剂脱脂、水剂脱脂、电化学脱脂

第四章

1．表面淬火技术：采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到A

C3(亚共析钢)或者A

C1

（过

共析钢）之上，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，就称为表面淬火技术

2．表面淬火技术分类：感应加热淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火

3．表面淬火技术与常规淬火技术的区别：

（1）提高加热速度将使钢的相变点温度Ac

3与Ac

cm

大幅度提高，但使Ac1温度升高有限。

快速加热还可以使A晶粒及其中的亚结构显著细化。材料经表面淬火后的硬度值比普通淬火后的要高

（2）快速加热下渗碳体难以充分溶解，形成的A成分也相当不均匀。它们包括未溶碳化物、高碳偏聚区、贫碳区。表面淬火处理之前需要经行预先热处理（调质、正火、球化退火处理），是碳化物或自由铁素体均匀、细小的分布，以便有利于快速加热时奥氏体的均匀化。

4．受控喷丸对材料表面形貌与性能的影响：

（1）对材料表面硬度影响一般地，弹丸强度或者动能越大，则变形层深度越大，喷丸后零件的表面硬度也越大，弹丸的硬度越高，喷丸强化层深度越深；其他条件相同时，被喷丸零件的硬度越高，则喷丸强化层越浅

（2）对表面粗糙度影响受控喷丸以后的零件表面痕迹不同于切削加工表面，痕迹没有方向性，有利于增加零件的疲劳强度

（3）对疲劳寿命与康应力腐蚀能力影响可以提高材料的疲劳寿命和抗拉应力腐蚀能力；对纯铁、1Cr18Ni9Ti不锈钢、20、45钢、40Cr、60Si2Mn钢喷丸后，疲劳强度提高14%~47%，40Cr、60Si2Mn提高幅度最大。

第五章热扩渗

1.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，

形成合金层的工艺，就称为热扩渗技术

2.渗层形成机理：

（1）产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面

（2）建立热扩渗所必需的浓度梯度

（3）扩渗层生长

4．影响气体渗碳工艺的主要因素：

（1）温度和时间

（2）渗碳气氛

（3）钢的化学成分

5．气体渗碳的主要形式：

（1）滴注式气体渗碳

（2）吸热式气氛渗碳

（3）氮基气氛渗碳

6．气体渗氮：将氮渗入钢件表面的过程称为气体渗氮

7．碳氮共渗：520~580o c以渗碳为主氮碳共渗：780~930o c以渗氮为主

8．碳氮共渗是一种表面硬度高、耐磨损、抗疲劳、尺寸变形小的热扩渗工艺；与渗碳相比，碳氮共渗的疲劳强度、耐磨性、耐蚀性、抗回火稳定性等都更高。

9．液体热扩渗：将工件浸渍在熔融液体中，使表面渗入一种或几种元素的热扩渗工艺方法称为液体热扩渗。

10．液体热扩渗根据工艺特点可以分为盐浴法、热浸法、熔烧法。

11．固体热扩渗：把工件放入固体渗剂中或用固体渗剂包裹工件加热到一定温度保温一

段时间，使工件表面渗入某种元素或多种元素的工艺过程。

12．固体热扩渗特点：设备简单，渗剂配置容易，可实现多种元素的热扩渗，适用于形状复杂的工件，并能实现局部热扩渗；但能耗大，热效率和生产销率低，工作环境差，工人劳动强度大，渗层组织和深度都难以控制。

13．等离子体热扩渗：利用低真空中气体辉光放电产生的离子轰击工件表面，形成热扩渗层的工艺过程。

14．等离子体热扩渗的特点：热扩渗速度快、可控制热扩渗层组织、使易氧化或钝化的金属能进行有效热扩渗、易实现工艺过程的计算机控制。P86

第六章热喷涂、喷焊与堆焊技术

1．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。

2．热喷涂技术的特点：可在各种基体上制备各种材质的涂层；提提温度低；操作灵活；

涂层厚度范围宽。

3．热喷涂工艺方法：火焰喷涂工艺；电弧喷涂工艺；等离子喷涂工艺；爆炸喷涂和超音速火焰喷涂工艺。

4．如何选择热喷涂工艺：

a.涂层结合力要求不高，喷涂材料熔点低于250o C时，选择火焰喷涂工艺；

b.工程量大的喷涂，采用电弧喷涂工艺；

c.涂层性能要求高，喷涂高熔点材料时，采用等离子喷涂工艺；

d.结合强度高、孔隙率低的金属以及金属陶瓷，采用超音速火焰喷涂工艺。

5．常用热喷涂材料：金属热喷涂材料；陶瓷热喷涂材料；塑料热喷涂材料；热喷涂用复合粉末材料。

6．热喷涂技术的应用

a．喷涂耐蚀涂层。采用热喷涂技术可以喷涂耐各种介质腐蚀的保护涂层，如锌、铝、不锈钢、镍合金、蒙乃尔合金、青铜、氧化铬陶瓷涂层等；

b．喷涂耐磨涂层。热喷涂技术应用于喷涂机械零件表面的耐磨涂层，延长零件的使用寿命，或修复磨损失效的机械零件。如在汽轮机转子、活塞环、主动齿轮轴颈等滑动磨损部位，喷涂各种铁基或镍基耐磨和金涂层。

