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1、2008-2009学年第2学期考试试题 （B）卷 课程名称 表面工程学 任课教师签名 出题教师签名 集体出卷 审题教师签名 考试方式 （闭）卷 适用专业 材料物理06(1，2)班 考试时间 （ 120 ）分钟题号一二三四五六七总分得分评卷人一、 填空题（22分,每空1分，第小题为2分）1、为了研究的方便，一般将固体的表面分为理想表面，清洁表面和 表面。2、金属材料的三大失效方式： 、 、 。3、电镀液一般都含有下面的组份： ， ， ， 和 。4、化学转化膜按表面转化过程中是否存在外加电流,分为 与 两类。5、涂料是一种有机混合物，对基体进行保护、装饰及防腐、绝缘等。涂料产品有数千种，根据其物质
2、组成一般分为 、 、 、 等四个部分。 6. 固体对气体的吸附可以分为： 吸附和 吸附。7. 古代铁匠在打制宝剑时，为了提高宝剑的表面硬度，往往通过 处理技术来实现。8. 涂料中使用的颜料一般可以分为 颜料和 颜料两类。9. 化学热处理与表面热处理不同之处是后者 。二、 单项选择题（10分，每小题2分）1、上图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：(a) (b) (c) (d) 2、Electroless Plating翻译成中文，应该是下列哪一个？(a)电镀 (b)电解 (c)化学镀 (d)电铸3、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池
3、时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(a) XYZ(b) XZY (c) YXZ (d) YZX 4、由于产生的高能耗、高污染等负面影响也越来越大，我国政府已明令停止办理下列哪种类型的新建厂的审批？(a)电镀 (b)化学镀 (c)爆炸喷涂 (d)磷酸盐表面磷化处理5、要降低钢铁工件表面的摩擦系数，可以通过下列哪种处理可以达到目标？(a)表面渗碳 (b) 表面渗氮 (c) 表面渗硼 (d) 表面渗硫三、 判断题，在题后的括号中填或者.（10分，每小题2分）1、MBE是一种高效的溅射镀膜技术。 （ ）2、黄铜就是铜锡合金。（ ）3、相对于干法刻蚀，湿法刻蚀在刻蚀方向上呈现出各向同性
4、的。（ ）4、在对铝质工件表面进行喷丸处理时，不能使用铁质材料的喷丸。（ ）5、制备金刚石膜是典型的物理气相沉积方法。（ ）四、 名词解释（10分，每小题分）（1） 化学气相沉积：（2） 拜尔贝层：五、 问答题（20分）1. 对于钢铁,一般使用H2SO4和HCl去除氧化皮 ，但酸洗选用硫酸还是盐酸，要视生产的具体情况而定。现在请写出用H2SO4去除钢铁表面氧化皮过程中所发生化学反应的反应式。（12分）2. 表面油污也是影响表面处理质量的重要因素，油污的存在，会使表面涂层与基体的结合力下降,甚至使涂层起皮，脱落，为此，在进行表面处理前，需要进行彻底进行除油。通常油脂分为哪两类？列举四种比较常用的
5、除油方法。（8分）六、 综合题（28分）1. 一般电热水器不锈钢内胆的哪个部位容易发生腐蚀，为什么在那个部位容易发生腐蚀？请至少用两种方法解决该问题，并说明他们在使用过程中存在的优缺点。（15分）2. 现在要为CD光盘的塑料表面沉积一层Al薄膜作为反光层，请画出制备装置的工作原理图，图中标出必要的文字说明，并简单描述制备的原理及所使用的方法名称。(13分)2008-2009年度 第2学期 表面工程学标准答案（B） 阅卷教师：满卫东一、 填空题（22分,每空1分，第小题为2分）1、为了研究的方便，一般将固体的表面分为理想表面，清洁表面和 实际 表面。2、金属材料的三大失效方式： 腐蚀 、 断裂
6、、 磨损 。3、电镀液一般都含有下面的组份：主盐，导电盐，络合剂，缓冲剂和添加剂。4、化学转化膜按表面转化过程中是否存在外加电流,分为化学转化膜与电化学转化膜两类。5、涂料是一种有机混合物，对基体进行保护、装饰及防腐、绝缘等。涂料产品有数千种，根据其物质组成一般分为 成膜物质 、 颜料 、 溶剂 、 助剂 等四个部分。 6. 固体对气体的吸附可以分为：物理吸附和化学吸附。7. 古代铁匠在打制宝剑时，为了提高宝剑的表面硬度，往往通过 （表面）淬火 处理技术来实现。8. 涂料中使用的颜料一般可以分为着色颜料和体质颜料两类。9. 化学热处理与表面热处理不同之处是后者不改变工件表层的化学成分。二、 单
