表面工程复习题(2014)

“材料表面工程”复习题

一、名词解释

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(或功能)的化学、物理方法与工艺。

表面扩散：表面上原子（分子）的迁移现象

表面能 增大液体表面积所需的功（表面物理中，表面能应该指材料表面的内能，它包括原子的动能、原子间的势能以及原子中原子核和电子的动能和势能）

吸附作用 物理表面上的原子或分子力场不饱和，有吸引周围其他物质（主要是气体、液体）分子的能力

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。 腐蚀 腐蚀就是材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。

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(开路时)电位差要小得多的现象。

钝化 (定义)由于金属表面状态的改变引起金属表面活性的突然变化，使表面反应速度急剧降低的现象。(阳极反应受阻的现象)

表面淬火 用特定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(奥氏体化)，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。(Fe-Fe3C相图)

喷丸强化 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之下产生弹、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。 (喷丸强化技术)

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)

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。

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，消除孔隙的表面处理技术。(喷焊)

堆焊 在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。 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。

化学镀 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。又称为无电解镀、无电源电镀等。

转化膜技术 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(形状及几何尺寸)的一类技术。

阳极氧化 电化学氧化习惯称为阳极氧化？？？？？？？？ 物理气相沉积 气相原子或分子的形成过程主要为物理过程。

真空蒸发镀膜 在真空室内，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（基片/基板/衬底、工件）表面，凝结形成固态薄膜的方法。

溅射镀膜 利用高能离子冲击靶材，从其表面溅射出离子并沉积在工件表面上形成薄膜的方法。

离子镀膜 在真空条件下，靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基片放在阴极上，在气体离子和蒸发物质的轰击下，将蒸发物质或其反应物镀在基片上。

化学气相沉积 化学气相沉积 CVD ( Chemical Vapor Deposition）是一种化学气相生长法，把含有成膜元素的一种或几种化合物的单质气体供给基片，利用加热、等离子体、紫外光乃至激光等能源，在基片表面发生气相化学反应生成薄膜。(不是与基片反应)

二、简答题

1、表面工程技术的特点与意义：表面工程技术具有一般整体材料加工技术不具备的优点 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。

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。

可以兼有装饰和防护功能，有力推动了产品的更新换代。

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。

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。

式(2-7) 式(2-8)

表面工程技术已成为制备新材料的重要方法，可以在材料表面制备整体合金化难以做到的特殊性能合金等。

1n2、表面粗糙度的两种常用表达方式及含义：1.廓的算术平均偏差Ra：Ra??yi式中，

ni?1yi为波峰或波谷的绝对值，n为测量的波峰或波谷的个数。

2.真实面积与投影面积之比 i ： i ＝A i /A l 式中： A i为真实面积，

A l 为的投影面积（理想的几何学面积)

3、TLK模型的基本思想；当温度在0K以上时，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。

?S-G??S-L??L-Gcos?4、写出Young方程，并用图示法说明“润湿”与“不润湿”；图见

cos??（?S-G-?S-L）/?L?G书15页

5、最常见的磨损种类；粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损

6、腐蚀按材料腐蚀原理可分为哪两类？化学腐蚀：不导电介质中发生，腐蚀过程中无电流

产生。

电化学腐蚀：导电介质中发生，腐蚀过程中有电流产生。

7、金属材料腐蚀控制及防护方法；．1.产品合理设计与正确选材

腐蚀及其控制是一个贯穿产品设计、试制、生产、使用和维护等各个环节的重要问题。 2.电化学保护

阴极保护、阳极保护

阴极保护法：用电化学方法使被保护工件在工作条件下的电位移至平衡可逆电位以下，从而停止腐蚀的方法。

阴极保护法实现途径：

(1)以被保护工件为阴极，施以外加电流；

(2)以工件为阴极，以电位更负的金属与工件相连、成为原电池的阳极(牺牲阳极)。

阳极保护法：使腐蚀件的电位正移，使表面形成稳定的钝态而受到保护。 阳极保护法实现途径：

(1)施加外电流，被保护工件为阳极；

(2)在被保护的工件或合金中加入可钝化的元素，使表面形成稳定的钝化膜。 3．表面覆层及表面处理 阳极性金属覆层 阴极性金属及非金属涂层 复合方法： Cu-Ni-Cr 表面产生压应力

