1、1、電鍍（1）定義：電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體為陰極，通過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法。（2）鍍液組成：主鹽：是指鍍液中能在陰極上沉積出來所要求鍍層金屬的鹽，用于提供金屬離子。絡合劑：作用在于獲得絡合離子，起到陰極極化作用。附加鹽：用于提高電鍍液的導電性。緩沖劑：用來穩定溶液酸堿度的物質。陽極活化劑：提高陽極開始鈍化的電流密度，保證陽極處于活化狀態而能正常地溶解。添加劑：用以改善鍍層性能性質的物質。（3）電流效率：是指實際析出物質的質量與理論計算析出物質的質量之比。（4）分散能力：是指電鍍液所具有的使金屬鍍層厚度均勻分

2、布的能力。（5）改善分散能力方法：1在電鍍液中加入一定量的強電解質，2采用絡合物電解液，3加入適量的添加劑，4合理安排電極的位置及距離，5使用異形電極。（6）覆蓋能力：是指電鍍液所具有的使鍍件的深凹處沉積上金屬鍍層的能力。（7）極化：指的是有電流通過電極時，電極電位偏離平衡電極電位的現象。（8）電沉積過程：液相傳質，電化學反應和電結晶。液相傳質的三種方式：電遷移、對流和擴散。（9）金屬共沉積的條件：兩種金屬中至少有一種金屬能從其鹽類的水溶液中沉積出來；兩種金屬的析出電位要十分接近。（10）改變電位的方法：1改變鍍液中金屬離子的濃度；2采用絡合劑；3采用適當的添加劑。2、電刷鍍(1)定義：是在被

3、鍍零件表面局部快速電沉積金屬鍍層的技術，其本質上是依靠一個與陽極接觸的墊或刷提供電鍍需要的電解液的電鍍。（2）優缺點：與常規電鍍比，優點：1設備簡單，攜帶方便；2工藝簡單，操作簡單；鍍層種類多，與基材結合力強，力學性能好；4沉積速度快。缺點：勞動強度大，消耗鍍液較多，消耗陽極包纏材料。（3）設備：直流電源、鍍筆及供液、集液裝置。（4）陽極包裹的作用：1貯存刷鍍用的溶液，2防止陽極與被鍍件直接接觸，3過濾陽極表面所溶下的石墨粒子。（5）鍍前預處理：1表面整修，2表面清理，3電凈處理，4活化處理。3、化學鍍（1）定義：是指在沒有外電流通過的情況下，利用化學方法使溶液中的金屬離子還原為金屬并沉積在基

4、體表面，形成鍍層的一種表面加工方法。（2）優缺點：與電鍍相比，優點：1不管鍍件形狀如何復雜，其鍍層厚度都很均勻，2鍍層外觀良好，晶粒細，無孔，耐蝕性更好，3無需電解設備及附件，4能在非金屬以及半導體上沉積。缺點：溶液穩定性差，使用溫度高，壽命短。1、氧化處理（1）鋼鐵的化學氧化：是指鋼鐵在含有氧化劑的溶液中進行處理，使其表面生成一層均勻的藍黑到黑色膜的過程，也稱“發藍”。化學成分為Fe3O4。（2）鋼鐵高溫氧化工藝：1氫氧化鈉，2氧化劑，3溫度，4鐵離子含量，5鋼鐵含碳量。（3）鋼鐵常溫氧化：表面膜成分CuSe。2、陽極氧化（1）定義：是指在適當的電解液中，以金屬作為陽極，在外加電流作用下，使

5、其表面生成氧化膜的方法。（2）鋁氧化膜的特點：1氧化膜結構的多孔性，2氧化膜的耐磨性，3氧化膜的耐蝕性，氧化膜的電絕緣性，5氧化膜的絕熱性，6氧化膜的結合力。（3）氧化膜的生成過程：1無孔層形成，2多孔層形成，3多孔層增厚。（4）氧化膜的著色：1無機顏料著色，以物理吸附作用為主。色調不鮮艷，與基體結合力差，但耐曬性較好。2有機染料著色，一般認為有物理吸附和化學反應。色澤鮮艷，顏色范圍廣，但耐曬性差。3電解著色：電解著色是把經陽極氧化的鋁及其合金放入含金屬鹽的電解液中進行電解，通過電化學反應，使進入氧化膜微孔中的重金屬離子還原為金屬原子，沉積于孔底無孔層上而著色。（5）封閉處理：1熱水封閉法，2

6、水蒸氣封閉法，3重鉻酸鹽封閉法，4水解封閉法，5填充封閉法。3、磷化處理（1）定義：把金屬放入含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中進行化學處理，使金屬表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護膜的方法。（2）高中常溫磷化：1高溫磷化的優點是膜層較厚，膜層的耐蝕性、耐熱性、結合力和硬度都比較好，磷化速度快；缺點是溶液的工作溫度高，能耗大，溶液蒸發量大，成分變化快，常需調整，且結晶粗細不均勻。2中溫磷化的優點是膜層的耐蝕性接近高溫磷化膜，溶液穩定，磷化速度快，效率高；缺點是溶液較復雜，調整較麻煩。3常溫磷化的優點是節能，成本低，溶液穩定；缺點是耐蝕性較差、結合力欠佳，處理時間長，效率低。4、鉻酸鹽處理（1）定義：把

