《2012表面工程期末复习及实验.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012表面工程期末复习及实验.ppt（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、回回回回 顾顾顾顾1.1.在表面预处理工艺中，采取电化学脱脂之所以比采用化学脱脂效果在表面预处理工艺中，采取电化学脱脂之所以比采用化学脱脂效果在表面预处理工艺中，采取电化学脱脂之所以比采用化学脱脂效果在表面预处理工艺中，采取电化学脱脂之所以比采用化学脱脂效果好，其原因在于电极上产生的起泡对油膜存在好，其原因在于电极上产生的起泡对油膜存在好，其原因在于电极上产生的起泡对油膜存在好，其原因在于电极上产生的起泡对油膜存在撕裂作用撕裂作用撕裂作用撕裂作用和和和和搅拌作用搅拌作用搅拌作用搅拌作用；2.2.在印刷线路板的制造中，每年需要铜箔几百万平方米，铜箔的制备在印刷线路板的制造中，每年需要铜箔几百万平
2、方米，铜箔的制备在印刷线路板的制造中，每年需要铜箔几百万平方米，铜箔的制备在印刷线路板的制造中，每年需要铜箔几百万平方米，铜箔的制备一般采用一般采用一般采用一般采用什么什么什么什么工艺？；工艺？；工艺？；工艺？；3.3.磷化可分为厚膜磷化和薄膜磷化，厚膜磷化膜厚可达磷化可分为厚膜磷化和薄膜磷化，厚膜磷化膜厚可达磷化可分为厚膜磷化和薄膜磷化，厚膜磷化膜厚可达磷化可分为厚膜磷化和薄膜磷化，厚膜磷化膜厚可达20um20um以上，膜以上，膜以上，膜以上，膜重可达重可达重可达重可达60g/m60g/m2 2。一般用作。一般用作。一般用作。一般用作防护膜层防护膜层防护膜层防护膜层；稍薄的磷化膜（；稍薄的磷
3、化膜（；稍薄的磷化膜（；稍薄的磷化膜（5.0g/m5.0g/m2 2以上）以上）以上）以上）常用于常用于常用于常用于冷作、耐磨、润滑和电绝缘冷作、耐磨、润滑和电绝缘冷作、耐磨、润滑和电绝缘冷作、耐磨、润滑和电绝缘等。薄膜磷化膜厚等。薄膜磷化膜厚等。薄膜磷化膜厚等。薄膜磷化膜厚15um15um，膜重，膜重，膜重，膜重范围范围范围范围3.0g/m 溶解速度；溶解速度；溶解速度；溶解速度；二、铝阳极氧化膜的形成原理与过程？二、铝阳极氧化膜的形成原理与过程？二、铝阳极氧化膜的形成原理与过程？二、铝阳极氧化膜的形成原理与过程？定量分析氧化膜的生长过程定量分析氧化膜的生长过程定量分析氧化膜的生长过程定量分
4、析氧化膜的生长过程（1 1）ABAB段，数秒钟的时间，电压急段，数秒钟的时间，电压急段，数秒钟的时间，电压急段，数秒钟的时间，电压急剧上升。铝表面形成连续、无孔的氧剧上升。铝表面形成连续、无孔的氧剧上升。铝表面形成连续、无孔的氧剧上升。铝表面形成连续、无孔的氧化铝膜。化铝膜。化铝膜。化铝膜。无孔膜电阻大无孔膜电阻大无孔膜电阻大无孔膜电阻大，阻碍反应进，阻碍反应进，阻碍反应进，阻碍反应进行，膜层厚度的增加主要依赖于外加行，膜层厚度的增加主要依赖于外加行，膜层厚度的增加主要依赖于外加行，膜层厚度的增加主要依赖于外加电压的高低。电压的高低。电压的高低。电压的高低。（2 2）BCBC段，电压上升达到的
5、最大值段，电压上升达到的最大值段，电压上升达到的最大值段，电压上升达到的最大值B B主要取决于电解液的性质和温度，溶主要取决于电解液的性质和温度，溶主要取决于电解液的性质和温度，溶主要取决于电解液的性质和温度，溶解作用越大，电压峰值就越低。电压解作用越大，电压峰值就越低。电压解作用越大，电压峰值就越低。电压解作用越大，电压峰值就越低。电压达到一定数值后，达到一定数值后，达到一定数值后，达到一定数值后，膜层局部被溶解或膜层局部被溶解或膜层局部被溶解或膜层局部被溶解或被击穿，产生孔隙，氧化膜电阻下降被击穿，产生孔隙，氧化膜电阻下降被击穿，产生孔隙，氧化膜电阻下降被击穿，产生孔隙，氧化膜电阻下降，电