c．喷涂耐高温涂层。热喷涂技术用于改善机械零件的抗高温氧化性能。如超音速火

箭喷涂Cr

3C

2

—NiCr涂层，在900以下是非常好的耐磨涂层；采用热障涂层隔离

金属基体与高温环境，可以有效保持金属构件的力学性能。美国在“探险者”卫星表面喷涂氧化铝保护层；

d．喷涂功能涂层。热喷涂技术应用于电气工业中，如喷涂屏蔽涂层，用于消除电磁波和无线电波的干扰，同时清除静电放电火花；

e．喷涂成型。采用热喷涂制造机械零件，如采用电弧喷涂制造冲压塑料和皮革制品件模具、等离子喷涂陶瓷或耐火金属喷嘴、雷达整流罩。

7．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，这就是热喷焊技术。

8．热喷焊技术特点：

a．热喷焊层组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高；

b．热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材范围比热喷涂窄得多；

c．热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多；

d．热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一差别。

第七章电镀和化学镀

1．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。

2．镀层按性能分类：

a．防护性镀层

b．保护装饰性镀层

c．功能性镀层

3．电镀溶液基本组成

a．主盐：析出金属的易溶于水的盐类；

b．缓冲剂：能保持溶液的pH值在要求范围内；

c．添加剂：影响金属离子在阴极上析出的成分。

4．合金电镀：在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致镀层的过程叫做合金电镀。

5．化学镀：又称无电解镀，指在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。

6．复合镀按沉积方法分类：

a．以微粒子为弥散相，是指悬浮于镀液中进行电沉积或化学沉积，称为弥散沉积法；

b．离子大或重时，让粒子先沉积于基体表面，再用析出金属填补粒子间隙的方法称为沉积共析法；

c．把长纤维埋入或卷缠于基体表面后进行沉积的方法称为埋置沉积法。

习惯上把弥散沉积法和沉积共析法称为复合镀，把埋置沉积法称为纤维强化复合镀。第八章转化膜与着色技术

1．转化膜技术：通过化学或电化学方法，是金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观的一类技术。

2．转化膜形成方法：将金属工件浸渍于处理溶液中，通过化学或电化学反应，使被处理金属表面发生溶解并与处理溶液发生反应，在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。

3．转化膜的性质和用途：

a．用于防护和装饰

b．提高涂膜与基体的结合力

c．耐磨减摩

d．适用于冷成型加工

e．电绝缘性

4．着色技术：采用化学或电化学方法赋予金属表面不同的颜色并保持金属光泽的工艺。第九章涂装技术

1.涂料的组成

a．成膜物质：成膜物质时组成涂料的基础，具有粘结涂料中其它组分形成涂膜的功能，并对涂料和涂膜的性质其决定性作用；

b．颜料：颜料一般为微细的粉末状有色物质，是有色涂料的一个主要组分，它使涂膜呈现色彩，并具有一定遮盖被涂物件表观的能力，以发挥其装饰和保护作用。

颜料还能增强涂膜的力学性能和耐蚀性能，或者为涂膜提供某一种特定功能，如防腐蚀、导电、防延燃等。

c．助剂：助剂，也称辅助材料组分，是涂料的一个组成部分。助剂不能单独成膜，只可作为一个组分存在于涂膜中，以对涂料或涂膜某一特定方面的性能起改进作用。

d．溶剂：溶剂作用是将涂料的成膜物质溶解或分散为液态，以便易于施工，施工后又能从薄膜中挥发至大气中，从而使液态薄膜形成固态的涂膜。

第十章气相沉积技术

1．物理气相沉积：在真空条件下，以各种物理方法产生的原子或分子沉积在基材上，形成薄膜或涂层的过程。

2．真空蒸镀时，薄膜形成机理有核生长型、单层生长型和混合生长型。

3．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。

4．影响蒸镀过程的状态与参数：

A．真空度理想条件下希望尽量减少蒸汽原子与气体分子间的碰撞，使他们到达基材表面后又足够的能量进行扩散迁移，形成致密度高的纯膜，提高呈膜质量。

一般真空蒸镀中的真空度要达到10-2~10-4 Pa.

B．基材表面状态①表面清洁度：油膜乙醇类物质会污染膜且使结合力显著降低；②表面温度：基材温度低有利于膜的凝聚形成，但不利于提高膜与基材的

结合力；③基材表面的晶体结构：基材为单晶体，镀膜也会沿原晶面成长为单

晶膜。

C．蒸发温度通常将蒸发物质加热，使其平衡蒸发气压达到几帕以上。材料的蒸气压P与温度T关系：lgP=A-B/T A B是与材料性质有关的常数。

D．蒸发和凝结速率纯金属或者单质元素的蒸发和凝结速率情况最简单。

E．基材表面与蒸发源的空间关系蒸镀膜的厚度分布由蒸发源与基材表面的相对位置以及蒸发源的分布特性决定。

5．溅射机理：

1)靶材原子脱离晶格，克服表面势垒，直接发生溅射，并在基材上成膜。

2)靶材原子产生原位振动，并波及周围原子时靶材温度升高。

3)靶材原子出现反冲，使周围原子碰撞位移，并如此反复出现多次反冲现象，称

为级联碰撞。结果使部分反冲原子到达靶材表面并逸出，完成溅射过程。

6．常用溅射方法

表面工程学试题2带答案

表面工程学试题2带答案 《表面工程学》期末考试试卷适用班级：( 卷) 考试时间：小时 三、判断题 1．喷涂材料在热源中被加热过程和颗粒与基材表面结合过程是热喷涂制备涂层的关键环节 2．等离子喷涂中，等离子气体流量直接影响焰流的温度，所以应选择高工作电压和高的工作电流。 一、填空题 1. 当θ90°时，称为；当θ =180时，称为完全不润湿。 2. 热喷涂技术可应用于喷涂耐腐蚀涂层、涂层和耐涂层。 3. 金属的电沉积包括液相传质、和电结晶步骤。 4. 表面清理中常用的清理工艺过程为：脱脂→水洗→→水洗→→水洗。 5. 金属腐蚀的基本原理是形成，其中极腐蚀。 6. 真空蒸镀薄膜的形成机理有核生长型、型和混合生长型。二、选择题 1．化学镀的关键是____B___的选择和使用，从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的___过程。 A 氧化剂氧化－还原 B 还原剂电化学 C 氧化剂氧化 D 还原剂还原 2．下面说法正确的是__A___

A 电刷镀需要直流电，并在一定电压下才能工作 B 电刷镀被消耗的那个电极要不断补充，电刷镀才能继续进行 C 刷镀工艺中的电净过程和活化过程都不需要接电源 D 一般活化液呈碱性，电净液呈酸性 3．哪一个不是激光表面合金化的主要优点___D__ A 可控制加热深度 B 能局部合金化 C 快速处理中能有效利用能量 D 比用其他方法得到的镀层更耐腐蚀 4．热浸镀中助镀剂的主要作用是__A___ A 防止钢铁腐蚀，降低熔融金属的表面张力 B 除去金属表面的氧化物和锈 C 除去金属表面的油污和杂质 D 钝化金属 5．大气腐蚀的速度的受到多种因素的影响，但主要的影响因素不包括：_D__ A 大气的成分 B 大气的湿度 C 大气的温度 D 大气的流动速度 第 1 页共 4页 3．在正式电刷镀前要对基体表面进行预处理，主要有用电净液电解刻蚀和活化液除油。 4.真空蒸镀时要把材料加热熔化使其蒸发或升华，有些合金或化合物会因此分解产生新的物质，所以真空蒸镀属于化学气相沉积。5. 保护大气还原法热浸镀不需要对工件进行碱洗、酸洗和水洗。四、名词解释 1．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

