表面工程学

简答题

一、最常见的三种物理气相沉积技术是什么？比较其基本特点（从可镀膜层种类、成膜速率、成膜粒子来源、综合力学方面）

1真空蒸发镀膜

（1）蒸发材料可以是金属、合金和化合物。

（2）在高真空环境中蒸发，可以防止膜的氧化和污染，得到洁净、致密、符合预定要求的薄膜。

（3）设备简单可靠，价格便宜、工艺容易掌握，可进行大规模生产。

2溅射镀膜

（1）溅射出的粒子能量约为35eV，比蒸镀大，溅射出的薄膜对基片具有较强的附着力，成膜较致密。

（2）实现大面积靶材的溅射沉积，沉积面积大，更均匀

（3）高熔点、合金和化合物材料成膜

（4）除磁控溅射外，一般沉积速度较慢，价格较高，但工艺重复性好，易工业自动化

3离子镀膜

（1）膜层与基材结合力高

（2）均镀能力高

（3）基体材料与镀膜材料可以广泛搭配，基材可以是合金、陶瓷、玻璃、塑料等，镀膜材料可以是金属和各类陶瓷材料

二、简述化学除油与电化学除油的基本原理和特点

化学脱脂是利用碱与油脂起化学反应来去除材料表面的油污。化学脱脂操作简单、脱脂能力强、安全可靠、易实现自动化。

电化学脱脂，在脱脂时，将零件挂在阴极或阳极上，由于电极的极化作用，使油和零件界面的表面张力降低，在电解时，电极上析出的氢气泡或氧气泡对油膜具有强烈的撕扯作用，使油膜变为细小的油珠。，气泡上升时的机械搅拌作用又可进一步强化脱脂过程。因此，电化学脱脂比一般的化学脱脂效果好、速度快。

三、合金电沉积的基本条件及其可以采取的措施

基本条件（1）两种金属中至少有一种金属能单独从其盐的水溶液中沉积出来

（2）要使两种金属共沉积，它们的析出电位要十分接近或相等

措施（1）选择金属粒子合适的价态（2）改变金属离子的浓度

（3）加入适当的络合剂（4）加入添加剂

四、简述离子注入技术的主要特点及其强化机理

特点（1）靶材与注入或者添加剂的元素不受限制

（2）注入过程不受温度限制

（3）注入和添加到靶材中的原子不受靶材固溶度的限制，不受扩散系数和化学结合力的影响

（4）可以精确控制掺杂数量、掺杂深度与位置

（5）离子注入过程横向扩散可以忽略，深度均匀，大面积均匀性好，掺杂杂志纯度高（6）直接离子注入不改变工件尺寸

强化机理（1）固溶强化效应（2）晶粒细化效应

（3）晶格损伤效应（4）弥散强化效应

（5）晶格变换效应（6）压应力效应

五、简述光刻加工的基本原理和一般步骤

基本原理：利用光致抗蚀剂感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模版上的图形刻

制到被加工表面上

步骤：（1）涂布光致抗蚀剂（涂胶）（2）套准掩模版并曝光（曝光）

（3）用显影液溶解未感光的光致抗蚀剂层（显影）

（4）用腐蚀液溶解掉无光致抗蚀剂保护的二氧化硅层（腐蚀）

（5）去除已感光的光致抗蚀剂层（去胶）

六、简述化学抛光与电化学抛光的基本原理与特点

化学抛光：把零件放在合适的化学介质中，利用化学介质对金属表面的尖峰区域溶解速度比凹谷区域溶解速度快的多的特点，实现材料表面的抛光。适合复杂形状和各种尺寸的零件，生产效率高，但是介质使用寿命比较短，抛光质量不如电化学抛光。

电化学抛光：将工件作为阳极，浸于特定的抛光介质中并通以直流电进行电解，零件表面凸起的波峰部分电流密度较大，溶解较快，而凹入的波谷部分由于受到钝化膜或添加剂的保护而溶解很少或不溶解；因此，零件表面得以整平，产生光泽效果。但电化学抛光的成本较高而效率较低，故常常只用于机械抛光后精饰工艺

七、什么是表面转化处理？形成的转化膜的主要性质和用途是什么？常用的转化处理技术有哪些?