6、压随之下降（大约电压随之下降（大约电压随之下降（大约电压随之下降（大约10101515）。）。）。）。（3 3）CDCD段，电压下降到段，电压下降到段，电压下降到段，电压下降到C C点后趋于点后趋于点后趋于点后趋于平稳，阻挡层厚度不再变化，氧化膜平稳，阻挡层厚度不再变化，氧化膜平稳，阻挡层厚度不再变化，氧化膜平稳，阻挡层厚度不再变化，氧化膜Al2O3Al2O3H2OH2O的生成和溶解速度在一个的生成和溶解速度在一个的生成和溶解速度在一个的生成和溶解速度在一个基本恒定的比基本恒定的比基本恒定的比基本恒定的比值值下下下下进进行，行，行，行，膜膜膜膜层层孔穴的孔穴的孔穴的孔穴的底部向金属内部移底部向
7、金属内部移底部向金属内部移底部向金属内部移动动，随着，随着，随着，随着时间时间的延的延的延的延长长，孔穴加深，孔穴加深，孔穴加深，孔穴加深变变成孔隙，孔隙成孔隙，孔隙成孔隙，孔隙成孔隙，孔隙间间膜膜膜膜层层加厚，成加厚，成加厚，成加厚，成为为孔壁，孔壁与孔壁，孔壁与孔壁，孔壁与孔壁，孔壁与电电解液接触部分不解液接触部分不解液接触部分不解液接触部分不仅仅溶解，而且被水化成溶解，而且被水化成溶解，而且被水化成溶解，而且被水化成为为Al2O3H2O Al2O3H2O，氧化膜变成导电的多孔结构，可达，氧化膜变成导电的多孔结构，可达，氧化膜变成导电的多孔结构，可达，氧化膜变成导电的多孔结构，可达100u
8、m100um甚至甚至甚至甚至更高。当膜的化学溶解速率更高。当膜的化学溶解速率更高。当膜的化学溶解速率更高。当膜的化学溶解速率膜的生成速率时，膜层达到极限厚度。膜的生成速率时，膜层达到极限厚度。膜的生成速率时，膜层达到极限厚度。膜的生成速率时，膜层达到极限厚度。三、莱宾杰尔效应？其显著特征是什么？三、莱宾杰尔效应？其显著特征是什么？三、莱宾杰尔效应？其显著特征是什么？三、莱宾杰尔效应？其显著特征是什么？由于环境介质的影响，及表面自由能减少导致材料的强度、塑性、由于环境介质的影响，及表面自由能减少导致材料的强度、塑性、耐磨性降低的现象，即耐磨性降低的现象，即莱宾杰尔效应莱宾杰尔效应。环境介质的影响
9、有很明显的环境介质的影响有很明显的化学特征化学特征；1表面活性熔融物的表面活性熔融物的作用十分迅速作用十分迅速；3只要很只要很少量的表面活性物质少量的表面活性物质就可以产生莱氏效应；就可以产生莱氏效应；2表面活性物的作用是表面活性物的作用是可逆的可逆的；4莱氏效应的产生需要莱氏效应的产生需要拉应力拉应力与与活性物质活性物质同时起作用；同时起作用；5 依靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基依靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基依靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基依靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基片放在阴极板上。真空室中在真空度为片放在阴极板上。真空室中在真空度为片放在阴极板上。真空