材料科学与工程专业解析

材料科学与工程专业解析

材料科学与工程专业解析 材料科学与工程是最近美国研究生申请的热门专业，其申请人数虽然不及电气工程、计算机科学等科目，但申请人数一直在上升，今天小编就为大家介绍有关材料科学工程专业申请的相关信息，希望对大家的申请能有所帮助。 学科简介 材料科学与工程(Materials Science and Engineering)是一个多学科领域，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它是研究

时间不长，研究成果多，申请难度比较大，专业的回报率还是比较高的。 高分子材料的应用十分广泛，比如轮胎、液晶电视、甚至防弹衣、航天飞机上都能用到高分子材料。值得注意的是：化学工程专业下也有高分子方向，化学背景的学生有相关的课程背景也是可以申请材料专业下高分子方向的。 金属材料 Metallic Materials 金属材料是最传统的材料，如钢铁材料、非晶态合金、结构金属材料、功能金属，它们的微观结构对材料力学和物理性能影响，合金中不同成份比例对材料硬度、韧性、拉伸强度的影响。现在对于金属材料的研究多与纳米材料以及复合材料相结合。注意：国内冶金材料专业的学生比较适合学习金属材料方向或材料加工方向，但是材料加工方向的设置相对较少。 无机非金属材料 Ceramic Materials 主要研究水泥、玻璃、光导纤维、非金属矿、绝缘材料、功能陶瓷如压电陶瓷，由于陶瓷材料

耐高温、耐磨、硬度大在无机非金属材料中应用最广泛。这几年无机非金属材料要比金属材料发展迅速，尤其是陶瓷方面竞争比较激烈。 计算材料科学 Computational Materials Science 这是一种工程技术手段，主要用计算机模拟以及分子动力学的方法进行材料结构、特征模拟、复杂材料的统计力学、大分子材料理论。具体研究内容例如：电子结构和焊接、原子协议、电子材料的缺点及微观结构、结构和位相转变、光子及电子机械内部和外部结构的反应。该方向对于学生的课程背景(计算机课程)要求比较严格，且必须要有相关的项目背景。 电子、光学、磁性材料 Optical、Electronic and Magnetic Materials 主要研究光学与光谱学、液晶、聚合物二级管、光电池和光子晶体、半导体材料和装置、磁存储器、磁性薄膜及磁性发电机装置、压电晶体的表面和界面特性。这个方向竞争最激烈，由于现在社会朝微电子方向发展，所以就业前景非常乐观。近年来这个方向申请的人数逐渐增加，并

材料科学与工程专业简介

材料科学与工程专业简介 材料科学与工程专业简称材料专业。 大千世界中的材料无所不包、无处不在。吃、穿、住、行，每个人每天会碰到诸如金属、橡胶、磁性、光电等众多材料，小到一根针、一张纸、一个塑料袋、一件衣服，大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空，处处都有材料科学的身影。 材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业。该专业以材料学、化学、物理学为基础，主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。事实上，人类文明发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。 材料科学与工程专业依据各地区的发展历史，专业教学的侧重点略有不同。比如，材料专业中材料可以分为金属、无机非金属、高分子材料等。辽宁省各个高校由于历史沿乘的原因，多以金属材料为主。金属材料包括钢铁、有色金属及新型金属材料。 各高校材料专业学生，在大学二年级下学期会接触到本专业课程。主要的专业课程有：材料科学基础、金属学、金属学与热处理、材料力学性能等。 在专业课学习之前，需要学习一些涉及化学、机械的相关课程。 比如：工程制图、机械设计、电工电子技术、普通化学、物理化学等。

材料专业的学生除了需要掌握材料的相关知识和技能，还需掌握机械、电子等知识及技能。 材料专业学生除了要掌握课程内容外，还需掌握建模软件、有限元分析软件、科学分析软件等工具。 就业去向 材料科学与工程专业的毕业生多从事工艺、技术、质检、检验、研发等工作。除此之外，还有从事采购、高精尖大型设备的技术售后等工作。职业发展较好，由于材料专业的特点，使得材料专业的用处存在于产品的研发、性能的保障、产品的质量检验等重要的核心环节中，从业人员可快速展现自己的专业优势。

