現(xiàn)代表面技術(shù)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種表面技術(shù)主要用于提高材料表面的硬度和耐磨性？（）A.電鍍B.熱噴涂C.化學(xué)轉(zhuǎn)化膜D.涂裝答案：B。熱噴涂可以將耐磨材料噴涂到工件表面，顯著提高其硬度和耐磨性；電鍍主要用于裝飾、防腐等；化學(xué)轉(zhuǎn)化膜主要是提高耐蝕性等；涂裝主要是裝飾和一定的防護。2.物理氣相沉積（PVD）過程中，以下哪種不屬于PVD的主要方法？（）A.蒸發(fā)鍍膜B.濺射鍍膜C.化學(xué)鍍D.離子鍍答案：C?；瘜W(xué)鍍是化學(xué)方法，不屬于物理氣相沉積；蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍都屬于PVD的主要方法。3.陽極氧化是一種在金屬表面形成氧化膜的工藝，常用于（）。A.鋼鐵B.鋁合金C.銅合金D.鎂合金答案：B。陽極氧化工藝在鋁合金表面處理中應(yīng)用廣泛，能提高鋁合金的耐蝕性、耐磨性和裝飾性等；鋼鐵一般采用發(fā)藍等處理；銅合金和鎂合金也有各自適用的表面處理方法，但陽極氧化不是其典型工藝。4.熱浸鍍是將被鍍金屬浸入熔融的鍍液中獲得鍍層的方法，以下哪種金屬常用熱浸鍍方法鍍覆？（）A.鎳B.鋅C.鉻D.金答案：B。熱浸鍍鋅是一種常見的熱浸鍍工藝，廣泛應(yīng)用于鋼鐵的防腐；鎳、鉻、金一般采用電鍍等其他方法鍍覆。5.激光表面處理可以對材料表面進行改性，以下不屬于激光表面處理效果的是（）。A.表面淬火B(yǎng).表面合金化C.表面拋光D.表面熔覆答案：C。激光表面處理包括表面淬火、表面合金化、表面熔覆等，可以改變材料表面的組織結(jié)構(gòu)和性能；而表面拋光主要是通過機械或化學(xué)等方法使表面光滑，不是激光表面處理的典型效果。6.化學(xué)鍍與電鍍的主要區(qū)別在于（）。A.化學(xué)鍍不需要外加電源B.化學(xué)鍍鍍層更厚C.電鍍鍍液成分更簡單D.電鍍沉積速度更慢答案：A?；瘜W(xué)鍍是利用化學(xué)反應(yīng)在工件表面沉積金屬，不需要外加電源；電鍍需要外加電源；一般來說，電鍍可以通過控制電流等參數(shù)獲得較厚的鍍層；電鍍鍍液成分也較為復(fù)雜；電鍍沉積速度通常比化學(xué)鍍快。7.以下哪種涂裝方法適用于形狀復(fù)雜的工件？（）A.刷涂B.噴涂C.電泳涂裝D.浸涂答案：C。電泳涂裝可以使涂料均勻地沉積在形狀復(fù)雜的工件表面；刷涂適用于小面積、形狀簡單的工件；噴涂對于一些復(fù)雜形狀的死角等可能存在涂裝不均勻的問題；浸涂對于一些有內(nèi)腔等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工件可能會有涂料殘留等問題。8.等離子噴涂屬于（）。A.冷噴涂B.熱噴涂C.電鍍D.化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)答案：B。等離子噴涂是熱噴涂的一種，利用等離子焰流將噴涂材料加熱熔化后噴射到工件表面；冷噴涂與等離子噴涂原理不同；它既不是電鍍也不屬于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)。9.磷化處理是一種常見的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理方法，主要用于（）。A.提高表面硬度B.提高表面導(dǎo)電性C.提高耐蝕性和涂裝附著力D.提高表面光澤度答案：C。磷化處理在金屬表面形成磷化膜，主要作用是提高金屬的耐蝕性以及作為涂裝的底層，提高涂層與金屬表面的附著力；對表面硬度、導(dǎo)電性和光澤度的影響不是其主要目的。10.離子注入表面改性技術(shù)的特點不包括（）。A.注入元素不受固溶度限制B.處理溫度低C.注入層與基體結(jié)合力弱D.可精確控制注入劑量和深度答案：C。離子注入的注入元素不受固溶度限制，可以精確控制注入劑量和深度，且處理溫度低；注入層與基體結(jié)合是原子級的結(jié)合，結(jié)合力強，而不是弱。