题目
四、选择题:( 1)以下说法不正确的是( )A. 固体对液体吸附作用时,若吸附层内溶质的浓度比本体相大为正吸附,反之为负吸附; B. 在稀溶液中,可以将溶剂对吸附的影响忽略不计,将溶质的吸附简单地当作气体的物理吸附一样处理。 C. 固体之间同样有吸附,粘附功表示了粘附程度的大小,它不只与两种固体物质的表面张力有关,还与两 物质形成新的界面时的界面张力有关; D. 粘附功与内聚力 是 同一个概念。 E. 两个不同物质间的粘附功往往超过其中较弱一物质的内聚力。 F. G. 任何固体都存在这种效应。 需要拉应力和表面活性物质同时作用才能出现。 需大量 的表面活性物质才可起作用。 去除表面活性物质,表面机械性能一般可以恢复。 利用莱宾杰尔效应是因环境介质的影响及表面能减少导致固体强度、塑性降低的现象,利用这种效应可 以提高金属加工的效率,如钢铁在磨床上的磨削加工添加剂溶液就是。 当润湿角 θ =0或° 180 °时称为完全润湿和完全不润湿。 润湿角的大小与界面张力有关 . 固、液、气三相的稳定接触时, σs-g 和 σs-l 相差越小,θ角就越小 ,故而润湿性越好。 粗糙表面的铺展系数远大于光滑表面,在光滑表面不能自发铺展的液体在粗糙表面上有可能自发铺展。 ) 脱脂工艺包括化学脱脂、有机溶剂脱脂、水剂脱脂、电化学脱脂,其中水剂清洗是以水溶液(碱溶液除 外)作为清洗液去除待处理表面油污的清洗方法, 如, 乳化液、 表面活性剂溶液、 清洗剂或金属清洗剂等。 有机溶剂易燃易爆,有一定毒性,挥发性强,材料消耗多,生产成本高,所以逐渐被水剂清洗缩取代。 化学脱脂是利用 酸 与油脂起化学反应来去除材料表面的油污的。其操作简便、脱脂能力强、安全可靠, 易实现自动化。 电化学脱脂液的组成大体上与化学脱脂液相同,只是某些成分含量一般要低一些,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裂作用,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。 ) 表面抛光处理除了机械抛光外,还可以用化学抛光和电化学抛光来处理,使得零件表面得以平整,产生 光泽效果。 化学抛光就是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 溶解速度快得多的特点,实现材料表面的抛光。 电化学抛光是把工件作为阴极,浸于特定的抛光介质中并通以交流电进行电解,零件表面凸起的波峰部 分 电流密度较小 ,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。 化学抛光适合复杂形状和各种各种尺寸的零件,生产效率高,介质使用寿命低,抛光质量不如电化学抛 光。但电化学抛光成本高,效率低。 ) 表面淬火的基本原理是采用特定的将钢铁材料表面快速加热到 Ac1 (对亚共析钢) 或者 Ac3 (对过共析 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。 依靠材料自身组织与结构转变来进行表面改性的工艺主要有 表面渗碳 、表面淬火、 表面形变强化技术等。 激光淬火技术所使用的能量密度更高, 加热速度更快, 需要淬火介质 ,工件 变形大 ,加热轨迹易于控制, 易于实现自动化。 激光表面处理状态包括表面组织准备,如通过调质处理等手段使钢铁材料表面具有较细的表面组织,以 保证激光淬火时组织与性能的均匀、 稳定。 还需要进行表面 “黑化处理” 提高钢铁表面对激光束的吸收率。 ( 7)关于热扩渗说法不正确的是: ( B ) 形成热扩渗层的首要条件是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。其次欲渗元素与 基材之间必须有直接接触,被渗元素在金属中要有一定的扩散速度。对于靠化学反应提供活性原子的热扩 渗工艺而言还须该反应满足热力学条件。 对热力学条件应该包括在一定热扩渗温度下,通过改变反应物浓度或者添加催化剂,或通过提高扩渗温 度能够使产生活性原子的反应进行;反应的平衡常数 至少应该不超过 1% 。 二元合金的渗层一般不会出现两相共存区,反应扩散形成的渗层总由浓度呈阶梯式跳跃分布、相互毗邻 的单相区的组织所构成。 气体放电伏安特性曲线中 异常辉光放电区 是进行离子热扩渗的实际应用区。只有在这一区域阴极表面才 能全部被辉光覆盖, 才能均匀加热工件, 也只有在这一区域才能改变两极间电位降落和阴极表面电流密度, 即离子热扩渗的工艺参数。 ) 喷涂完成后,在涂层内部存在残余张应力,其大小与涂层厚度成正比。薄涂层一般比厚涂层更加经久耐 用。 热喷涂技术中涂层与基材的结合机理主要为机械结合或称“抛锚作用” ,此外涂层与基体表面发生局部 扩散和焊合形成冶金结合,因此其 结合强度很高 。 热喷涂工艺的表面预处理可以直接决定涂层与基体的结合质量。除了必要的清除基体表面污垢外还要进 行粗化处理。
四、选择题:
( 1)以下说法不正确的是( )
A. 固体对液体吸附作用时,若吸附层内溶质的浓度比本体相大为正吸附,反之为负吸附;B. 在稀溶液中,可以将溶剂对吸附的影响忽略不计,将溶质的吸附简单地当作气体的物理吸附一样处理。
C. 固体之间同样有吸附,粘附功表示了粘附程度的大小,它不只与两种固体物质的表面张力有关,还与两 物质形成新的界面时的界面张力有关;
D. 粘附功与内聚力 是 同一个概念。
E. 两个不同物质间的粘附功往往超过其中较弱一物质的内聚力。
F.