10、室中在真空度为片放在阴极板上。真空室中在真空度为1e-31e-31e-1e-4Pa4Pa情况下，充入氩气使真空度达到情况下，充入氩气使真空度达到情况下，充入氩气使真空度达到情况下，充入氩气使真空度达到1e-21e-21Pa1Pa范围。范围。范围。范围。在基片和蒸发源之间加上数百至数千的直流电压，在基片和蒸发源之间加上数百至数千的直流电压，在基片和蒸发源之间加上数百至数千的直流电压，在基片和蒸发源之间加上数百至数千的直流电压，引起氩气的电离，形成引起氩气的电离，形成引起氩气的电离，形成引起氩气的电离，形成低压气体放电低压气体放电低压气体放电低压气体放电的等离子区。的等离子区。的等离子区。的等离子
11、区。处于负高压的处于负高压的处于负高压的处于负高压的基片被基片被基片被基片被等离子体包围，不断遭到氩离等离子体包围，不断遭到氩离等离子体包围，不断遭到氩离等离子体包围，不断遭到氩离子的高速轰击而溅射子的高速轰击而溅射子的高速轰击而溅射子的高速轰击而溅射清洗并活化清洗并活化清洗并活化清洗并活化。然后接通交流电，。然后接通交流电，。然后接通交流电，。然后接通交流电，使蒸发源中的膜料加热蒸发，使蒸发源中的膜料加热蒸发，使蒸发源中的膜料加热蒸发，使蒸发源中的膜料加热蒸发，蒸发出的粒子蒸发出的粒子蒸发出的粒子蒸发出的粒子通过辉通过辉通过辉通过辉光放电的等离子区时光放电的等离子区时光放电的等离子区时光放电
12、的等离子区时部分被电离部分被电离部分被电离部分被电离成正离子，通过成正离子，通过成正离子，通过成正离子，通过电电电电场与扩散作用场与扩散作用场与扩散作用场与扩散作用，高速打在基片表面。此外，高速打在基片表面。此外，高速打在基片表面。此外，高速打在基片表面。此外，大部分大部分大部分大部分仍处于激发态的中性蒸发粒子，在惯性作用下到达仍处于激发态的中性蒸发粒子，在惯性作用下到达仍处于激发态的中性蒸发粒子，在惯性作用下到达仍处于激发态的中性蒸发粒子，在惯性作用下到达基片表面，堆积成薄膜基片表面，堆积成薄膜基片表面，堆积成薄膜基片表面，堆积成薄膜。在成膜的同时，在成膜的同时，在成膜的同时，在成膜的同时，
13、氩离子继续轰击氩离子继续轰击氩离子继续轰击氩离子继续轰击基片，使膜层基片，使膜层基片，使膜层基片，使膜层表面适中处于清洁与活化状态，利于膜的继续沉积表面适中处于清洁与活化状态，利于膜的继续沉积表面适中处于清洁与活化状态，利于膜的继续沉积表面适中处于清洁与活化状态，利于膜的继续沉积和生长。和生长。和生长。和生长。1.1.离子镀膜的基本原理离子镀膜的基本原理离子镀膜的基本原理离子镀膜的基本原理四、离子镀膜的基本原理？特点？四、离子镀膜的基本原理？特点？四、离子镀膜的基本原理？特点？四、离子镀膜的基本原理？特点？因为除了原子、分子外，还有部分能量可达几百、甚至上千电子伏特的离子因为除了原子、分子外，
14、还有部分能量可达几百、甚至上千电子伏特的离子因为除了原子、分子外，还有部分能量可达几百、甚至上千电子伏特的离子因为除了原子、分子外，还有部分能量可达几百、甚至上千电子伏特的离子一起参与成膜，这些离子可以打入基材内约几个纳米的深度，大大提高膜层与基一起参与成膜，这些离子可以打入基材内约几个纳米的深度，大大提高膜层与基一起参与成膜，这些离子可以打入基材内约几个纳米的深度，大大提高膜层与基一起参与成膜，这些离子可以打入基材内约几个纳米的深度，大大提高膜层与基材间的结合力。材间的结合力。材间的结合力。材间的结合力。（1 1）膜层与基材结合力高膜层与基材结合力高膜层与基材结合力高膜层与基材结合力高；（2
15、 2）均镀能力强均镀能力强均镀能力强均镀能力强；惰性气体原子在放电时撞击蒸气镀膜离子，使之分散，提高其均镀能力。惰性气体原子在放电时撞击蒸气镀膜离子，使之分散，提高其均镀能力。惰性气体原子在放电时撞击蒸气镀膜离子，使之分散，提高其均镀能力。惰性气体原子在放电时撞击蒸气镀膜离子，使之分散，提高其均镀能力。（3 3）基体材料基体材料基体材料基体材料与与与与镀膜材料镀膜材料镀膜材料镀膜材料可以广泛搭配。可以广泛搭配。可以广泛搭配。可以广泛搭配。基材可以是金属、陶瓷、玻璃、塑料等；镀膜材料也可以是金属和各类陶瓷基材可以是金属、陶瓷、玻璃、塑料等；镀膜材料也可以是金属和各类陶瓷基材可以是金属、陶瓷、玻璃