4．加入缓蚀剂

缓蚀剂是通过添加特殊的活性物质吸附到金属表面，使其表面钝化，从而达到减缓抑制腐蚀过程的目的。

8、产生极化的机理；电化学极化：电极上的电化学反应速度小于电子运动速度。 浓差极化：溶液中的物质扩散速度小于电化学反应速度。

能斯特方程：?平??0?

RTlna ZF 电阻极化：在电极表面生成了具有保护作用的氧化膜、钝化膜或不溶性 的腐蚀产物等，增大了体系的电阻，阻碍了电极反应的进行。主要发生在阳极上。

9、表面预处理的作用及主要工序；

作用：清除材料表面杂质，露出材料(金属)本色使并使其处于活化状态，获得“清洁表面”甚至“洁净表面”，以提高表面覆层的质量以及覆层与基材的结合强度。 表面预处理工序主要包括脱脂、除锈和获取一定程度粗糙度的表面等几部分。

10、常用表面淬火技术（感应加热、火焰加热、激光）的基本工作原理及特点； （1）感应加热：基本原理： 表面吸收功率P：

(单匝线圈、高度为1cm的圆柱形工件)

P?1.25?10?3R0I2(??f)1/2工件表面不易过热

.电流导入深度δ：??5.03?104淬硬层深度与频率的关系：

? ?f频 工频 10-15mm 深 率 中频 2-5mm 度 增 高频 0.2-2mm 增 加 加 特点：

(优点)加热迅速、热效率高、过渡区较窄、淬火层压应力大； 可大幅度提高材料表面硬度、耐磨性和疲劳强度。 (缺点)设备成本较高； 尖角效应；

一般只适合形状简单的零件。 （2）火焰加热：

原理：将高温火焰或燃烧着的炽热气体喷向工件表面，使其迅速加热到淬火温度，然后在

一定淬火介质中冷却。 特点：

(优点)设备费用低，方法灵活，简便易行，可对大型零件局部实现表面淬火。 (缺点)生产效率低，淬硬层的均匀性较差，质量控制比较困难。 （3）激光

原理：是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。 (自激冷淬火、自淬火) 特点： (1)优点

淬火硬度高，能量密度高，加热速度快，不需要淬火介质，工件变形小，加热层深度和加热轨迹易于控制(淬火部位可控)，无氧化、无污染，易于实现自动化。 (2)缺点

硬度分布不均匀，单道激光淬火区域小，大面积淬火时容易产生回火软带。 设备成本高、生产成本较高（能量转换效率低）。

11、形成热扩渗层的基本条件及机理； 形成渗层基本条件：

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。

4.(对靠化学反应提供活性原子的热扩渗工艺)该反应必须满足热力学条件: a)产生活性原子； b)反应平衡常数>1%。

. 机理（1）产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面。 活性原子的提供方式：热激活能法、化学反应法（常用方法）。

(等离子体增强)

（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，使扩渗层增厚，即扩渗层成长过程(简称扩散过程)。

扩散的机理：间隙式扩散（渗入原子半径小）、置换式扩散和空位式扩散机理。

12、热浸锌层及热浸铝层的主要应用；（不知道） 13、常用的热喷涂、热喷焊工艺方法及其基本特点； 热喷涂工艺方法：火焰喷涂 特点：

(优点)设备投资少，无电力要求，操作容易，沉积效率高等

(缺点)涂层氧含量较高，孔隙较多，焰流温度较低，涂层种类较少，涂层结合强度偏低，涂层质量不高。 电弧喷涂： 特点：

(优点)涂层密度及结合强度较高，喷涂速度和沉积效率高，运行费用较低。 (缺点)只能用于具有导电性能的金属线材。 等离子喷涂

特点：(高温低压等离子体)