7、金屬或金屬鍍層放入含有某些添加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中，通過化學或電化學的方法使金屬表面生成由三價鉻和六價鉻組成的鉻酸鹽膜的方法，也稱為鈍化。（2）自修復作用：六價鉻化合物以夾雜形式或由于被吸附或化學鍵的作用，分散在膜的內部起填充作用。當膜收到輕度損傷時，可溶性的六價鉻化合物能使該處再鈍化。1、涂料與涂裝（1）定義：涂料是指一種流動狀態或粉末狀態的物質，能夠均勻地覆蓋和良好的附著在物體表面形成固體薄膜。涂裝是指用有機涂料通過一定方法涂覆在材料或制件表面，形成涂膜的全部工藝過程。（2）涂料成分和作用：成膜物質、顏料、溶劑和助劑。成膜物質：形成涂膜的主要物質，是決定涂料性能的主要因素。顏料：著色，降

8、低成本，提高涂膜的性能。溶劑：使涂料保持溶解狀態，調整涂料的粘度，揮發性和流變性能。助劑：改善涂料的儲存性、施工性和涂膜的物理性質。2、熱噴涂（1）定義：是一種采用氣體、液體燃料或電弧、等離子弧、激光燈作為熱源，是金屬、合金、金屬陶瓷、塑料等噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態，通過高速氣流使其霧化，然后噴射、沉積到經過預處理的工件表面，從而形成附著牢固的表面層的加工方法。（2）涂層結構：是由無數變形粒子互相交錯呈波浪式堆疊在一起的層狀組織結構。（3）改善途徑：1采用等離子弧等高溫熱源，2超高速噴涂，3低壓或保護氣氛噴涂，4重熔處理。（4）特點：1使用范圍廣，2工藝靈活，噴涂層的厚度可調范圍大，3工

9、件受熱程度可以控制，5生產效率高。（5）結合機理和火焰、電弧、等離子噴涂的各自優缺點，詳見習題。3、電火花涂敷（1）定義：是指直接利用電能的高密度能量對金屬表面進行涂敷處理的工藝。（2）設備（最基本）：脈沖電源盒振動器。（3）涂敷層形貌：由無數密集的涂敷點和放點凹坑所構成，宏觀呈銀灰色的桔皮狀。4、熱浸鍍（1）定義：是指將工件浸在熔融的液態金屬中，在工件表面發生一系列物理和化學反應，取出冷卻后表面形成所需的金屬鍍層。（2）熔劑法：工藝流程為：預鍍件堿洗水洗酸洗熔劑處理熱浸鍍鍍后處理成品。熔劑處理目的：除去工件上未完全酸洗掉的鐵鹽和酸洗后又被氧化的氧化皮，清除熔融金屬表面的氧化物，降低熔融金屬的

10、表面張力，使工件與空氣隔離而避免重新氧化。（3）保護氣體還原法：森吉米爾法。5、搪瓷涂敷：是將玻璃質瓷釉涂敷在金屬基材表面，經過高溫燒結，瓷釉與金屬之間發生物理化學反應而牢固結合，在整體上有金屬的力學強度，表面有玻璃的耐蝕、耐熱、耐磨、易潔和裝飾等特性的一種涂層材料。6、陶瓷涂層：是以氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氮化物、金屬陶瓷和其他無機物為原料，用各種方法涂敷在金屬等基材表面而使之具有耐熱、耐蝕、耐磨以及某些光、電學等特性的一類涂層。1、金屬表面形變強化（1）原理：通過機械手段在金屬表面產生壓縮變形，使表面形成形變硬化層的工藝。（2）方法：主要有滾壓、內擠壓和噴丸等工藝。噴丸是一種再結晶

11、溫度以下的表面強化方法，即利用高速彈丸強烈沖擊零部件表面，使之產生形變硬化層并引進殘余壓應力。（3）噴丸強度：由于噴丸面在彈丸沖擊下產生塑性伸長變形，噴丸后的試片產生凸向噴丸面的球面彎曲變形，試片凸起的大小用弧高度f表示，當弧高度f打到飽和值，試片表面達到全覆蓋率時，此弧高度即為噴丸強度。2、表面熱處理（1）定義：是指僅對零部件表層加熱、冷卻，從而改變形變層組織和性能而不改變成分的一種工藝，是最基本、應用最廣泛的材料表面改性技術之一。（2）感應加熱表面淬火：物理過程：當感應線圈通以交流電后，感應線圈內即形成交流磁場。置于感應線圈內的被加熱零件引起感應電動勢，所以零件內將產生閉合電流即渦流。由于