二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.常見的表面處理技術(shù)可以分為以下幾大類（）。A.涂覆技術(shù)B.表面改性技術(shù)C.化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)D.復(fù)合表面處理技術(shù)答案：ABCD。涂覆技術(shù)如電鍍、涂裝等；表面改性技術(shù)如激光表面處理、離子注入等；化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)如磷化、陽極氧化等；復(fù)合表面處理技術(shù)是將多種表面處理方法結(jié)合使用。2.電鍍工藝中，影響鍍層質(zhì)量的因素有（）。A.鍍液成分B.鍍液溫度C.電流密度D.工件表面預(yù)處理情況答案：ABCD。鍍液成分決定了鍍層的成分和性能；鍍液溫度會影響鍍液的性能和沉積速度；電流密度對鍍層的結(jié)晶狀態(tài)和質(zhì)量有重要影響；工件表面預(yù)處理情況直接影響鍍層與基體的結(jié)合力和鍍層的均勻性。3.熱噴涂技術(shù)的優(yōu)點包括（）。A.可噴涂材料廣泛B.可在多種基體材料上噴涂C.涂層厚度可以控制D.能顯著提高基體材料的強度答案：ABC。熱噴涂可噴涂金屬、陶瓷、塑料等多種材料，可在金屬、陶瓷等多種基體材料上進行噴涂，并且可以通過控制噴涂工藝參數(shù)來控制涂層厚度；熱噴涂主要是改善材料表面性能，對基體材料的強度提高不顯著。4.化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理的作用有（）。A.提高耐蝕性B.提高耐磨性C.作為涂裝底層D.改善外觀答案：ABCD?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜可以在金屬表面形成一層保護膜，提高耐蝕性；有些化學(xué)轉(zhuǎn)化膜可以提高表面的耐磨性；可以作為涂裝的底層，提高涂層與基體的結(jié)合力；還可以改善金屬表面的外觀。5.激光表面處理技術(shù)的優(yōu)點有（）。A.處理速度快B.熱影響區(qū)小C.可局部處理D.設(shè)備成本低答案：ABC。激光表面處理技術(shù)處理速度快，熱影響區(qū)小，能夠?qū)ぜM行局部處理；但激光表面處理設(shè)備成本較高。三、判斷題（每題2分，共10分）1.電鍍過程中，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極發(fā)生還原反應(yīng)。（）答案：錯誤。電鍍過程中，陰極發(fā)生還原反應(yīng)（金屬離子得到電子沉積在陰極表面），陽極發(fā)生氧化反應(yīng)（陽極金屬溶解）。2.熱浸鍍過程中，鍍液的溫度對鍍層質(zhì)量沒有影響。（）答案：錯誤。熱浸鍍過程中，鍍液溫度會影響鍍液的流動性、鍍層的形成過程和質(zhì)量等，是一個重要的工藝參數(shù)。3.化學(xué)鍍鎳層具有良好的耐蝕性和耐磨性。（）答案：正確?；瘜W(xué)鍍鎳層具有均勻、致密的特點，能提供良好的耐蝕性和一定的耐磨性。4.涂裝過程中，涂料的粘度越高越好。（）答案：錯誤。涂料粘度需要根據(jù)涂裝方法和工藝要求進行調(diào)整，過高的粘度可能導(dǎo)致涂裝困難、涂層不均勻等問題。5.離子鍍是一種在高溫高壓下進行的表面處理技術(shù)。（）答案：錯誤。離子鍍通常是在真空環(huán)境下進行，壓力較低，雖然有一定的能量輸入，但不是高溫高壓的條件。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述電鍍的基本原理和主要工藝流程。答案：電鍍的基本原理是利用電解原理，在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過外加直流電源，使欲鍍金屬離子在基體表面獲得電子還原成金屬原子，并沉積形成鍍層。主要工藝流程包括：（1）表面預(yù)處理：去除工件表面的油污、鐵銹等雜質(zhì)，包括脫脂、酸洗、活化等步驟，以保證鍍層與基體的良好結(jié)合。（2）電鍍：將預(yù)處理后的工件放入鍍液中，接通電源進行電鍍，控制電鍍時間、電流密度、鍍液溫度等工藝參數(shù)。