表面转化处理：转化膜技术是通过化学或电化学方法，使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。

性质和用途（1）用于防护和装饰（2）提高涂膜与基体的结合力

（3）耐磨减摩（4）适用于冷成形加工

（5）电绝缘性

转化处理技术：磷化钝化氧化

1、将固相和气相之间的分界面称为表面，把固相之间的分界面称为界面，不同凝固相之间的分界面称为相界面，同一相中晶粒之间的分界面称为晶界，晶粒尺寸小到微米级以下的晶粒称为微晶

2、尽管材料表面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，这种表面就称为洁净表面

清洁表面一般指零件经过清洗（脱脂、侵蚀等）以后的表面

表面特征：

驰豫：表面附近的点阵常数在垂直方向上较晶体内部发生明确的变化

重构：表面原子在水平方向的周期性不同于体内的晶面

台阶化：实际晶体的外表面由许多密排面的台阶构成

偏析：化学组分在表面区的变化

波纹度：在一段较长距离内出现一个峰和谷的周期

粗糙度：在较短距离内出现的凹凸不平

3、吸附、润湿

4、磨损：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

摩擦：干摩擦、边界润滑摩擦、流体润滑摩擦、滚动摩擦

磨损：磨粒磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损、高温磨损（P19）5、提高零件耐磨性的途径

（1）工程结构的合理设计

（2）零件磨损机理预测、分析和耐磨材料的选择

（3）材料表面耐磨与减摩处理

6、腐蚀（P29）极化、钝化、活化（P33）各种腐蚀的特征（P37）

7、金属材料腐蚀控制及防护方法（P38）

（1）产品合理设计与正确选材

（2）电化学保护

（3）表面覆层及表面处理

（4）加入缓蚀剂

8、表面预处理工艺：（P40）

（1）机械性清理（2）脱脂

a机械磨光和抛光 a化学脱脂

b滚光和刷光 b水剂脱脂

c喷砂或喷丸 c有机溶剂脱脂

d电化学脱脂

（3）化学侵蚀、抛光和电化学抛光（4）脱脂—侵蚀综合处理

a化学侵蚀

b电化学抛光

c化学抛光

（5）其他表面预处理工艺

a局部保护工艺

b 塑料与混凝土表面预处理工艺

9、表面淬火的原理和特点相比普通淬火：（P49）

原理：采用特定的热源将钢铁材料表面快速的加热到Ac3（对亚共析钢）或者Ac1（对过亚共析钢）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，就成为表

面淬火技术。

特点：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

10、其他淬火技术（P60）

11、表面形变强化技术：（P61）

A受控喷丸强化技术

原理：工件表面吸收高速运动弹丸的动能后产生塑性流变和加工硬化，同时使工件表面保留残余压应力。

特点:由于受控喷丸技术的关键是改变了材料表面的残余应力，提高了材料的疲劳强度和抗应力腐蚀能力。因此，该技术在工业中的应用也主要局限于那些需要改善强度和抗应力腐蚀能力。

B表面滚压技术

原理：由于塑性变形产生加工硬化，并产生很大的残余应力

特点：可以使表面改性层的最大深度达5mm以上，因此能较大幅度地改善材料表面的疲劳寿命、抗应力腐蚀能力，特别适合晶体结构为面心立方的金属与合金的表面改性。该工艺的缺点是只能适合一些形状简单的平板类零件、轴类零件和沟槽类零件等，对于形状复杂的零件表面就无法使用。

12、热扩渗技术（P64）

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（热扩渗层）的工艺。

特点：渗层与基体金属之间是冶金结合，结合强度很高，渗层不易脱落或者剥落。

基本原理

渗层形成的基本条件：1渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属间化合物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（提高速度就是将工件加热到足够高的温度，使欲渗元素能够有足够大的扩散系数和扩散速度）