7、项选择题（10分，每小题2分）1、上图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：( a )(a) (b) (c) (d) 2、Electroless Plating翻译成中文，应该是下列哪一个？( c )(a)电镀 (b)电解 (c)化学镀 (d)电铸3、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为: ( c )(a) XYZ(b) XZY (c) YXZ (d) YZX 4、由于产生的高能耗、高污染等负面影响也越来越大，我国政府已明令停止办理下列哪种类型的新建厂的审批？( a )(a)电镀 (b
8、)化学镀 (c)爆炸喷涂 (d)磷酸盐表面磷化处理5、要降低钢铁工件表面的摩擦系数，可以通过下列哪种处理可以达到目标？( d )(a)表面渗碳 (b) 表面渗氮 (c) 表面渗硼 (d) 表面渗硫三、 判断题，在题后的括号中填或者.（10分，每小题2分）1、MBE是一种高效的溅射镀膜技术。 （ ）2、黄铜就是铜锡合金。（ ）3、相对于干法刻蚀，湿法刻蚀在刻蚀方向上呈现出各向同性的。（ ）4、在对铝质工件表面进行喷丸处理时，不能使用铁质材料的喷丸。（ ）5、制备金刚石膜是典型的物理气相沉积方法。（ ）四、 名词解释（10分，每小题分）1. 化学气相沉积：是将含有组成薄膜的一种或几种化合物气体导入
9、反应室，使其在基体上通过化学反应生成所需要薄膜的一类薄膜制备方法。（5分）2. 拜尔贝层：固体材料经切削加工后，在几个微米或者十几个微米的表层中可能发生组织结构的剧烈变化，使得在表面约10nm的深度内，形成一种非晶态薄层-拜尔贝 （贝尔比，Beilby）层。（5分）五、 问答题（20分）1. 对于钢铁,一般使用H2SO4和HCl去除氧化皮 ，但酸洗选用硫酸还是盐酸，要视生产的具体情况而定。现在请写出用H2SO4去除钢铁表面氧化皮过程中所发生化学反应的反应式。（12分）（每个方程式2分）2. 表面油污也是影响表面处理质量的重要因素，油污的存在，会使表面涂层与基体的结合力下降,甚至使涂层起皮，脱落
10、，为此，在进行表面处理前，需要进行彻底进行除油。通常油脂分为哪两类？列举四种比较常用的除油方法。(8分)油脂通常分为皂化性油脂和非皂化性油脂，前者指能与碱发生皂化反应生成可溶于水的肥皂的油脂，如动物性油脂。 后者指不能发生皂化反应，如矿物油。（4分）。除油方法有：（每个1分） 有机溶剂法 化学法 电化学法 超声波法。六、 综合题（28分）1. 一般电热水器不锈钢内胆的哪个部位容易发生腐蚀，为什么在那个部位容易发生腐蚀？请至少用两种方法解决该问题，并说明他们在使用过程中存在的优缺点。(15分)通常认为，不锈钢在许多环境中是不需要什么方式保护的，但伴随着不锈钢内胆热水器的市场的不断扩大，腐蚀穿孔的
11、事故时有发生，并且集中在特定的地区或者城市的生活小区。经检查，热水器不锈钢内胆的腐蚀95以上发生在焊缝附近。因此，弄清电热水器不锈钢内胆腐蚀的原因及找到适合的防护方法有着十分重要的意义。(3分) 通常不锈钢表面可生成保护性的钝化膜，而且此膜还有自我修补的机能，这就可使钝化膜在溶液中处于不断溶解和随时形成的动态平衡状态。但是在含C1的中性水中，由于C1的离子半径较小，容易穿透不锈钢的钝化膜，破坏钝化膜的平衡状态。如果不锈钢表面存在硫化物夹杂，晶介碳化物或其它弱点，孔蚀就先在这些地方形成，并能使蚀孔不断扩大和加深。 (2分)不锈钢内胆是由不锈钢板材经过氩弧焊接而成，焊接温度在1300左右，自然冷却
12、，在焊接热影响区，不锈钢的组织结构必然发生变化，形成贫铬区或碳化物、硫化物夹杂，这些夹杂物极有可能成为孔蚀的活性点，这也就是不锈钢内胆在焊缝附近产生孔蚀的重要原因。在腐蚀较为严重的水介质中，不锈钢表面不易生成钙镁沉积层，使侵蚀性阴离子（如C1）容易在金属表面吸附并产生活化点，从而发展成孔蚀。NaClO是城市自来水处理常用的杀菌剂。在城市自来水中总是残留着一定浓度的NaClO，这就是造成和加速不锈钢孔蚀的重要因素。(5分) 不锈钢内胆的阴极保护: (5分) 牺牲阳极法阴极保护（SACP）： 强制电流法阴极保护（ICCP） 3. 现在要为CD光盘的塑料表面沉积一层Al薄膜作为反光层，请画出制备装置的工作原理图，图中标出必要的文字说明，并简单描述制备的原理及所使用的方法名称。(13分)蒸发镀，溅射镀，离子镀等方法都可以，写出方法名称的给5分，基本正确画出装置原理图，并标出基本组件的给5分，有原理说明的给3分。