完整版材料科学与工程专业建设规划

材料科学与工程专业建设规划材料科学与工程学院材料工程系 2005．9 1 材料科学与工程专业建设的目标 1.1 专业建设基本思路 加快教改步伐，通过课程体系建设、加强实践教学环节的调控、科研素质的培养来大力推进专业学科建设，拓宽专业覆盖面，全面推进素质教育，显著提高教学质量和科研水平，建成基础厚实、特色突出、实力较强的专业。 1.2 专业建设整体目标 通过5 年乃至更长时间的建设与发展，打造出特色、优势专业，建设成高水平学科，培养出高素质创新型人才。 (1)科学合理地定好自己的位置，确定好人才培养类型和层次。在专业性质上加强材料科 学与工程基础、侧重材料制备和表征训练，以现代科学与工程体系为主干构建专业和组织教学，培养“厚基础、宽专业、高素质、强能力、具创新精神、面向生产第一线的优秀工程型人才”。 (2)专业方向紧密结合产业科技进步需要、地方经济及区域经济的发展需要(尤其是高新技术产业的发展需要)。 (3)突出优势，保持和发展自己的办学特色和专业方向特色，提高办学水平。 ( 4)以教学内容和课程体系改革为中心，以培养目标和培养模式改革为重点，辅以实践教学改革、教学方法和教学手段改革，全面推进、整体优化。形成特色鲜明的人才培养模式、教学计划、课程体系与教学内容。 (5)强化学生大工程意识的培养与训练，培养适应2l 世纪时代特征要求的创新性人才，为 我国材料产业的产品更新换代、产业科技进步作出贡献。 (6) 把专业建设和学科建设结合起来，通过若干年的努力，打造出特色品牌专业，建设成高水平学科，培养出高素质、创新型人才。 2 材料科学与工程专业建设措施 2.1 建立具有特色的人才培养模式 (1)以新的人才培养观确立了本专业的人才培养目标 在专业建设和教学改革的探索和实践中，我们进一步认识到转变教育思想和教育观念以及树立新的人才培养观的重要性。高等工程教育应从“授技型”向“育才型”转变，从单纯传播知识向全面培养学生的能力转变，从狭窄的专业技术教育向提高学生的综合素质转变，应将工程专业技术人员应具有的爱国主义、集体主义、社会责任感、奉献精神、大工程观念、市场经济观念、开拓创新精神、独立深入学习获取知识的能力、分析解决工程技术问题的能力的培养贯穿于整个教育过程之中。 (2)建立起了新的人才培养模式——两段式、三平台、多专业方向 两段式人才培养模式——三年的基础教育阶段和一年的专业技术教育阶段的人才培养过程；基础教育阶段的三级教学平台——通式教育基础教学平台，大学科基础教学平台，按一级学 科设置专业基础教学平台；多专业方向。 2.2 以“大学科、大材料、大工程”的人才培养观，以创新的思路构建起了新型课程体系 21 世纪人才需求对高等教育提出了新要求，我们必须树立素质是前题、能力是关键、知识是载体的新型人才观，以“大学科、大材料、大工程”的意识，以创新的思路构建起新型课程体系。注重课程体系的整体优化，充分发挥知识平台和课程群（教学模快）的整体功能作用。如何做到厚基础，在工作中我们体会到，

表面工程学试题2带答案

《表面工程学》期末考试试卷（B） 适用班级： ( 卷) 考试时间： 1.5小时 一、填空题（每题2分共20分） 1.当θ<90°时，称为润湿；当（θ=0°）时，称为完全润湿；当θ>90°时，称为（不润湿）；当θ =180时，称为完全不润湿。 2.热喷涂技术可应用于喷涂耐腐蚀涂层、（耐磨）涂层和耐（热障）涂层。 3.金属的电沉积包括液相传质、（电化学还原）和电结晶步骤。 4.表面清理中常用的清理工艺过程为：脱脂→水洗→（化学浸蚀）→水洗→（中和）→水洗。 5.金属腐蚀的基本原理是形成（原电池），其中（阳）极腐蚀。 6.真空蒸镀薄膜的形成机理有核生长型、（单层生长）型和混合生长型。 二、选择题（每题2分共10分） 1．化学镀的关键是____B___的选择和使用，从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的___过程。 A 氧化剂氧化－还原 B 还原剂电化学 C 氧化剂氧化 D 还原剂还原 2．下面说法正确的是__A___ A 电刷镀需要直流电，并在一定电压下才能工作 B 电刷镀被消耗的那个电极要不断补充，电刷镀才能继续进行 C 刷镀工艺中的电净过程和活化过程都不需要接电源 D 一般活化液呈碱性，电净液呈酸性 3．哪一个不是激光表面合金化的主要优点___D__ A 可控制加热深度 B 能局部合金化 C 快速处理中能有效利用能量 D 比用其他方法得到的镀层更耐腐蚀 4．热浸镀中助镀剂的主要作用是__A___ A 防止钢铁腐蚀，降低熔融金属的表面张力 B 除去金属表面的氧化物和锈 C 除去金属表面的油污和杂质 D 钝化金属 5．大气腐蚀的速度的受到多种因素的影响，但主要的影响因素不包括：_D__ A 大气的成分 B 大气的湿度 C 大气的温度 D 大气的流动速度 三、判断题（每题2分共10分） 1．喷涂材料在热源中被加热过程和颗粒与基材表面结合过程是热喷涂制备涂层的关键环节（√）2．等离子喷涂中，等离子气体流量直接影响焰流的温度，所以应选择高工作电压和高的工作电流。 （×）3．在正式电刷镀前要对基体表面进行预处理，主要有用电净液电解刻蚀和活化液除油。（×）4.真空蒸镀时要把材料加热熔化使其蒸发或升华，有些合金或化合物会因此分解产生新的物质，所以真空蒸镀属于化学气相沉积。（×） 5. 保护大气还原法热浸镀不需要对工件进行碱洗、酸洗和水洗。（√） 四、名词解释（每题5分共25分） 1．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。 2．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。 3．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) 4. 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。 5.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。 五、简答题（每题7分，共35分） 1、表面工程技术的特点与意义； 答：表面工程技术具有一般整体材料加工技术不具备的优点。 1）主要作用在基材表面，对远离表面的基材内部组织与性能影响不大。因此，可以制备表面性能与基材性能相差很大的复合材料。 2）采用表面涂(镀)、表面合金化技术取代整体合金化，使普通、廉价的材料表面具有特殊的性能，不仅可以节约大量贵重金属，而且可以大幅度提高零部件的耐磨性和耐蚀性，提高劳动生产率，降低生产成本。 3）可以兼有装饰和防护功能，有力推动了产品的更新换代。 4）表面薄膜技术和表面微细加工技术具有微细加工功能，是制作大规模集成电路、光导纤维和集成光路、太阳能薄膜电池等元器件的基础技术。 5）二维的表面处理技术已发展成为三维零件制造技术（生长型制造法），不仅大幅度降低了零部件的制造成本，亦使设计与生产速度成倍提高。 第 1 页共4页第2 页共 4 页

