表面工程复习题答案WZ.doc

11级机械7班 一、名词解释 表面工程技术：为满足特定的工程需求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结构和性能(或功能)的化学、物理方法与工艺。 表面能：严格意义上指材料表面的内能，包括原子的动能、原子间的势能以及原子中原子核和电子的动能和势能等。 洁净表面：材料表层原子结构的周期性不同于体内，但其化学成分仍与体内相同的表面。 清洁表面：一般指零件经过清洗(脱脂、浸蚀等)以后的表面。 区别：洁净表面允许有吸附物，但其覆盖的几率应该非常低。洁净表面只有用特殊的方法才能得到。清洁表面易于实现，只要经过常规的清洗过程即可。洁净表面的“清洁程度” 比清洁表面高。 吸附作用：物体表面上的原子或分子力场不饱和，有吸引周围其它物质(主要是气体、液体)分子的能力。 磨损：相对运动的物质摩擦过程中不断产生损失或残余变形的现象。 腐蚀：材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。 极化：腐蚀电池工作时，阴、阳极之间有电流通过，使阴、阳极之间的电位差(实际电极电位)比初始电位差要小得多的现象。 钝化：由于金属表面状态的改变引起金属表面活性的突然变化，使表面反应速度急剧降低的现象。(阳极反应受阻的现象) 表面淬火：用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3(对亚共析钢)或者Ac1(对过共析钢)之上(奥氏体化)，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。 喷丸强化：利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再结晶温度之下产生弹、塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。 (喷丸强化技术) 热喷涂：采用各种热源使涂层材料加热熔化或半熔化，然后用高速气体使涂层材料分散细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。 电镀：在含有欲镀金属的盐类溶液中，在直流电的作用下，以被镀基体金属为阴极，以欲镀金属或其它惰性导体为阳极，通过电解作用，在基体表面上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。化学镀：在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。 复合电镀：在电镀或化学镀溶液中加入非溶性的固体微粒，并使其与主体金属共沉积在基体表面，或把长纤维埋入或卷缠于基体表面后沉积金属，形成一层金属基的表面复合材料的过程。(弥散镀、分散镀)电铸:电铸是利用金属的电解沉积原理来精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法。转化膜技术：通过化学或电化学方法，使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观(形状及几何尺寸)的一类技术。金属着色: 金属着色是采用化学或电化学方法赋予金属表面不同的颜色并保持金属光泽的工艺。真空蒸发镀膜：在真空室内，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（基片/基板/衬底、工件）表面，凝结形成固态薄膜的方法。溅射镀膜：用高能粒子轰击固体表面，通过能量传递，使固体的原子或分子逸出表面并沉积在基片或工件表面形成薄膜的方法。 表面微细加工技术:表面微细加工技术指那些能够制造微小尺寸元器件或薄膜图形的方法，微细加工的加工尺寸一般在亚毫米(常指低于100m)至纳米级范围内，而加工的单元则从微米级、纳米级到原子级（Å级）。光刻:利用照相复制与化学腐蚀相结合的技术，在工件表面制取精密、微细和复杂薄层图形的化学加工方法。 