(优点)焰流温度及速度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料；涂层密度及 结合强度高。

(缺点)热效率低、沉积效率较低，设备相对复杂、价格较贵，喷涂成本高。

热喷涂技术的特点：

（1）涂层及基体材质广泛

（2）基体温度低

（3）操作灵活

（4）喷涂效率高、涂层厚度范围宽

(不足)热效率低、材料利用率低、涂层与基体结合强度较低。(三低) 热喷焊工艺方法：氧-乙炔火焰喷焊 特点：

设备简单、工艺简单易学；结合强度高，耐冲蚀磨损性能好 等离子喷焊 特点：

(1)生产效率高、可喷焊难熔材料(材料范围宽)； (2)稀释率低(约5%)；

(3)工艺稳定性(重复性)好，易实现自动化；(大批量加工)

(4)喷焊层平整光滑，成分、组织均匀，厚度更大（0.25－8mm，火焰喷焊：0.2－3mm）且可精确控制。 喷焊的基本特点：

(1) (最大优点)热喷焊层组织致密，冶金缺陷很少，与基材为冶金结合、结合强度高；涂层厚度大而不易开裂；

(2)喷焊材料与基材必须匹配； 喷焊材料能润湿基材 一定的溶解度(形成为熔合区) 基材熔点高于喷焊材料的 应避免喷焊材料和基体热裂纹出现 (3)基材热变形大； (4)喷焊层会被“稀释”

14、镀层按其性能特点可分为哪三类？

(1)防护性镀层：在大气或其它环境下，可延缓基体金属发生腐蚀的镀层。

(2)防护装饰性镀层：在大气环境中，既可减缓基体金属的腐蚀，又起到装饰作用的镀层。

(3)功能性镀层：能明显改善基体金属的某些特性的镀层，包括耐磨镀层，导电镀层，导磁镀层，钎焊性镀层，其它功能性镀层(吸热镀层、反光镀层、防渗镀层、抗氧化镀层、耐酸镀层等)