G. 任何固体都存在这种效应。
需要拉应力和表面活性物质同时作用才能出现。
需大量 的表面活性物质才可起作用。
去除表面活性物质,表面机械性能一般可以恢复。
利用莱宾杰尔效应是因环境介质的影响及表面能减少导致固体强度、塑性降低的现象,利用这种效应可 以提高金属加工的效率,如钢铁在磨床上的磨削加工添加剂溶液就是。
当润湿角 θ =0或° 180 °时称为完全润湿和完全不润湿。
润湿角的大小与界面张力有关 .
固、液、气三相的稳定接触时, σs-g 和 σs-l 相差越小,θ角就越小 ,故而润湿性越好。
粗糙表面的铺展系数远大于光滑表面,在光滑表面不能自发铺展的液体在粗糙表面上有可能自发铺展。
)
脱脂工艺包括化学脱脂、有机溶剂脱脂、水剂脱脂、电化学脱脂,其中水剂清洗是以水溶液(碱溶液除 外)作为清洗液去除待处理表面油污的清洗方法, 如, 乳化液、 表面活性剂溶液、 清洗剂或金属清洗剂等。
有机溶剂易燃易爆,有一定毒性,挥发性强,材料消耗多,生产成本高,所以逐渐被水剂清洗缩取代。
化学脱脂是利用 酸 与油脂起化学反应来去除材料表面的油污的。其操作简便、脱脂能力强、安全可靠, 易实现自动化。
电化学脱脂液的组成大体上与化学脱脂液相同,只是某些成分含量一般要低一些,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裂作用,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。
)
表面抛光处理除了机械抛光外,还可以用化学抛光和电化学抛光来处理,使得零件表面得以平整,产生 光泽效果。
化学抛光就是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 溶解速度快得多的特点,实现材料表面的抛光。
电化学抛光是把工件作为阴极,浸于特定的抛光介质中并通以交流电进行电解,零件表面凸起的波峰部 分 电流密度较小 ,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。
化学抛光适合复杂形状和各种各种尺寸的零件,生产效率高,介质使用寿命低,抛光质量不如电化学抛 光。但电化学抛光成本高,效率低。
)
表面淬火的基本原理是采用特定的将钢铁材料表面快速加热到 Ac1 (对亚共析钢) 或者 Ac3 (对过共析 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。
依靠材料自身组织与结构转变来进行表面改性的工艺主要有 表面渗碳 、表面淬火、 表面形变强化技术等。
激光淬火技术所使用的能量密度更高, 加热速度更快, 需要淬火介质 ,工件 变形大 ,加热轨迹易于控制, 易于实现自动化。
激光表面处理状态包括表面组织准备,如通过调质处理等手段使钢铁材料表面具有较细的表面组织,以 保证激光淬火时组织与性能的均匀、 稳定。 还需要进行表面 “黑化处理” 提高钢铁表面对激光束的吸收率。 ( 7)关于热扩渗说法不正确的是: ( B )
形成热扩渗层的首要条件是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。其次欲渗元素与 基材之间必须有直接接触,被渗元素在金属中要有一定的扩散速度。对于靠化学反应提供活性原子的热扩 渗工艺而言还须该反应满足热力学条件。
对热力学条件应该包括在一定热扩渗温度下,通过改变反应物浓度或者添加催化剂,或通过提高扩渗温 度能够使产生活性原子的反应进行;反应的平衡常数 至少应该不超过 1% 。
二元合金的渗层一般不会出现两相共存区,反应扩散形成的渗层总由浓度呈阶梯式跳跃分布、相互毗邻 的单相区的组织所构成。
气体放电伏安特性曲线中 异常辉光放电区 是进行离子热扩渗的实际应用区。只有在这一区域阴极表面才 能全部被辉光覆盖, 才能均匀加热工件, 也只有在这一区域才能改变两极间电位降落和阴极表面电流密度, 即离子热扩渗的工艺参数。
)
喷涂完成后,在涂层内部存在残余张应力,其大小与涂层厚度成正比。薄涂层一般比厚涂层更加经久耐 用。
热喷涂技术中涂层与基材的结合机理主要为机械结合或称“抛锚作用” ,此外涂层与基体表面发生局部 扩散和焊合形成冶金结合,因此其 结合强度很高 。
热喷涂工艺的表面预处理可以直接决定涂层与基体的结合质量。除了必要的清除基体表面污垢外还要进 行粗化处理。
题目解答
答案
D
解析
本题主要考察表面化学与材料表面处理的相关知识，需对各选项涉及的概念（如吸附、粘附功、润湿、脱脂、抛光、淬火、热扩渗等）进行准确性判断。
选项分析
- A. 正确：固体对液体吸附时，吸附层溶质浓度高于本体相为正吸附，反之为负吸附，符合吸附基本定义。
- B. 正确：稀溶液中溶剂吸附影响可忽略，溶质吸附可近似为气体物理吸附，是简化处理的合理方式。
- C. 正确：固体间吸附的粘附功与两固体表面张力及新界面张力有关，公式 $W_a = \gamma_{s1} + \gamma_{s2} - \gamma_{s1-s2}$ 明确体现这一点。
- D. 错误：粘附功（$W_a$）是两固体粘附的能量，内聚力（$W_c$）是同一固体内部的结合能，概念不同。
- E. 正确：不同物质间粘附功常超过较弱物质的内聚力，是粘附现象的常见规律。
- 其他选项：如润湿角、脱脂工艺、抛光、淬火、热扩渗等描述均符合实际，不选。