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隙化合物，建立热扩渗所必须的温度梯度。 3扩散过程：渗剂元素原子=基体金属内部原子

热扩渗温度的影响因素：反应物的浓度、反应温度、活化剂等

扩渗层的组织结构：1形成连续固溶体的扩散成为纯扩散

2随着溶质浓度增加而伴随新相形成的扩散称反应扩散

13、热扩渗工艺分类（P67）

温度：高于910o C的为高温热扩散

低于720o C的是低温扩散

渗入元素化学成分：非金属元素热扩渗金属元素热扩渗

金属-非金属元素多元共渗扩散退火

渗剂的物质状态：气体热扩渗，固体热扩渗，液体热扩渗，等离子体热扩渗，复合热扩渗

14、渗氮、渗碳、碳氮共渗！！

15、热喷涂技术（P92）

原理：采用各种热源使涂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

热喷涂分为燃烧法和电加热法两大类。根据喷涂用材料的形式和喷涂时气氛环境进一步分类：线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、电弧喷涂、大气等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂。特点：优点（1）可在各种基体上制备各种材料的涂料（2）基体温度低

（3）操作灵活（4）涂层厚度范围宽缺点（1）热效率低（2）材料利用率低

（3）浪费大和涂层与基体结合强度较低

涂层材料要求：（1）热喷涂材料最好有较宽的液相区，可以使溶滴在较长时间内保持液相（2）喷涂材料的形状和尺寸也有要求，一般是用线材或粉末材料

涂层形成过程：涂层材料经

加热熔化和加速—撞击基体—冷却凝固—形成涂层。

其中涂层材料的加热、加速、凝固过程是三个最主要的方面

16、热喷涂工艺流程：（无论哪种热喷涂工艺、控制喷涂层质量的总原则是一致的，即要对热能的产生、热能与喷涂材料交互作用以及颗粒与基体之间交互作用的三个步骤进行严格的质量控制）

（1）基体表面预处理（粗化处理P97）

（2）热喷涂、

（3）后处理（封孔处理、致密化处理）、

（4）精加工

粗化表面可以使涂层与基体之间、涂层颗粒之间的结合得到加强原因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

多空隙是热喷涂层的固有缺陷，封孔处理目的是填充这些空隙，起到以下作用：1防止或阻止涂层界面处的腐蚀2延长铝和锌防护涂层的寿命3在某些机械部件中防止液体和压力的密封泄露4防止污染或研磨碎片进入图层5保持陶瓷涂层的绝缘强度

17、涂层材料受热后的温度和加速后的速度是决定涂层结合强度的关键

（1）火焰喷涂工艺（线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂的总称）

原理：通过气体燃烧提供热量加热熔化喷涂材料，通过压缩气体雾化并加速喷涂材料，随后在基体上沉积形成涂层

特点：设备投资少、操作容易、设备可携带到现场施工，无电力要求，沉积效率高等，至今是喷涂纯钼涂层的最好选择。但是涂层氧含量较高，空隙较多，涂层结合强度偏低，涂层质量不高

（2）电弧喷涂工艺

原理：P101

特点：只能用于具有导电性能的金属线材，比火焰喷涂涂层要致密，结合强度高。而且运行费用低，喷涂速度和沉积效率都很高，是喷涂大面积涂层尤其是长效防腐锌、铝涂层的最佳选择。

（3）等离子喷涂工艺

原理：采用等离子火焰作为热源对喷涂材料进行加热

特点：最大优势是焰流温度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料，结合强度也很高，而且图层中夹杂较少，喷涂质量远优于火焰喷涂层。但是设备相对复杂，价格昂贵。（4）爆炸喷涂工艺最大特点是射流速度高，温度低，可以有效地抑制碳化物的分解，爆炸涂层与基材结合强度非常高，杂质含量也较低。但是喷涂效率非常低，运行成本相对较高。超音速火焰喷涂工艺射流速度高而焰流温度相对较低，同样适合喷涂含碳化合物材料。结合强度略低于爆炸喷涂，涂层杂质较少，涂层残余应力小。但是超音速火焰喷涂燃料消耗大，虽然其喷涂效率比爆炸喷涂有提高，喷涂成本目前仍然比较高。