表面工程学-复习资料

第一章绪论 1．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、结构和性能的化学、物理方法与工艺。 2．表面工程技术内涵： （1）表面改性技术。能够提高零部件表面的耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性能，或使材料表面具有特殊功能（磁性能、光电性能）的有关技术。 （2）表面加工技术。能在单晶硅表面制作大规模集成电路的光刻技术、离子刻蚀技术。 （3）表面合成技术。借助各种手段在材料表面合成新材料的技术，离子注入制备或合成新材料。 （4）表面加工三维合成技术将二维表面加工累积成三维零件的快速原型制造技术。 （5）上述几个要点的组合或综合 3．表面工程技术的分类： （1）表面改性技术：表面组织转换技术、表面涂镀技术、表面合金化和掺杂技术（2）表面微细加工技术 （3）表面加工三维成型技术——快速原型制造 ⑷表面合成新材料技术 4.表面工程技术功能： ①提高耐腐蚀、耐磨性、耐疲劳、耐辐射性能，表面自润滑性； ②实现表面自修复性（自适应、自补偿、自愈合），生物相容性。 第二章表面工程技术的物理化学基础 1.理想表面：无限晶体中插进一个平面，将其分成两部分后所形成的表面，并认为半 无限晶体中的原子位置和电子密度都和原来的无限晶体一样。 2.洁净表面：尽管材料表层原子结构的周期性不同于体内，但如果其化学成分仍与体 内相同，这种表面就成为洁净表面。 3.清洁表面：指零件经过清洗（脱脂、浸蚀等）以后的表面，与洁净表面必须用特殊 的方法才能得到不同。 4.典型固体界面分类： （1）基于固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面 （2）基于固相组织或晶体结构差异形成的界面 （3）基于固相宏观差异形成的界面：冶金结合界面、扩散结合界面、外延生长界面、化学键结合界面、分子键结合界面、机械结合界面 5.物理吸附和化学吸附的区别：P12 表2-1 6.摩擦分类（实际工作条件差别） 干摩擦，边界润滑摩擦、流体润滑摩擦、滚动摩擦 7.固体润滑覆膜分类： （1）粘结固体润滑膜 （2）化学反应法固体润滑膜

怎样选专业之材料科学与工程专业

怎样选专业之材料科学与工程专业 对于考生和家长来说，报考一个合适的专业，就要全面的了解不同专业学什么、适合什么人学、就业前景如何。新浪教育为大家分享一些大学生对常见专业的介绍，通俗易懂。以下是材料科学与工程专业的介绍。 804材料类80401材料科学与工程 我毕业于清华大学(分数线,专业设置)，本科和研究生学的都是材料科学与工程专业，今天应高考填志愿看看通邀请说下这个专业。 专业概述 材料科学与工程专业属于工科专业，这个专业算是材料类的一个总括专业吧，你在学校发的那个志愿填报指南上肯定还能看到有材料物理、材料化学、金属材料、无机非金属材料等等专业名称。材料科学与工程这个专业基本就是以上那些材料类专业的总括。那些方向的知识我们都会学习一些，但是学习内容也不是很深入。 因为专业囊括知识太多，所以很多学校是有具体倾向方向的，就比如说我们清华就含材料物理与化学、材料加工工程、无机非金属材料、金属材料及复合材料等方向。一般大学都会在“材料”这个大背景下，再细分专业方向。比如大二学完基础知识之后，绝大多数学校就会让学生们进行专业方向的选择：你到时候可以选的专业方向有金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等等，到时候选了哪个就专攻哪个方向。 专业详解

说了这么多那究竟什么是材料科学与工程？可能一看到材料科学与工程这个专业，大部分人的第一反应是“一头雾水”。的确，与其他诸如“电子信息”、“计算机”、“物流工程”等一眼就可以看出“研究什么”的专业相比，“材料”这一概念显得相当的宽泛。 但其实这个专业理解起来也很简单的，观察一下我们生活的周围，你会发现处处都可以看到材料专业知识的影子。举些例子你就明白了： 你坐在家里看电视——电视机显示图像的元器件还有遥控器里的发信号装置是什么做的？是电子信息材料和光电材料。 电视看腻了出门逛街要坐车，汽车是什么做的？车外壳是金属材料；挡风玻璃是非金属材料，可能是有机的，也可能是无机的；车内饰是橡胶材料。 逛街累了要回家做饭，买好晚饭的食材，到了超市购物要付钱，纸币是有机木纤维加油机印刷油墨印制的，硬币是金属材料冲压制成的。OK，你不用现金而选择刷卡，信用卡是什么做的？有机聚合物材料，还有磁性材料。 买好东西拎着袋子回家，用的是现在大力提倡的环保可降解塑料袋——这是有机生物材料…… 你想吧，生活中这么多材料的影子，总得有人去详细的研究了解各种材料的性质以后才能更好更合理的开发利用吧？比如汽车外壳、挡风玻璃的材料怎么才能更坚固？塑料袋用哪种材料设计才能更环保？我们材料科学与工程的学生就是研究这个的。

表面工程学

名词解释： 1、表面工程学：为满足特定的工程要求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结构和性能的化学、物理方法与工艺。 2、理想表面:是一种想象的平面，在无限晶体中插进一个平面，将其分为两部分后所形成的平面，并认为半无限晶体中的原子位置和电子密度都和原来的无线晶体一样。 3、洁净表面：虽然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。 4、清洁表面：一般指零件经过清洗（脱脂、浸蚀等）以后的表面。 5、TLK模型：基本思想是在温度相当于0K时，表面原子结构呈静态。表面原子层可以认为是理想的平面，其中的原子作完整二维周期性排列，且不存在缺陷和杂质。当温度从0K升到T时，由于原子的热运动，晶体表面将产生低晶面指数的平台、一定密度的单分子或原子高度的台阶、单分子或原子尺度的扭折以及表面吸附的单原子及表面空位等。 6、固体表面的吸附包括物理吸附和化学吸附。吸附是固体表面最重要的性质之一。 7、莱宾杰尔效应：因环境介质的影响及表面自由能减少导致固体强度、塑性降低的现象。 8、润湿：液体在固体表面铺展的现象。 9、脱脂的方法：化学脱脂、有机溶剂脱脂、水剂脱脂、电化学脱脂。 10、表面淬火技术：采用特定的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，然后使其快速冷却并发生马氏体变化，形成表面强化层的工艺过程。 11、受控喷丸：是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、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。 12、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。 13、电镀：是指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，以欲镀金属或其他惰性导体为阳极，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、化学镀：在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。 15、钝化：金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。 16、磷化：金属表面与锰、锌等磷酸盐溶液发生化学反应，在其表面形成一层难容磷化膜的工艺。 17、发蓝处理：钢铁的化学氧化。 18、涂料主要是由成膜物质、颜料、溶剂、助剂四部分构成。 19、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。 20、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，消除空隙的技术。 简答题; 1、转化膜区别于电镀层、化学镀层或有机镀层的是什么？ 基体金属发生溶解、参与反应；形成的是难溶的化合物膜层；不改变金属外观。 2、电镀和化学镀的区别。 原理上区别就是电镀需要外加的电源和阳极，而化学镀是依靠在金属表面所发生的自催