15、具有良好使用性能的电镀层的基本条件； （1）与基体金属结合牢固，附着力好；

（2）镀层完整，结晶细致，孔隙少； （3）镀层厚度分布均匀。 16、常见的电镀方式及其特点； （1）挂镀

是电镀生产中最常用的一种方式。 特点：

(优点)是适合于各类零件的电镀；电镀时单件电流密度较高且不会随时间而变化，槽电压低，镀液温升慢，带出量小，镀件的均匀性好；

(缺点)劳动生产率低，设备和辅助用具维修量大。 （2）滚镀

是电镀生产中的另一种常用方法。 特点：

(优点)节省劳动力，提高生产效率，设备维修费用少且占地面积小，镀件镀层的均匀性好。

(缺点) 镀件不宜太大和太轻；单件电流密度小，电流效率低，槽电压高，槽液温升快，镀液带出量大。其使用范围较小。

（3）刷镀

（涂镀、局部镀、选择性电镀） 特点：

(优点)不需要电镀槽，具有设备简单、工艺灵便、沉积速度快、镀层与基体材料的结合力好、镀后不需要机加工、对环境污染小、节水省电等。

(缺点)不适于面积大、尺寸大的零件修复，也不能用于大批量镀件的生产。 （4）连续电镀

特点：生产效率高、工艺要求高。

17、常用单金属电镀层的基本特点及主要用途； （1）镀锌：

基本特点：新镀层纯度很高，属阳极性镀层。镀锌层的防护能力与厚度有关，镀层越厚，防护性越强。

主要用途：锌层对钢铁基体起到机械保护作用的同时，还起到电化学保护作用

（2）镀铜

基本特点：铜具有良好的导电性、导热性和延展性

铜镀层为阴极性镀层。

主要用途：电力、电子、仿古用品、其它镀层的底层或中间层 （3）镀镍

特点：镍镀层为阴极性镀层(Φ0 Fe2＋//Fe= -0.44V) 。(镍极易钝化) 用途：镀镍层一般用作底层或中间层 （4）镀银

特点：镀银层为阴极性镀层。

银具有良好的塑性和易抛光性，极强的反光性，良好的导热性、导电性和可焊性，较高的化学稳定性。

用途：银镀层有功能性和装饰性两方面的用途。 使用最多的镀银溶液是氰化物体系。 （5）镀锡

特点：对铁及铜而言，镀锡层分别为阴极性镀层和阳极性镀层。 锡是无毒金属，质软，熔点低，钎焊性好。 用途：（不知道） （6）镀铬 用途：

装饰性镀铬、功能性镀铬

18、化学镀的原理与特点； 化学镀的形式：

(1)置换沉积：

Cu2++Fe→Cu+Fe2+

镀层薄且不致密、结合强度低。

(2)接触沉积：

利用电位比被镀金属低的第三金属与被镀金属接触，让被镀金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。 第三金属离子会在溶液中积累。

(3)还原沉积：

Men++Re(还原剂)→Me+OX(氧化剂) 只在具有催化作用的表面上发生。 催化剂：基体、镀层金属 自催化化学镀 化学镀的特点： 优点：

镀层致密，孔隙少、硬度高，具有极好的化学和物理性能； 可镀制形状复杂的工件，且镀层厚度均匀；

可镀基材广泛(对非金属等材料需经过适当的预处理)； 设备简单(不需要外加直流电源)。 缺点：

可镀制的金属(合金体系)有限； 镀液昂贵，稳定性差，镀制成本高。

19、常见的化学镀层有哪些？：化学镀镍 化学镀铜 化学镀银 化学镀金

化学镀钴 化学镀钯

20、非金属电镀的基本工艺(前处理)流程；不同的非金属材料在电镀前的前处理步骤基本相同：

化学镀

粗化、脱脂、敏化、活化和化学镀等。将已经粗化、脱脂、等处理的非金属制品侵入一定浓度的易被氧化的化合物溶液中，使其表面吸附一些还原剂，这一过程叫做敏化，然后，将其侵入含有氧化剂的溶液中，使其表面形成胶体状微粒沉积层，这一过程被称作活化，最后用一定浓度的化学镀时所用的还原剂溶液将制品表面残留的催渗剂还原干净，以免影响后面的化学镀溶液，这一步骤就是还原处理。预处理完后的非金属制品就可以进行化学镀，在形成一定厚度的金属镀层以后，再进行电镀，使获得的镀层加厚，即可完成非金属的电镀。

21、转化膜的主要用途； (1)用于防护和装饰转

(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

22、铝合金阳极氧化的工艺流程， 1、预处理（P164） 脱脂、碱蚀 2、氧化

增加电压及电流密度、降低溶液(槽液)温度及浓度，可增加膜的生长速率（膜厚）。 (1)防护装饰性的阳极氧化 膜厚：8-20μm (2)硬质阳极氧化

硬质阳极氧化膜具有良好的耐磨性和隔热性； 厚度： ＞ 40μm 其氧化膜的形成过程

通电后数秒钟内，在铝表面形成连续、无孔的氧化铝膜(阻挡层，其硬度比多孔层高)，电压急剧上升；随电压上升和溶解作用增大，膜层局部被溶解或被击穿，产生了孔穴，氧化膜的电阻下降，电压随之下降，使反应继续进行；电压趋于平稳，阻挡层厚度不再变化；随着时间延长，形成孔隙及孔壁，氧化膜变成导电的多孔层结构（膜层孔穴的底部向金属内部移动）；当膜的化学溶解速率等于膜的生成速率时，膜层便达到一定的极限厚度而不再增加。