二、填空1.表面薄膜与涂层技术中基材与涂层材料间通常可形成（冶金结合）、（ 扩散结合 ）、（ 外延生长 ）、（ 化学键结合）、（ 分子间结合）、（机械结合）界面。2.当（ <900 ）时，称为润湿；当（ =00 ）时，称为完全润湿；当（ >900 ）时，称为不润湿；当（ =1800 ）时，称为完全不润湿。3.流体润滑的摩擦系数要（ 小 ）于边界润滑的摩擦系数，边界润滑的摩擦系数要小于（ 干 ）摩擦的摩擦系数。4. 固体润滑是利用（ 剪切力 ）低的固体材料来减少（ 接触表面 ）间摩擦磨损的，常见的固体润滑材料有（ 石墨 ）、（ FeS ）和（ MoS2 ）。5. 不需要外加其它材料，主要依靠材料自身（ 组织 ）和（ 结构 ）转变来进行表面改性的工艺主要有（ 表面形变强化技术 ）、（ 表面淬火 ）和（ 退火 ）技术。6.激光淬火与电子束淬火比较，（ 激光 ）淬火获得广泛应用，在淬火前表面要经过（ 黑化）处理。电子束淬火必须在（ 真空 ）环境下应用。7.热喷涂工艺主要包括（火焰 ）喷涂、（ 等离子 ）喷涂和（ 电弧 ）喷涂。其中 （ 电弧喷涂 ）只能用于导电的线材，（ 等离子喷涂 ）特别适合喷涂（ 高 ）熔点的材料。8.热喷涂技术可应用于喷涂（ 耐腐蚀 ）涂层、（ 热障 ）涂层和耐（ 磨 ）涂层。9. 热喷涂涂层和基材间为（ 机械结合 ）界面；热喷焊、堆焊涂层与基材间为（ 冶金结合 ）界面。其中 （ 热喷焊 ）和（堆焊 ）方法的涂层厚度较大，通常用于（ 修复 ）零件。10. 铝的阳极氧化膜的生长是两个过程的综合反映：一是阳极上的铝进行（ 氧化 ）反应生成（ Al2O3 ），另一个过程是氧化膜不断（ 被电解溶解 ）。11.阳极氧化的铝合金的主要着色方法有（自然显色 ）法、 （ 吸附 ）着色法和（ 电解 ）着色法，其发色体在氧化膜的部位依次为（ 多孔层的夹壁中 ）、（ 氧化膜孔隙的上部 ）和（ 多孔层的底部 ）。 12.真空蒸镀薄膜的形成机理有（ 核生长 ）型、（ 单层生长 ）型和（ 混合生长 ）型。13.常用的溅射镀膜方法有（ 直流 ）溅射、（ 射频 ）溅射和（ 磁控 ）溅射，其中（ 直流 ）溅射只能沉积金属膜，（ 射频 ）溅射能够沉积介质膜。14.表面清理中常用的清理工艺过程为：脱脂水洗（ 化学侵蚀）水洗（ 中和 ）水洗。 15.刷镀也称为（电刷镀、涂镀、局部镀、选择性电镀（任选其一），其基本原理与电镀（ 完全相同 ），设备包括（ 直流 ）电源、（镀笔）和阳极包套。16.金属表面产生极化的机理总共有三种，即（ 电化学 ）极化、（ 浓差 ）极化和（电阻 ）极化，其中（ 电阻 ）极化与电极表面生成具有保护作用的（ 氧化 ）膜、（钝化 ）膜或不溶性的腐蚀产物有关。 17.铝、锌等金属覆层对钢铁材料属于（ 阳 ）极性金属涂层，可以对基体金属起到（机械保护和电化学 ）保护作用，而镍、铬、铜等金属覆层则属于（ 阴 ）极性金属涂层，对基体金属的仅起到（机械 ）保护作用。18.激光淬火层的宽度主要由( 光斑直径D )决定，淬硬层深度由（激光功率P ）、（光斑直径D ）和（扫描速度v）共同决定。19.激光熔凝处理特别适合于（ 灰口 ）铸铁和（ 球磨 ）铸铁的表面强化，原因是表面形成（ 白口 ）铸铁，显微硬度高达（10001100）HV, 耐磨性非常优越。20.化学镀有三种方式：（ 置换 ）沉积、（ 接触 ）沉积和（ 还原 ）沉积，一般意义上的化学镀主要指（ 还原 ）沉积。21.溅射镀膜时的本底真空度约为（ 10-3 ）Pa, 分子束外延镀膜的本底真空度约为（ 10-8 ）Pa。三、简答题 1、表面工程技术的内涵(分类)； 表面改性技术、表面合成材料技术、表面加工技术、表面加工三维合成技术 2、表面工程技术的特点与意义； 表面工程技术具有一般整体材料加工技术不具备的优点。 1）主要作用在基材表面，对远离表面的基材内部组织与性能影响不大。因此，可以制备表面性能与基材性能相差很大的复合材料。 2）采用表面涂(镀)、表面合金化技术取代整体合金化，使普通、廉价的材料表面具有特殊的性能，不仅可以节约大量贵重金属，而且可以大幅度提高零部件的耐磨性和耐蚀性，提高劳动生产率，降低生产成本。 