12、被加熱的金屬零件的電阻很小，所以渦電流很大，從而可迅速將零件加熱。（3）感應電流透入深度：從電流密度最大的表面到電流值為表面的1/e處的距離。（4）硬化層深度：由表及里工件能達到奧氏體化溫度的距離。（5）淬火后組織和性能：是細小的隱晶馬氏體，碳化物呈彌散分布，這是由于快速加熱時在細小的奧氏體內有大量亞結構殘留在馬氏體中所致。（6）火焰加熱表面淬火：是應用氧乙炔或其他可燃氣體對零件表面加熱，隨后淬火冷卻的工藝。（7）火焰較感應表淬優缺點：優點：設備簡單，操作靈活，適用鋼種廣泛，零件表面清潔，一般無氧化和脫碳、畸變小等。缺點：加熱溫度不易控制，噪音大，勞動條件差，混合氣體不夠安全，不易獲得薄的表面

13、淬火層。3、表面化學熱處理（1）定義：金屬表面化學熱處理是利用元素擴散性能，使合金元素滲入金屬表層的一種熱處理工藝。（2）過程：1產生滲劑的活性原子，2活性原子吸附金屬表面，3吸收活性原子，元素的擴散。（3）化學熱處理的目的：1提高金屬表面的強度、硬度和耐磨性。2提高材料疲勞強度。3使金屬表面具有良好的抗粘著、抗咬合的能力和降低摩擦系數。4提高金屬表面的耐蝕性。（4）擴散層形成條件：1滲入元素與基體金屬須形成固溶體或金屬間化合物。2滲素與基體須保持直接緊密接觸。3保持一定溫度，即保持一定滲鍍速度。4生成活性原子的化學反應必須滿足熱力學條件。（5）滲碳滲氮滲硼的比較：4、等離子體：是一種電離度超

14、過0.1%的氣體，是由離子、電子和中性粒子（原子和分子）所組成的集合體。5、（1）激光的特點：1高方向性，2高亮度性，3高單色性。（2）激光的產生：處于熱平衡物體的原子和分子中各粒子是按統計規律分布的，且大都處于低能級狀態。原子受激發到高能級后，會很快自發躍遷到低能級態。通常處于激發態的原子平均壽命極短，對于平均壽命較長的能級稱為亞穩態能級。某些具有亞穩態能級結構的物質受外界能量激發時，可能使處于亞穩態能級的原子數目大于處于低能級的原子數目，此物質被稱為激活介質。這時用能量恰好與此物質亞穩態和低能態的能量差相等的一束光照射此物質，則會產生受激輻射，輸出大量頻率、相位、傳播和振動方向都與外來光完

15、全一致的光，即為激光。6、離子注入表面改性（1）溝道效應：高速運動的離子注入金屬表層的過程中，會與金屬內部原子發生碰撞，當高能離子沿晶體的主晶軸方向注入時，可能與晶格原子發生隨即碰撞，若離子穿過晶格同一排原子附近而偏轉很小并進入表層深處，該現象即為溝道效應。（2）具有足夠能量的入射離子，或被撞出的離位原子最終在晶格間隙處停留下來，成為一個間隙原子，它與原先位置上留下的空位形成空位間隙原子對。這就是輻照損傷。1、薄膜（1）定義：按照一定的需要，利用特殊的設備技術，在基體表面形成厚度為亞微米至微米級的膜層。（2）制備方法（常用）1真空蒸鍍，2離子鍍膜，3濺射鍍膜。2、真空定義：是指在指定的空間內壓

16、力低于101325Pa的氣體狀態。3、真空蒸鍍：是將工件放入真空室，并用一定的方法加熱，使鍍膜材料蒸發或升華，飛至工件表面凝聚成膜。4、濺射鍍膜（1）定義：用幾十電子伏或更高動能的荷能粒子轟擊材料表面，使其原子獲得足夠的能量而濺出進入氣相，這種濺出的、復雜的粒子散射過程成為濺射。（2）濺射率：入射一個離子所濺射出的原子個數，也稱為濺射產額。（3）當入射離子的能量低于某一個值時，濺射率為零，這個能量值稱為閾射能量。5、離子鍍：是在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發物質部分離化，在氣體離子或被蒸發物質離子轟擊作用的同時把蒸發物或其反應物沉積在基底上。其他章節（1）表面工程的俠義定義：表面工程是對零件表面預處理后，通過表面涂覆。表面改性、沉積薄膜及其復合處理與成型，來改善固體金屬或非金屬表面性能的系統工程。使用表面技術的目的：1提高材料抵御環境作用能力。2賦予材料表面某種功能特性。3實施特定的表面加工來制造構件、零部件和元器件等。表面技術途徑：1施加各種覆蓋層，2采用各種表面改性技術，3復合表面處理。表面技術的分類：1原子沉積，2顆粒沉積，3整體覆蓋，4表面改性。清潔表面的定義：是指不存在任何污染的化學純表面，即不存在吸附、催化反應或雜質擴散等一系列物理、化學效應的表面。實際表面結構：1表面粗糙度，