表面工程学复习题总结

1，摩擦磨损与腐蚀 摩擦：相互接触的物体相对运动时产生的阻力，称为摩擦。 按实际工作的条件的差别，可以将摩擦分为四类，即干摩擦，边界润滑摩擦，流体润滑摩擦和滚动摩擦。 磨损：指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。 按照磨损机理的不同，可将磨损分为粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损，微动磨损，冲蚀磨损和高温磨损。最基本的是粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损和腐蚀磨损。 腐蚀：就是材料与环境介质作用而硬气的恶化变质或破坏。 按照材料腐蚀原理的不同，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是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。电化学腐蚀是指金属在导电的液态介质中因电化学作用导致的腐蚀，在腐蚀过程中有电流产生。 金属腐蚀的主要形式有三种，即局部腐蚀，全面腐蚀和机械力作用下的腐蚀。 局部腐蚀主要分为：点蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，电偶腐蚀。 2，热扩渗 形成热扩渗的基本条件有三个：1，渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属件化合物。2，欲渗元素与基材之间必须有直接接触。3，被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度。 渗层形成机理：1，产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面。2，渗剂元素的活性原子吸附在基体金属表面上随后被基体金属所吸收，形成最初的表面固溶体或金属间化合物，建立热扩渗所必须的浓度梯度。3，渗剂元素原子向基体金属内部扩散，基体金属原子也同时向渗层中扩散，使扩散层增厚，即扩散层成长过程，简称扩散过程。 3，热喷涂 热喷涂是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。 涂层形成的大致过程是：涂层材料经加热熔化和加速撞击基体冷却凝固形成涂层 涂层材料的喷涂速度主要由焰流速度决定，同时也与材料的粒径有关。调整喷嘴与工件的距离到最佳位置非常重要。 热喷涂工艺流程包括基体表面预处理，热喷涂，后处理，精加工等过程。 涂层的结合质量直接与基体表面的清洁度和粗糙度有关。 粗化表面可使涂层与基体之间，涂层颗粒之间的结合得到强化，原因是：1，提供表面压应力；2，提供涂层颗粒互锁的结构；3，增大结合面积；4，净化表面。 火焰喷涂是对线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂的统称。 喷焊的基本特点：1，热喷焊层组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高。2，热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材范围比热喷涂窄的多3，热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大的多4，热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定差别。 基材的熔点应高于喷焊材料的熔点，否则容易导致基材塌陷或者工件损坏。 热喷涂属机械结合，喷焊属冶金结合。 喷焊工艺过程主要按焊前预处理，喷焊以及后处理三步进行。

材料科学与工程专业英语第三版 翻译以及答案

UNIT 1 一、材料根深蒂固于我们生活的程度可能远远的超过了我们的想象，交通、装修、制衣、通信、娱乐（recreation）和食品生产，事实上（virtually），我们生活中的方方面面或多或少受到了材料的影响。历史上，社会的发展和进步和生产材料的能力以及操纵材料来实现他们的需求密切（intimately）相关，事实上，早期的文明就是通过材料发展的能力来命名的（石器时代、青铜时代、铁器时代）。 二、早期的人类仅仅使用（access）了非常有限数量的材料，比如自然的石头、木头、粘土（clay）、兽皮等等。随着时间的发展，通过使用技术来生产获得的材料比自然的材料具有更加优秀的性能。这些性材料包括了陶瓷（pottery）以及各种各样的金属，而且他们还发现通过添加其他物质和改变加热温度可以改变材料的性能。此时，材料的应用（utilization）完全就是一个选择的过程，也就是说，在一系列有限的材料中，根据材料的优点来选择最合适的材料，直到最近的时间内，科学家才理解了材料的基本结构以及它们的性能的关系。在过去的100年间对这些知识的获得，使对材料性质的研究变得非常时髦起来。因此，为了满足我们现代而且复杂的社会，成千上万具有不同性质的材料被研发出来，包括了金属、塑料、玻璃和纤维。 三、由于很多新的技术的发展，使我们获得了合适的材料并且使得我们的存在变得更为舒适。对一种材料性质的理解的进步往往是技术的发展的先兆，例如：如果没有合适并且没有不昂贵的钢材，或者没有其他可以替代（substitute）的东西，汽车就不可能被生产，在现代、复杂的（sophisticated）电子设备依赖于半导体（semiconducting）材料 四、有时，将材料科学与工程划分为材料科学和材料工程这两个副学科

材料科学与工程专业英语第三版翻译以及答案

材料科学与工程专业英语第三版翻译以及答案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

UNIT 1 一、材料根深蒂固于我们生活的程度可能远远的超过了我们的想象，交通、装修、制衣、通信、娱乐（recreation）和食品生产，事实上（virtually），我们生活中的方方面面或多或少受到了材料的影响。历史上，社会的发展和进步和生产材料的能力以及操纵材料来实现他们的需求密切（intimately）相关，事实上，早期的文明就是通过材料发展的能力来命名的（石器时代、青铜时代、铁器时代）。 二、早期的人类仅仅使用（access）了非常有限数量的材料，比如自然的石头、木头、粘土（clay）、兽皮等等。随着时间的发展，通过使用技术来生产获得的材料比自然的材料具有更加优秀的性能。这些性材料包括了陶瓷（pottery）以及各种各样的金属，而且他们还发现通过添加其他物质和改变加热温度可以改变材料的性能。此时，材料的应用（utilization）完全就是一个选择的过程，也就是说，在一系列有限的材料中，根据材料的优点来选择最合适的材料，直到最近的时间内，科学家才理解了材料的基本结构以及它们的性能的关系。在过去的100年间对这些知识的获得，使对材料性质的研究变得非常时髦起来。因此，为了满足我们现代而且复杂的社会，成千上万具有不同性质的材料被研发出来，包括了金属、塑料、玻璃和纤维。 三、由于很多新的技术的发展，使我们获得了合适的材料并且使得我们的存在变得更为舒适。对一种材料性质的理解的进步往往是技术的发展的先兆，例如：如果没有合适并且没有不昂贵的钢材，或者没有其他可以替代（substitute）的东西，汽车就不可能被生产，在现代、复杂的（sophisticated）电子设备依赖于半导体（semiconducting）材料四、有时，将材料科学与工程划分为材料科学和材料工程这两个副学科（subdiscipline）是非常有用的，严格的来说，材料科学是研究材料的性能以及结构的关系，与此相反，材料工程则是基于材料结构和性能的关系，来设计和生产具有预定性