18、喷涂材料（P105）质量评定（P111）

19、热喷涂技术的应用（P108）

（1）喷涂耐腐蚀涂层（2）喷涂耐磨涂层（3）喷涂耐高温涂层（4）喷涂功能涂层（5）喷

涂成型

20、热喷焊基本特点：

（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得多

（4）热喷焊涂层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定差别

21喷焊工艺过程：

（1）焊前预处理：表面必须清洁

（2）喷焊：a预热（使工件表面湿气蒸发、产生适当的热膨胀，减少焊层应力，提高喷粉沉积速率）

b喷粉

c重熔

（3）后处理

22、（P114）

（1）氧—乙炔火焰喷焊

与基材结合强度高，耐冲蚀磨损的性能比热喷涂涂层要好

（2）等离子喷焊

原理：

主要特点：（1）生产效率高（2）稀释率低（3）工艺稳定性好，易实现自动化

（4）喷焊层成分、组织均匀

23、喷焊材料（P116）质量评定（P117）

24、堆焊（P117）

电镀=电沉积

25、电镀的基本原理：（1）液相传质过程（2）电化学还原步骤（3）电结晶步骤（P123）电镀溶液的基本组成：（1）洗出金属的易溶于水的盐类，称为主盐，可以是单盐、络合盐等（2）能与析出的金属离子形成络盐的成分

（3）提高镀液导电性的盐类

P125 （4）能保持溶液的PH值在要求范围内的缓冲剂

（5）有利于阳极溶解的助溶阴离子

（6）影响金属离子在阴极上析出的成分——添加剂

26、描述电镀工艺性能的参数

电流效率：电镀中把实际析出的金属量与理论析出量的比较称作阴极电流密度

分散能力：电镀中，将在特定条件下镀液使镀件表面镀层分布更加均匀的能力

深镀能力

27、影响镀层质量的因素（P130）

（1）镀液的影响（2）电镀规范的影响

（3）析氢的影响（4）基体金属的影响

28、合金电镀（P137）

（在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致镀膜层的过程）条件（1）两种金属中至少有一种金属能单独从其盐的水溶液中沉积出来

（2）要使两种金属共沉积，它们的析出电位要十分接近或相等

措施（1）选择金属粒子合适的价态（2）改变金属离子的浓度

（3）加入适当的络合剂（4）加入添加剂

类型

规则电沉积

正常电沉积不规则电沉积

合金电镀平衡电沉积

异常电沉积变异变沉积

诱导电沉积

29、化学电镀（P142）

化学镀溶液由金属离子、络合剂、还原剂、稳定剂、缓蚀剂组成

化学镀过程（1）置换沉积

（2）接触沉积

（3）还原沉积【一般意义上的的化学镀】

与电镀相比，化学镀的优点是不需要外加直流电流、不存在电力线分布不均匀的影响，因而无论工件的几何形状多复杂，各部件镀层的厚度都是均匀的；只要经过适当的预处理，它可以在金属、非金属、半导体材料上直接镀覆；得到的镀层致密，孔隙少、硬度高，因而具有极好的化学和物理性能。但是因溶液的稳定性较差，溶液的维护、调整和再生都比较麻烦，生产成本较高等因素而限制了它的应用

30、电镀层的质量检查

（1）镀层外观（2）镀层厚度（3）镀层的耐蚀性（4）镀层的结合力

电镀发展注意问题

（1）采用无毒或低毒的合金镀层代替有毒的单金属镀层

（2）采用有害物排放少的合金电镀代替单金属镀层

（3）采用无毒或低毒易处理的工艺材料取代剧毒的工艺材料

（4）利用合金镀层代替贵金属镀层以减少资源的浪费

31、转化膜技术（表面处理技术）：通过电化学或化学方法，使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。