3）可以兼有装饰和防护功能，有力推动了产品的更新换代。 4）表面薄膜技术和表面微细加工技术具有微细加工功能，是制作大规模集成电路、光导纤维和集成光路、太阳能薄膜电池等元器件的基础技术。 5）二维的表面处理技术已发展成为三维零件制造技术（生长型制造法），不仅大幅度降低了零部件的制造成本，亦使设计与生产速度成倍提高。 6）表面工程技术已成为制备新材料的重要方法，可以在材料表面制备整体合金化难以做到的特殊性能合金等。 3、表面工程技术中结合界面的类型及其结合强度的特点； 1）冶金结合界面 特点：结合强度很高，可以承受较大的外力或载荷，不易在服役过程中发生剥落。 2）扩散结合界面 特点：覆层与基材之间的成分梯度变化，并形成了原子级别的混合或合金化。 3）外延生长界面 特点：理论上应有较好的结合强度。具体取决于所形成的单晶层与衬底的结合键类型，如分子键、共价键、离子键或金属键等。 4）化学键结合界面 特点：结合强度较高，界面的韧性较差，表面发生粘连、氧化、腐蚀等化学作用也会产生化学键结合界面。 5）分子键结合界面 特点：覆层与基材(或衬底)之间未发生扩散或化学作用。结合强度较低。 6）机械结合界面 特点：结合强度不高，但可起辅助作用4、 固体表面的吸咐的种类及特点；5、写出Young方程并说明“润湿”与“不润湿”； Young方程： Young方程反映了润湿角的大小与三相界面张力之间的定量关系： 6、最常见的磨损种类；如何通过表面技术提高耐磨性？磨损分为七类： 粘着磨损 磨粒磨损 疲劳磨损 腐蚀磨损 (以上四个为最基本的)微动磨损 冲蚀(包括气蚀)磨损 高温磨损 提高零件耐磨性的途径： 1）工程结构的合理设计 2）零件磨损机理预测、分析和耐磨材料的选择 3）材料表面耐磨与减摩处理 7、腐蚀按材料腐蚀原理可分为哪两类？ 化学腐蚀、电化学腐蚀 8、 极化现象产生的机理有哪三种？电化学极化、浓差极化和电阻极化9、金属腐蚀的主要形式；金属材料腐蚀控制及防护方法； 金属腐蚀的主要形式：局部腐蚀、全面腐蚀和在机械力作用下的腐蚀。 金属材料腐蚀控制及防护方法：1产品合理设计与正确选材2电化学保护3表面覆层及表面处理4加入缓蚀剂 10、表面预处理的作用及主要工序； 作用：清除材料表面杂质，露出材料(金属)本色使并使其处于活化状态，获得“清洁表面”甚至“洁净表面”，以提高表面覆层的质量以及覆层与基材的结合强度。 表面预处理工序主要包括脱脂、除锈和获取一定程度粗糙度的表面等几部分。 11、常用的热喷涂工艺方法及其基本特点；1）火焰喷涂工艺 (优点)设备投资少，无电力要求，操作容易，沉积效率高等 (缺点)涂层氧含量较高，孔隙较多，焰流温度较低，涂层种类较少，涂层结合强度偏低，涂层质量不高。 2）电弧喷涂工艺 (优点)涂层密度及结合强度较高，喷涂速度和沉积效率高，运行费用较低。 (缺点)只能用于具有导电性能的金属线材。 3）等离子喷涂工艺 (优点)焰流温度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料；涂层密度及 结合强度高。 (缺点)热效率低、沉积效率较低，设备相对复杂、价格较贵，喷涂成本高。 12、电镀层的基本条件；1）与基体金属结合牢固，附着力好； 2）镀层完整，结晶细致，孔隙少； 3）镀层厚度分布均匀。 16、镀层按其性能特点可分为哪三类？ (1)防护性镀层：在大气或其它环境下，可延缓基体金属发生腐蚀的镀层。 (2)防护装饰性镀层：在大气环境中，既可减缓基体金属的腐蚀，又起到装饰作用的镀层。 (3)功能性镀层：能明显改善基体金属的某些特性的镀层，包括耐磨镀层，导电镀层，导磁镀层，钎焊性镀层，其它功能性镀层(吸热镀层、反光镀层、防渗镀层、抗氧化镀层、耐酸镀层等) 18、电镀的工艺过程； 1）镀前处理：抛光（打磨）、脱脂、除锈、活化等 2）电镀 3）镀后处理：钝化、浸膜 17、常见的电镀方式及其特点；1）挂镀 (优点)是适合于各类零件的电镀；电镀时单件电流密度较高且不会随时间而变化，槽电压低，镀液温升慢，带出量小，镀件的均匀性好； （缺点)劳动生产率低，设备和辅助用具维修量大。 