16、、塑料等；镀膜材料也可以是金属和各类陶瓷基材可以是金属、陶瓷、玻璃、塑料等；镀膜材料也可以是金属和各类陶瓷材料。材料。材料。材料。离子镀膜是离子镀膜是离子镀膜是离子镀膜是真空蒸发真空蒸发真空蒸发真空蒸发和和和和溅射溅射溅射溅射相结合的一种工艺。相结合的一种工艺。相结合的一种工艺。相结合的一种工艺。2.2.离子镀膜的特点离子镀膜的特点离子镀膜的特点离子镀膜的特点五、给出五、给出五、给出五、给出YoungYoung方程，并指出润湿角方程，并指出润湿角方程，并指出润湿角方程，并指出润湿角的变化对润湿现象的的变化对润湿现象的的变化对润湿现象的的变化对润湿现象的影响影响影响影响？铺展指的是一种什么现象？
17、铺展指的是一种什么现象？铺展指的是一种什么现象？铺展指的是一种什么现象？当当SL/S0时候，液体在固体表面自动铺开时候，液体在固体表面自动铺开或者说润湿角已经不存在了。或者说润湿角已经不存在了。铺展是润湿的最高标准铺展是润湿的最高标准铺展是润湿的最高标准铺展是润湿的最高标准。当当SL/S0时候，液体在固体表面不铺展，负值越大表时候，液体在固体表面不铺展，负值越大表示越难铺展。示越难铺展。固体界面固体界面固体界面固体界面粗糙度为粗糙度为粗糙度为粗糙度为i i i i时，（时，（时，（时，（2-92-92-92-9）修正为）修正为）修正为）修正为：上式表明，上式表明，粗糙表面的铺展系数远大于光滑表
18、面粗糙表面的铺展系数远大于光滑表面粗糙表面的铺展系数远大于光滑表面粗糙表面的铺展系数远大于光滑表面。铺展系数铺展系数铺展系数铺展系数 1.1.简单了解表面预处理有哪些工艺，如何除脂；简单了解表面预处理有哪些工艺，如何除脂；简单了解表面预处理有哪些工艺，如何除脂；简单了解表面预处理有哪些工艺，如何除脂；2.2.阳极氧化膜（阳极氧化膜（阳极氧化膜（阳极氧化膜（AAOAAO）的着色；）的着色；）的着色；）的着色；3.3.极化；极化；极化；极化；4.4.电镀与电铸的基本概念。电镀与电铸的基本概念。电镀与电铸的基本概念。电镀与电铸的基本概念。5.5.复合电镀的概念；复合电镀的概念；复合电镀的概念；复合电
19、镀的概念；6.6.合金电镀；合金电镀；合金电镀；合金电镀；7.7.热喷涂、热喷焊与堆焊的区别与联系；热喷涂、热喷焊与堆焊的区别与联系；热喷涂、热喷焊与堆焊的区别与联系；热喷涂、热喷焊与堆焊的区别与联系；8.8.磨损有哪些类型？了解其基本特点？磨损有哪些类型？了解其基本特点？磨损有哪些类型？了解其基本特点？磨损有哪些类型？了解其基本特点？9.9.润滑油为什么能减小摩擦的？润滑油为什么能减小摩擦的？润滑油为什么能减小摩擦的？润滑油为什么能减小摩擦的？实验类型实验类型实验类型实验类型：设计型：设计型：设计型：设计型要求要求要求要求：根据：根据：根据：根据表面工程学表面工程学表面工程学表面工程学所学的
20、内容，按照后所学的内容，按照后所学的内容，按照后所学的内容，按照后面的实验要求，设计可行的实验方案。不一定要面的实验要求，设计可行的实验方案。不一定要面的实验要求，设计可行的实验方案。不一定要面的实验要求，设计可行的实验方案。不一定要求写出所有工序的具体工艺参数。求写出所有工序的具体工艺参数。求写出所有工序的具体工艺参数。求写出所有工序的具体工艺参数。盼各位同学尽快完成交过来，以便考试完后能尽盼各位同学尽快完成交过来，以便考试完后能尽盼各位同学尽快完成交过来，以便考试完后能尽盼各位同学尽快完成交过来，以便考试完后能尽快登成绩。（考试成绩包含实验成绩）快登成绩。（考试成绩包含实验成绩）快登成绩。