性质和用途（1）用于防护和装饰（2）提高涂膜与基体的结合力

（3）耐磨减摩（4）适用于冷成形加工

（5）电绝缘性

转化膜技术（P158）：磷化、氧化（化学氧化&电化学氧化）、钝化

32、着色技术（P173）

（1）铝和铝合金的着色

自然显色法吸附着色法电解着色法

（2）其他金属的着色方法

常用得着色工艺a化学法b热处理法c置换法d电解法

33、涂料

涂料的组成：一般由成膜物质、颜料、溶剂、助剂四部分组成

涂膜的防护原理：（1）使金属与腐蚀介质隔离，阻碍电化学腐蚀发生

（2）涂膜阻碍阳极与溶液间离子的移动，减小了腐蚀速度

（3）涂膜中的颜料对金属表面起钝化作用，形成了保护性的钝化膜，提高了电极电位，减小了腐蚀电池两极间的电位差，使腐蚀电流降低，减缓了腐蚀速率34、气相沉积技术包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。物理气相沉积包括蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜。化学气相沉积包括普通CVD、等离子增强CVD、光化学反应CVD、金属有机物CVD。

35、最常见的三种物理气相沉积技术是什么？比较其基本特点（从可镀膜层种类、成膜速率、成膜粒子来源、综合力学方面）

A真空蒸发镀膜

（1）蒸发材料可以是金属、合金和化合物。

（2）在高真空环境中蒸发，可以防止膜的氧化和污染，得到洁净、致密、符合预定要求的薄膜。

（3）设备简单可靠，价格便宜、工艺容易掌握，可进行大规模生产。

B溅射镀膜

（1）溅射出的粒子能量约为35eV，比蒸镀大，溅射出的薄膜对基片具有较强的附着力，成膜较致密。

（2）实现大面积靶材的溅射沉积，沉积面积大，更均匀

（3）高熔点、合金和化合物材料成膜

（4）除磁控溅射外，一般沉积速度较慢，价格较高，但工艺重复性好，易工业自动化

C离子镀膜

（1）膜层与基材结合力高

（2）均镀能力高

（3）基体材料与镀膜材料可以广泛搭配，基材可以是合金、陶瓷、玻璃、塑料等，镀膜材料可以是金属和各类陶瓷材料

36、分子束外延制模（MBE）的突出优点在于能生长极薄的单晶膜层，并且能准确地控制膜层和组分与杂质。（P243）

37、简述离子注入技术（离子束表面改性技术）的主要特点及其强化机理

特点（1）靶材与注入或者添加剂的元素不受限制

（2）注入过程不受温度限制

（3）注入和添加到靶材中的原子不受靶材固溶度的限制，不受扩散系数和化学结合力的影响

（4）可以精确控制掺杂数量、掺杂深度与位置

（5）离子注入过程横向扩散可以忽略，深度均匀，大面积均匀性好，掺杂杂志纯度高（6）直接离子注入不改变工件尺寸

强化机理（1）固溶强化效应（2）晶粒细化效应

（3）晶格损伤效应（4）弥散强化效应

（5）晶格变换效应（6）压应力效应

原理:离子注入技术是将离子源中引出的低能离子束加速成具有几万到几十万电子伏的高能离子束后注入到固体表面，形成特殊物理、化学或力学性能表面改性层的过程，具有原子冶金特征。

38、光刻

简述光刻加工的基本原理和一般步骤

基本原理：利用光致抗蚀剂感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模版上的图形刻制到被加工表面上