（3）后處理：電鍍完成后，對鍍層進行清洗、鈍化、干燥等處理，以提高鍍層的耐蝕性和外觀質(zhì)量。2.說明熱噴涂技術(shù)的原理和主要應(yīng)用領(lǐng)域。答案：熱噴涂技術(shù)原理是將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后通過高速氣流將其霧化并噴射到經(jīng)過預(yù)處理的基體表面，形成涂層。加熱源可以是火焰、電弧、等離子體等。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：（1）航空航天領(lǐng)域：用于修復(fù)航空發(fā)動機葉片等零部件的磨損表面，提高其耐磨性和耐高溫性能；還可用于航天器表面的熱防護涂層。（2）機械制造領(lǐng)域：對機械零件進行表面強化，提高其耐磨性、耐蝕性和抗疲勞性能，如曲軸、模具等。（3）電力行業(yè)：對鍋爐管道等進行熱噴涂防護，提高其抗高溫腐蝕和沖蝕的能力。（4）石油化工領(lǐng)域：對化工設(shè)備和管道進行熱噴涂，防止介質(zhì)腐蝕。3.比較化學(xué)鍍和電鍍在工藝特點和應(yīng)用方面的異同。答案：相同點：兩者都是在工件表面沉積金屬鍍層的方法，都可以提高工件的耐蝕性、裝飾性等性能。不同點：工藝特點：（1）化學(xué)鍍不需要外加電源，依靠化學(xué)反應(yīng)在工件表面沉積金屬；電鍍需要外加電源。（2）化學(xué)鍍鍍液成分相對復(fù)雜，需要有合適的還原劑；電鍍鍍液成分根據(jù)不同的鍍種有不同的配方。（3）化學(xué)鍍沉積速度相對較慢，但鍍層均勻性好；電鍍沉積速度可以通過控制電流等參數(shù)調(diào)節(jié)，在一些情況下沉積速度較快，但對于形狀復(fù)雜的工件可能存在鍍層不均勻的問題。應(yīng)用方面：（1）化學(xué)鍍適用于一些形狀復(fù)雜、需要均勻鍍層的工件，如電子元件、塑料制品等；也常用于對導(dǎo)電性要求不高但需要良好耐蝕性和耐磨性的場合。（2）電鍍廣泛應(yīng)用于裝飾領(lǐng)域，如五金制品的鍍鉻、鍍鎳等；也用于提高金屬的耐蝕性，如鋼鐵件的鍍鋅等。五、論述題（每題25分，共25分）論述現(xiàn)代表面技術(shù)在提高材料綜合性能和延長使用壽命方面的重要作用，并結(jié)合具體實例進行說明。答案：現(xiàn)代表面技術(shù)在提高材料綜合性能和延長使用壽命方面具有極其重要的作用。首先，在提高材料耐蝕性方面，許多材料在使用過程中會受到周圍環(huán)境的腐蝕，而表面技術(shù)可以有效防止或減緩這種腐蝕。例如，熱浸鍍鋅是一種廣泛應(yīng)用的表面處理方法，將鋼鐵工件浸入熔融的鋅液中，在其表面形成一層鋅鍍層。鋅的電極電位比鐵低，在腐蝕環(huán)境中，鋅作為陽極先被腐蝕，從而保護了鋼鐵基體。像輸電塔、高速公路護欄等戶外鋼鐵結(jié)構(gòu)件采用熱浸鍍鋅處理后，其耐蝕壽命可以從幾年提高到幾十年，大大減少了維護和更換成本。其次，在提高材料耐磨性方面，熱噴涂和激光表面處理等技術(shù)發(fā)揮著重要作用。熱噴涂可以將高硬度的陶瓷、金屬陶瓷等材料噴涂到工件表面，形成耐磨涂層。例如，在石油開采的鉆井設(shè)備中，鉆頭的磨損非常嚴(yán)重。通過對鉆頭表面進行熱噴涂陶瓷涂層處理，其耐磨性得到顯著提高，鉆頭的使用壽命可以延長數(shù)倍，減少了頻繁更換鉆頭的時間和成本，提高了鉆井效率。激光表面淬火也是一種提高耐磨性的有效方法，它可以使金屬表面快速加熱和冷卻，形成細小的馬氏體組織，提高表面硬度和耐磨性。如汽車發(fā)動機的凸輪軸采用激光表面淬火處理后，其耐磨性和抗疲勞性能都有很大提升，保證了發(fā)動機的穩(wěn)定運行。再者，在提高材料的耐高溫性能方面，熱障涂層技術(shù)應(yīng)用廣泛。航空發(fā)動機的渦輪葉片工作在高溫、高壓和高速氣流的惡劣環(huán)境中，傳統(tǒng)的金屬材料難以承受這樣的高溫。熱障涂層一般采用陶瓷材料，通過等離子噴涂等方法涂覆在渦輪葉片表面。陶瓷涂層具有低的熱導(dǎo)率，可以有效降低基體金屬的溫度，提高葉片的耐高溫性能和使用壽命。例如，先進航空發(fā)