材料科学与工程专业人才培养方案

材料科学与工程专业人才培养方案（07级） 材料科学与工程专业培养目标与规格 1．专业代码、名称 专业代码：0805 专业名称：材料科学与工程 2．专业培养目标 本专业毕业生坚持德、智、体、美等方面全面发展方针，培养具备坚实的自然科学基础和一定的人文社会科学知识、具有一定水平的计算机与外语应用能力，初步掌握系统的材料科学与工程基础知识，受到工程技术和研究技能的初步训练，能在材料基础理论、材料合成与制备、材料加工与成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计与工程设计、生产管理与经营等方面工作的复合型人才。 本专业毕业生，既可从事材料科学与工程基础理论研究、新材料、新工艺和新技术开发和生产技术管理等材料科学与工程领域的科技工作，又可承担相关专业领域的教学和科技管理工作。 3．专业培养要求 本专业学生主要学习材料的制备合成、加工工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及加工生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： （1）、具备较高的综合素质，包括思想道德素质、文化素质、业务素质和身心素质，成为“有理想、有道德、有文化、守纪律”的社会主义事业接班人。 （2）、具有较扎实的数学、物理、化学等自然科学基础，较好的人文社会科学基础和管理科学基础。 （3）、系统地掌握较宽的必要的本专业领域技术基础理论，具有本专业领域1-2个专业方向的专业知识和技能，了解本专业学科前沿和发展趋势，了解相近专业基本知识。 （4）、获得较好的工程实践训练，具有本专业必需的制图、设计、计算、测试、调研、查阅文献、实验和基本工艺操作等基本技能，

材料表面工程基础

《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

表面工程学填空题复习

1、理想表面实际不存在（是理论分析的基础）。实际表面存在表面能。 2、表面的不平整性包括粗糙度和波纹度。前者指较短距离内出现的凹凸不平，后者指一段较长距离内出现一个峰和谷的周期。 3、典型固体表面：理想表面；洁净表面与清洁表面；机械加工过的表面；一般表面（要求进行表面预处理。）典型固体界面：基于固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面；基于固相组织或晶体结构差异形成的界面；基于固相宏观成分差异形成的界面（冶金等6种）。 4、TLK模型（当温度为0K时－理想表面;当温度在0K以上时－实际表面） 5、原子的扩散途径除了最基本的体扩散过程外，还有表面扩散、晶界扩散和位错扩散(短路扩散)。 6、固体和液体的表面均处于空间三向不对称状态，故存在表面自由能和表面张力。 7、液体表面自由能和表面张力在数值上是相等的，容易测定。固体的表面张力很难准确测定。 8、常用表面自由能来描述材料表面能量的变化。 9、固体表面的吸附可分为物理吸附（吸附力：范德华力，弱）和化学吸附（化学键，强）两类。 10、表面能高的更容易润湿。 11、粗糙表面的铺展系数远大于光滑表面的（当cosθ＞0时），当SL/S=0时，铺展（完全润湿）；当SL/S＜0时，不铺展（不完全润湿或完全不润湿）；当SL/S ＞0时，自动展开，Young 方程已不适用。 12、摩擦分为四类：干摩擦；边界润滑摩擦；流体润滑摩擦；滚动摩擦 13、摩擦学三“定律”： ①摩擦力与两接触体之间的表观接触面积无关(第一定律)； ②摩擦力与两接触体之间的法向载荷成正比(第二定律)； ③两个相对运动物体表面的界面滑动摩擦阻力与滑动速度无关(第三定律)。 14、表面工程技术的作业环境基本要求：通风、清洁、安全 15、金属腐蚀的三种主要形式：局部腐蚀、全面腐蚀、在机械力作用下的腐蚀。 15、表面淬火技术的分类：感应加热淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火等 表面淬火层的组织（淬硬区、过渡区、心部组织(基材)）与性能（高硬度、压应力） 16、感应加热淬火技术（加热方式：连续加热；同时加热)是应用最广泛的表面淬火技术。回火温度较低，可自回火。 17、火焰加热表面淬火技术组织特征：过渡区较宽。 18、激光淬火技术：自激冷淬火、自淬火;组织与性能特征：淬硬区、过渡区、心部组织(基材) //单道硬化区域小，硬度大幅度提高、硬度分布不均匀。 19、电阻加热表面淬火技术：电接触加热法电解液加热法（冷却方式均为自淬火） 20、渗氮层 相（表面，）具有高脆性。 21、液体热扩渗分类：盐浴法、热浸法、熔烧法。热浸锌或铝就是将钢材或工件浸渍到熔融锌液或铝液中，使钢材或工件表面形成锌及锌铁合金层或铝及铝合金层的方法。 22、热浸渗过程：溶解形成合金层；扩散形成固溶体或金属间化合物；包络获得纯金属层(与电镀层相似) 23、热浸渗工艺种类：溶剂法(湿法和干法)、氧化还原法(森吉米尔法)。 24、等离子体种类：高温高压等离子体（核聚变）；低温低压等离子体（热扩渗）；高温低压等离子体（热喷涂） 25、等离子体热扩渗利用的是异常辉光放电区。一般通过调整气压来控制辉光层厚度：气