步骤：（1）涂布光致抗蚀剂（涂胶）（2）套准掩模版并曝光（曝光）

（3）用显影液溶解未感光的光致抗蚀剂层（显影）

（4）用腐蚀液溶解掉无光致抗蚀剂保护的二氧化硅层（腐蚀）

（5）去除已感光的光致抗蚀剂层（去胶）

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

环境工程学课后答案

环境工程学（第二版）课后答案绪论环境工程学的发展和内容 第一章水质与水体自净 第二章水的物理化学处理方法 第三章水的生物化学处理方法 第五章大气质量与大气污染 第六章颗粒污染物控制 第七章气态污染物控制 第八章污染物的稀释法控制 绪论环境工程学的发展和内容 0-1名词解释： 环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。 环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。 环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，

其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。 污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。 公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。 环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。 0-2 试分析人类与环境的关系。 “环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。 0-3试讨论我国的环境和污染问题 0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？ 环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。 环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。它脱胎于土木工程、卫生工程、化学工程。机械工程等母系学科，又融入了其他自然科学和社会科学的有关原理和方法。

环境工程原理第二版课后答案

第I 篇 习题解答 第一章 绪论 简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 图1-2 环境工程学的学科体系 环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理

去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么 解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 《环境工程原理》课程的任务是什么

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。

环境课件环境工程学教案——水质净化与水污染控制工程部分

《环境工程学》课程教案——水质净化与水污染控制工程部分 2007年4月20日

第一章水质与水体自净 一、教学目的和基本要求： 1.了解地球上水资源的状况，水的循环种类及其过程，掌握水污染的定义、种类及各自起因； 2.了解水质指标定义、作用和种类，掌握固体、COD、OC、BOD等重要指标，了解水质标准的定义和作用； 3.掌握水体自净过程、氧垂曲线的作用和水环境容量的定义； 4.了解解决废水问题的基本原则，给水处理和废水处理的基本方法。 二、教学重点和难点 1、重点：水污染的定义；COD、OC和BOD的定义及相互比较；水体自净过程、水环境容量。 2、难点：水体自净过程, 氧垂曲线的作用。 三、教学方式与教学学时 1、教学方法：采取互动式课堂教学，以水污染的产生与水质控制作为切入点进行讲解，通过设疑、提问、讨论等形式开展启发式教学。 2、教学手段：运用Powerpoint课件上课。 3、教学学时：4学时 四、教学内容及学时分配 第一节水的循环与污染（1学时） 一、地球上水的分布 二、水循环 三、自然污染和人为污染 第二节水质指标与水质标准（1学时） 一、水质指标 二、水质标准 第三节水体自净作用与水环境容量（1学时） 一、废水在水体中的稀释和扩散 二、水体的生化自净 三、水环境容量

第四节水处理的基本原则和方法（1学时） 一、给水处理的基本方法 二、废水处理的基本方法 五、思考题和习题 1、说明水污染、水环境容量、水体自净的含义。 2、什么是废水的一级、二级和三级处理系统？各有什么特点？ 3、说明废水处理中物理法、化学法及生物法各包括有哪些具体的方法？主要去 除哪类污染物质？ 4、举例说明废水处理与利用的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。 5、高锰酸钾耗氧量、化学需氧量和生化需氧量有何区别？除了它们之外，还有 哪些水质指标可以判别水中有机物质含量的多少？ 6、解决废水问题的基本原则有哪些？ 7、有机物好氧生物氧化两个阶段是什么？为什么通常所说的生化需氧量不包括 硝化阶段对氧的消耗？ 8、通常所说的水质标准和水质要求有什么区别？ 六、主要参考书目 1、教材：蒋展鹏主编，环境工程学（第二版），高等教育出版社。 2、参考书目：郑正主编. 环境工程学，科学出版社。 张自杰主编，排水工程（下册），中国建筑工业出版社。 高大文，梁红编. 环境工程学，东北林业大学出版社。 张振家主编，环境工程学基础，化学工业出版社。 张希衡主编，水污染控制工程，冶金工业出版社。

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

环境工程原理(第二版)全部课后答案

第I篇习题解答 第一章绪论 1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究围和涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 环境工程学环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系 环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理

图1-2 环境工程学的学科体系 1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？ 解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？ 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 1.6 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？ 解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。

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，

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