21、（考试成绩包含实验成绩）快登成绩。（考试成绩包含实验成绩）祝各位学习进步！祝各位学习进步！祝各位学习进步！祝各位学习进步！实验（一）实验（一）实验（一）实验（一）金属表面氧化实验金属表面氧化实验金属表面氧化实验金属表面氧化实验（时间：时间：时间：时间：2012.3.302012.3.30，S1409S1409）p30p30一、实验目的一、实验目的一、实验目的一、实验目的1.1.了解金属氧化物的生长规律；了解金属氧化物的生长规律；了解金属氧化物的生长规律；了解金属氧化物的生长规律；2.2.掌握抗氧化能力与金属氧化动力学之间的关系。掌握抗氧化能力与金属氧化动力学之间的关系。掌握抗氧化能力与金属氧化
22、动力学之间的关系。掌握抗氧化能力与金属氧化动力学之间的关系。3.3.二、实验方案二、实验方案二、实验方案二、实验方案4.4.实验材料、设备；实验材料、设备；实验材料、设备；实验材料、设备；5.5.实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；6.6.三、分析讨论三、分析讨论三、分析讨论三、分析讨论实验（二）实验（二）实验（二）实验（二）单金属电镀（铁基镀锌）单金属电镀（铁基镀锌）单金属电镀（铁基镀锌）单金属电镀（铁基镀锌）（时间：时间：时间：时间：2012.4.12012.4.1，G2302G2302）P130P130131131一、实验目的一
23、、实验目的一、实验目的一、实验目的1.1.了解电镀工艺过程；了解电镀工艺过程；了解电镀工艺过程；了解电镀工艺过程；2.2.掌握电镀原理。掌握电镀原理。掌握电镀原理。掌握电镀原理。3.3.二、实验方案二、实验方案二、实验方案二、实验方案4.4.实验材料、设备；实验材料、设备；实验材料、设备；实验材料、设备；5.5.实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；6.6.三、分析讨论三、分析讨论三、分析讨论三、分析讨论实验（三）实验（三）实验（三）实验（三）薄膜制备及形貌分析薄膜制备及形貌分析薄膜制备及形貌分析薄膜制备及形貌分析 （电阻蒸发镀（电阻蒸
24、发镀（电阻蒸发镀（电阻蒸发镀AlAl）（时间：时间：时间：时间：2012.4.62012.4.6，S1409S1409）p219p219一、实验目的一、实验目的一、实验目的一、实验目的1.1.掌握镀膜前基片的预处理工艺；掌握镀膜前基片的预处理工艺；掌握镀膜前基片的预处理工艺；掌握镀膜前基片的预处理工艺；2.2.掌握电阻加热蒸发镀膜原理；掌握电阻加热蒸发镀膜原理；掌握电阻加热蒸发镀膜原理；掌握电阻加热蒸发镀膜原理；3.3.二、实验方案（注：真空度二、实验方案（注：真空度二、实验方案（注：真空度二、实验方案（注：真空度5105103 3PaPa，AlAl膜料纯度膜料纯度膜料纯度膜料纯度99.99%99.99%，实验，实验，实验，实验设计过程中关于蒸发镀膜的其它参数不要求给出）设计过程中关于蒸发镀膜的其它参数不要求给出）设计过程中关于蒸发镀膜的其它参数不要求给出）设计过程中关于蒸发镀膜的其它参数不要求给出）4.4.实验材料、设备；实验材料、设备；实验材料、设备；实验材料、设备；5.5.实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；实验方法、内容（理论）；6.6.三、分析讨论三、分析讨论三、分析讨论三、分析讨论