2）滚镀 (优点)节省劳动力，提高生产效率，设备维修费用少且占地面积小，镀件镀层的均匀性好。 (缺点) 镀件不宜太大和太轻；单件电流密度小，电流效率低，槽电压高，槽液温升快，镀液带出量大。其使用范围较小。 3）刷镀 (优点)不需要电镀槽，具有设备简单、工艺灵便、沉积速度快、镀层与基体材料的结合力好、镀后不需要机加工、对环境污染小、节水省电等。 (缺点)不适于面积大、尺寸大的零件修复，也不能用于大批量镀件的生产。 4）连续电镀 特点：生产效率高、工艺要求高。 18、电镀的工艺过程； 1）镀前处理：抛光（打磨）、脱脂、除锈、活化等 2）电镀 3）镀后处理：钝化、浸膜 19、常用单金属电镀层的基本特点及主要用途； 1）镀锌 锌镀层为阳极性镀层，表层形成致密氧化物薄膜。 白铁：镀锌铁，可用作日常用品如箱子，水管等的材料。 2）镀铜 铜镀层为阴极性镀层。 应用：电力、电子、仿古用品、其它镀层的底层或中间层。 3）镀镍 镍镀层为阴极性镀层。（镍极易钝化） （Fe2：-0.44V） 4）镀铬 铬镀层为阴极性镀层，硬度高，极易钝化（Cr2O3）。 镀铬：装饰性镀铬、功能性镀铬。 5）镀锡 对铁及铜而言，镀锡层分别为阴极性镀层和阳极性镀层。锡是无毒金属，质软，熔点低，钎焊性好。 马口铁：镀锡铁，可用作食品罐头的包装材料。 6）镀银 镀银层为阴极性镀层。 银镀层有功能性和装饰性两方面的用途。 7）镀金 镀金层为阴极性镀层。金镀层具有极好的耐蚀性、导电性和抗高温性。 20、化学镀的原理与特点；化学镀是一个在催化条件下发生的氧化一还原反应过程。(有别于普通化学沉积) 优点： 镀层致密，孔隙少、硬度高，具有极好的化学和物理性能； 可镀制形状复杂的工件，且镀层厚度均匀； 可镀基材广泛(对非金属等材料需经过适当的预处理)； 设备简单(不需要外加直流电源)。 缺点： 可镀制的金属(合金体系)有限； 镀液昂贵，稳定性差，镀制成本高。 21、复合镀层的种类及应用； 弥散沉积法 复合镀 沉积共析法 埋置沉积法纤维强化复合镀 复合镀的主要用途：提高镀层的耐蚀性、耐磨性、润滑性，改进表面外观和提高其它功能特性。 22、非金属电镀的基本工艺(前处理)流程； 不同的非金属材料在电镀前的前处理步骤基本相同：粗化、脱脂、敏化、活化和化学镀等。 1）粗化方法： 机械粗化：提高结合力的程度有限； 化学粗化：能大幅度提高结合力。氧化、溶胀 2）脱脂处理：ABS塑料用无水乙醇、丙酮等。 3）敏化：将已经过粗化、脱脂等处理的非金属制品浸入一定浓度的易被氧化的化合物溶液中，使其表面吸附一些还原剂的过程。 4）活化：将敏化处理后的制品浸入含有氧化剂的溶液中，使其表面形成胶体状微粒沉积层的过程。 5）还原处理：用一定浓度的化学镀时所用的还原剂溶液将制品表面残留的催渗剂还原干净，以免影响后面的化学镀溶液的过程。23、转化膜的主要用途； 表面转化膜与着色技术的主要用途：防护、提高基体与涂层间的结合力、表面装饰性、表面特殊性能。 转化膜的性质和用途：(1)用于防护和装饰转(2)提高涂膜与基体的结合力(3)耐磨减摩(4)适用于冷成形加工(5)电绝缘性 24、阳极氧化的工艺流程；1）预处理：脱脂、碱蚀 2）氧化 增加电压及电流密度、降低溶液(槽液)温度及浓度，可增加膜的生长速率（膜厚）。 3）阳极氧化膜的封闭 氧化膜多孔，活性高，吸附性很强(着色)，容易被污染或被腐蚀介质侵入，氧化后的膜层必须要通过封孔才能达到最好的耐蚀效果。 25、真空在薄膜技术中的作用； 1）减少杂质 2）减少散射 3）有利于蒸发等进行 26、在蒸发镀膜中，为什么必须精确控制蒸发源的温度？ 答:蒸发温度直接影响成膜速率和成膜质量,而蒸发源是用来使膜料汽化的加热部件,因此在蒸发镀膜中,必须精确控制蒸发源的温度。27、 离子镀膜的基本原理离子镀是真空镀膜工艺的一项新发展。普通真空镀膜（亦称真空蒸镀）时，工件夹固在真空罩内，当高温蒸发源通电加热后，促使待镀材料蒸发料熔化蒸发。