结构特点：多孔膜为细胞状结构。 性能特点； 1、膜的厚度

与时间非直线关系；存在极限厚度。 2、孔隙度

与溶液性质、操作条件、基体表面粗糙度等有关。

膜的孔隙度对于耐腐蚀性、耐磨性以及对于膜上着色和封孔的难易程度都有很大影响。 3．结合力

氧化膜的结合力是非常强的，但沿着垂直于表面的方向易于横断破裂，即当弯曲时膜成平行线破裂。 4、硬度和耐磨性

阳极氧化膜非常硬，使铝件的耐磨性大幅度提高。 5、柔韧性

膜的脆性直接随厚度增加而增加；

除非剧烈变形，不会显著影响膜的保护性能。 6．耐蚀性

阳极氧化膜对制件具有防护性能。制件的耐蚀性及力学性能都可大幅度提高。 改善氧化膜的耐蚀性措施：(1)增加膜厚(降低阳极氧化温度，减低酸浓度) ；(2)改善合金结构的均匀性(降低电流密度)。 7、膜的电性能

阳极氧化膜绝缘性良好。（击穿电压：40－50V/μm） 8、膜的热性能

阳极氧化膜的耐热性非常高，隔热性良好 23、真空在薄膜技术中的作用；: 减少杂质 减少散射

有利于蒸发等进行

24、在蒸发镀膜中，为什么必须精确控制蒸发源的温度？

蒸发温度直接影响成膜速率和成膜质量，而蒸发源是用来使磨料气化的加热部件，因此在蒸发镀膜中，必须精确控制蒸发源的温度。 25、对比PVD和CVD法中的薄膜生成过程(阶段)；

PVD：a、气相粒子的产生：利用物理方法产生气相粒子（原子、分子或原子团） b、运输过程：气态粒子传输到基片；

c、淀积成膜过程：气相粒子入射并沉积在基片表面上并凝聚成薄膜。 （凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜） CVD：a、反应气体向基片扩散； b、反应气体吸咐于基片的表面； c、反应气体在基片表面发生化学反应；

d、反应产生的气相副产物被排掉，产生的固体物质沉积下来成为不蒸发的固体膜。

26、CVD的沉积条件及CVD法的特点。

沉积条件：在沉积温度下，反应物必须有足够高的蒸气压；

反应产物除薄膜为固态外，其他的必须是挥发性的；

沉积薄膜本身必须有足够低的蒸气压，基体材料在沉积温度下的蒸气压也必须足够低。 特点：

1、膜材广泛：金属、非金属、合金等 2、成膜速率较高 3、效率高：基片数量大 4、设备简单：常压或低真空 5、绕射性好：气相分子空间分布均匀 6、膜层质量好：

纯度高：气相反应且副产物为气相，与其他物质不易反应 结晶良好：温度适宜

致密性好：一般无高能气体分子

表面平滑：成核率高、成核密度大，气相分子空间分布均匀 辐射损伤低：一般无高能粒子 残余应力小：膜－基高温扩散

不足：反应温度高；可能造成环境污染

三、阐述题及论述题

1、表面工程技术中，改性层与基体的结合界面的主要类型有哪些？其形成过程(形成机理)及结合强度的特点如何？各种结合界面一般出现在哪些常用的表面技术中？并针对某一种结合界面，说明可采取哪些主要措施来提高其结合强度？ 基于固相宏观成分差异形成的界面（结合界面）

冶金结合界面：当覆层与基体材料之间的界面结合是通过处于熔融状态的覆层材料沿处于半熔化状态下的固体基材表面向外凝固结晶而形成时，覆层与基材的结合界面。 特点：结合强度很高

技术：激光熔覆技术、堆焊与喷焊技术等。

扩散结合界面：两个固相直接接触，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：

技术：热扩渗工艺、离子注入工艺（“类扩散”界面）等

外延生长界面：当工艺条件合适时，在（单晶）衬底表面沿原来的结晶轴向生成一层晶格完整的新单晶层的工艺过程，就称为外延生长，形成的界面称为外延生长界面。 特点：理论上应有较好的结合强度。具体取决于所形成的单晶层与衬底的结合键类型，如分子键、共价键、离子键或金属键等。

技术：气相外延（化学气相沉积技术等）、液相外延（电镀技术等）

化学键结合界面：当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。 特点：结合强度较高，界面的韧性较差