《表面工程学》复习资料

《表面工程学》复习资料 1、表面工程技术:指为了满足特定得工程需求,就是材料或零部件表面具有特殊得成分,结构与性能得化学,物理方法。 2、表面工程技术分类:(1)表面改性技术(2)表面微细加工技术(3)表面加工三维成型技术(4)表面合成新材料技术。表面:一般将固相与气相之间得分界面称为表面。界面:把固相之间得分界面称为界面 3、典型得固相表面:(1)理想表面,(2)洁净表面与清洁表面(3)机械加工表面 (4)一般表面。 4、典型固体界面:界面指两个块体相之间得过渡区①空间尺度——原子间力作用影响范围大小②状态——材料与环境条件特征。(1)基于固相晶粒尺寸与微观结构差异形成得界面(比尔比层:离表面约5nm得区域内,点阵发生强烈畸变,形成得厚度约1~100nm得晶粒极微小得微晶层。它具有粘性液体膜似得非晶态外观,不仅能将表面覆盖得很平滑,而且能流入裂缝或划痕等表面不规则处;下面为塑性流变层)(2)基于固相组织或晶体结构差异形成得界面(3)基于固相宏观或成分差异得界面。宏观成分差异形成得界面:冶金结合界面、扩散结合界面、外延生长界面、化学键结合界面、分子键结合界面、机械结合界面。 5、吸附对材料力学性能得影响——莱宾杰效应:许多情况下,由于环境介质得作用,材料得强度,塑性,耐性,耐磨性等力学性能大大降低,产程原因:(1)不可逆转物理过程与物理化学过程引起得效应(2)可逆物理过程与可逆物理化学过程引起得效应,这些过程下降,固体表面自由能,并不同程度地改变材料本身得力学性能。这种因环境介质得影响及表面自由能减少导致固体强度,塑性降低得现象,称为莱宾杰尔效应。 特征:(1)环境介质得影响有很明显得化学特征。(2)只要很少得表面活性物质就可以产生莱宾杰尔效应。(3)表面活性熔融物得作用十分迅速(4)表面活性物质得影响可逆(5)莱宾杰尔效应得产生需要拉应力与表面活性物质同时起作用。 本质:就是金属原子对活性介质得吸附,使表面原子得不饱与键得到补偿,使表面能降低,改变表面原子间得相互作用,使金属表面得强度降低。 实际意义:(1)此效应提高金属加工效率(2)应注意避免因此效应所造成得材

材料表面工程教案

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：

材料科学与工程专业英语-课文翻译-Unit one

United 1 材料科学与工程 材料在我们的文化中比我们认识到的还要根深蒂固。如交通、房子、衣物，通讯、娱乐和食物的生产，实际上，我们日常生活中的每一部分都或多或少地受到材料的影响。历史上社会的发展、先进与那些能满足社会需要的材料的生产及操作能力密切相关。实际上，早期的文明就以材料的发展程度来命名，如石器时代，铜器时代。 早期人们能得到的只有一些很有限的天然材料，如石头、木材、粘土等。渐渐地，他们通过技术来生产优于自然材料的新材料，这些新材料包括陶器和金属。进一步地，人们发现材料的性质可以通过加热或加入其他物质来改变。在这点上，材料的应用完全是一个选择的过程。也就是说，在一系列非常有限的材料中，根据材料的优点选择一种最适合某种应用的材料。直到最近，科学家才终于了解材料的结构要素与其特性之间的关系。这个大约是过去的60年中获得的认识使得材料的性质研究成为时髦。因此，成千上万的材料通过其特殊的性质得以发展来满足我们现代及复杂的社会需要。 很多使我们生活舒适的技术的发展与适宜材料的获得密切相关。一种材料的先进程度通常是一种技术进步的先兆。比如，没有便宜的钢制品或其他替代品就没有汽车。在现代，复杂的电子器件取决于所谓的半导体零件。 材料科学与工程 有时把材料科学与工程细分成材料科学和材料工程学科是有用的。严格地说，材料科学涉及材料到研究材料的结构和性质的关系。相反，材料工程是根据材料的结构和性质的关系来设计或操纵材料的结构以求制造出一系列可预定的性质。从功能方面来说，材料科学家的作用是发展或合成新的材料，而材料工程师是利用已有的材料创造新的产品或体系，和/或发展材料加工新技术。多数材料专业的本科毕业生被同时训练成材料科学家和材料工程师。“structure”一词是个模糊的术语值得解释。简单地说，材料的结构通常与其内在成分的排列有关。原子内的结构包括介于单个原子间的电子和原子核的相互作用。在原子水平上，结构包括原子或分子与其他相关的原子或分子的组织。在更大的结构领域上，其包括大的原子团，这些原子团通常聚集在一起，称为“微观”结构，意思是可以使用某种显微镜直接观察得到的结构。最后，结构单元可以通过肉眼看到的称为宏观结构。 “Property”一词的概念值得详细阐述。在使用中，所有材料对外部的刺激都表现出某种反应。比如，材料受到力作用会引起形变，或者抛光金属表面会反射光。材料的特征取决于其对外部刺激的反应程度。通常，材料的性质与其形状及大小无关。 实际上，所有固体材料的重要性质可以概括分为六类：机械、电学、热学、磁学、光学和腐蚀性。对于每一种性质，其都有一种对特定刺激引起反应的能力。如机械性能与施加压力引起的形变有关，包括弹性和强度。对于电性能，如电导性和介电系数，特定的刺激物是电场。固体的热学行为则可用热容和热导率来表示。磁学性质表示一种材料对施加的电场的感应能力。对于光学性质，刺激物是电磁或光照。用折射和反射来表示光学性质。最后，腐蚀性质表示材料的化学反应能力。 除了结构和性质，材料科学和工程还有其他两个重要的组成部分，即加工和性能。如果考虑这四个要素的关系，材料的结构取决于其如何加工。另外，材料的性能是其性质的功能。因此，材料的加工、结构、性质和功能的关系可以用以下线性关系来表示： 加工——结构——性质——性能。 为什么研究材料科学与工程？ 为什么研究材料科学与工程？许多应用科学家或工程师，不管他们是机械的、民事的、化学的或电子的领域的，都将在某个时候面临材料的设计问题。如用具的运输、建筑的超级结构、油的精炼成分、或集成电路芯片。当然，材料科学家和工程师是从事材料研究和设计的专家。