技术：物理和化学气相沉积技术、离子注入技术、热扩渗技术、转化膜技术等。 分子键结合界面：涂(镀)层与基材表面以范德华力结合的界面。 特点：结合强度较低。

技术：部分（低温）物理气相技术、涂装技术等

机械结合界面：覆层与基材的结合界面主要通过两种材料相互镶嵌等机械连接作用而形成。 特点：结合强度不高

技术：热喷涂、包镀技术、涂装技术等

2、对比分析热喷涂、热喷焊、堆焊在基本工作原理、结合强度、稀释率、主要应用等方面的不同；

热喷涂、热喷焊、堆焊技术都是利用热能（如氧-乙炔火焰、电弧、等离子火焰等）将具有

特殊性能的涂层材料熔化后涂覆在工件上形成涂层的技术，主要用于制造复合层和零件修复。

三者的不同之处：

1）工作原理：a、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加热细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程

B、热喷焊是采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或半熔化，实现涂层与基体之间、涂层内颗粒之间的冶金结合，消除孔隙的表面处理技术

C、堆焊是在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金的技术。 2）结合强度方面：热喷涂涂层与基体结合强度较差；热喷焊组织致密，冶金缺陷很少，与基材为冶金结合，结合强度高；堆焊结合强度也比较高

3）稀释率方面：a、热喷涂稀释率较低；b、喷焊层会被稀释，稀释率相对比较高；c、堆焊的稀释率比热喷焊大得多

4）应用方面：热喷涂主要用于a、喷涂耐腐蚀涂层；b、喷涂耐磨涂层；c、喷涂耐高温涂层；d、喷涂功能涂层；e、喷涂成型；

热喷焊主要用于：a、重载零件的表面强化与修复；b、只适合特定金属材料，不能用于形状复杂，易热变形的零件；

堆焊可用于零件修复或制造特殊表面性能的新零件。

3、从产生气相镀料粒子的原理出发，分析离子镀膜与蒸发镀膜、溅射镀膜在粒子能量、沉积速率、膜层密度、膜基结合强度的区别；

离子镀膜：粒子高速轰击在基片表面溅射清洗并活化基片表面，加热蒸发源使镀料汽化蒸发然后电离，在电场加速下轰击工件表面并沉积；

蒸发镀膜使通过加热使蒸发料汽化(或升华)，以原子分子或原子团离开熔体表面，凝聚在一定温度的基片或工件表面；

溅射镀膜是用高能离子轰击工件表面，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

以上为这三种镀膜的产生气相镀膜粒子的原理，由此分析：1）离子镀膜和溅射镀膜时的粒子能量高，蒸发镀膜时的粒子能量低；2）离子镀膜与蒸发镀膜的沉积速率高，溅射镀膜的沉积速率低3）离子镀膜的膜层质量好（密度高，细密，等轴晶），溅射镀膜的膜层密度高纯度高，蒸发镀膜的膜层一般为非晶4）离子镀膜和溅射镀膜膜基结合强度高，蒸发镀膜的膜基结合强度低

4、等离子体技术应用在了哪些表面工程技术中？并分析说明等离子体在这些技术中的具体作用。

热浸渗工艺的基本特点：

热浸锌和热浸铝是热浸法中最常用的工艺。

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。

热扩渗锌是世界各国公认的一种经济实惠的材料表面保护工艺。广泛应用于在大气和海洋中工作的钢铁工件上。

（热镀锌约占镀锌总量的95%，热镀锌用锌量在世界范围内占锌产量的40%，在中国约占锌产量的30%左右。）

热浸锌方法特点：

生产成本低、效率高、操作简单、生产工艺可靠、易于实现机械化和自动化等优点，应用更广泛。

热扩渗锌层比电镀锌层具有良好的耐腐蚀能力，更高的硬度和耐磨性。

渗铝是一种既可以保持工件的基体韧性，又可以提高表面的抗氧化和耐腐蚀能力的方法。

热浸铝层比热浸锌层更耐大气腐蚀。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9w38.html