由于温升，蒸发料粒子获得一定动能，则沿着视线方向徐徐上升，最后附着于工件表面上堆积成膜。用这种工艺形成的镀层，与零件表面既无牢固的化学结合，有无扩散连接，附着性能很差，有时就像桌面上落的灰尘一样，用手一摸也会擦掉。然而，离子镀工艺则有所不同，虽然也是在真空罩内进行的，但这时镀膜过程是以电荷传递的形式来实现的。也就是说，蒸发料的粒子作为带正电荷的高能离子在高压阴极（即工件）的吸引下，以很高的速度注入到工件表面。相当于一个从枪管中射出的高速弹头，可以穿入靶体很深，在工件上形成一种附着牢固的扩散镀层。28、对比PVD和CVD法中的薄膜生成过程(阶段)；CVD法中的薄膜生成过程(阶段)： 反应气体向基片扩散； 反应气体向基片运动并被吸咐于基片表面 反应气体吸咐于基片的表面； 反应气体在基片表面发生化学反应； 反应产生的气相副产物被排掉，产生的固体物质沉积下来成为不蒸发的固体膜。 29、 简述CVD的沉积条件及特点。条件：1）在沉积温度下，反应物必须有足够高的蒸气压； 2）反应产物除薄膜为固态外，其他的必须是挥发性的； 3）沉积薄膜本身必须有足够低的蒸气压，基体材料在沉积温度下的蒸气压也必须足够低。 特点： 1）膜材广泛：金属、非金属、合金等 2）成膜速率，效率高：几个-数百m/min，基片数量大 3）设备简单，绕射性好：常压或低真空 4）膜层质量好： 纯度高：气相反应且副产物为气相，与其他物质不易反应 结晶良好：温度适宜 致密性好：一般无高能气体分子 表面平滑：成核率高、成核密度大，气相分子空间分布均匀，绕射性好 辐射损伤低：一般无高能粒子 残余应力小：膜基高温扩散 不足：反应温度高；可能造成环境污染。 30、 根据机理，表面微细加工技术可分为哪三种类型？请加以举例说明。根据微细加工的机理不同，可以将其分为三种类型：分离型或者去除型加工，即以分解、蒸发、溅射、刻蚀、切削、破碎等方法将材料中所希望去掉的部分分离出来的加工方法;生长型加工方法，即以一种材料作为基材，在其上添加另一'种材料，形成所需的 形状或图形的加工方法，按此定义，物理气相沉淀、化学气相沉淀、离子注入、电镀、化学镀都属于微细加工技术;变形加工，指材料形状发生变化的加工，如塑性变形、流体变形等。四、阐述题及论述题1、对比分析感应加热淬火、火焰加热淬火、激光淬火的基本工作原理及特点； 感应加热淬火：基本原理： 吸收功率P 电流导入深度 特点： (优点)加热迅速、热效率高、过渡区较窄、淬火层压应力大；可大幅度提高材料表面硬度、耐磨性和疲劳强度。 (缺点)设备成本较高：尖角效应、一般只适合形状简单的零件。 火焰加热淬火：将高温火焰或燃烧着的炽热气体喷向工件表面，使其迅速加热到淬火温度，然后在一定淬火介质中冷却。 特点：(优点)设备费用低，方法灵活，简便易行，可对大型零件局部实现表面淬火。 (缺点)生产效率低，淬硬层的均匀性较差，质量控制比较困难。 激光淬火：是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。 特点： 优点 ：淬火硬度高，能量密度高，加热速度快，不需要淬火介质，工件变形小，加热层深度和加热轨迹易于控制(淬火部位可控)，无氧化、无污染，易于实现自动化。 缺点 ： 硬度分布不均匀，单道激光淬火区域小，大面积淬火时容易产生回火软带。 设备成本高、生产成本较高（能量转换效率低）。2、 以铝合金阳极氧化为例，结合其氧化膜的形成过程，说明氧化膜的结构特点及性能特点；氧化膜的生长过程是这样的：将铝作为阳极，其它材料作为阴极（如铅、铝等），放到酸性电解液中，通上直流电，这时在阳极上析出氧气，阴极上析出氢气，阳极上的氧和铝作用生成Al2O3(氧化膜)。氧化膜的生成是两个同时进行过程的综合反映，一个是阳极上的铝进行氧化反应生成Al2O3，称之为膜的电化学形成过程，另一个过程是氧化膜不断地被电解溶解，我们称之为膜的化学溶解过程。只有当膜的电化学形成速度大于膜的化学溶解速度时，氧化膜才能存在并顺利地生长到一定厚度。氧化膜的溶解过程非常重要，它可以使生成的氧化膜溶解为多孔状的，如果不是多孔状的，就会把电解液和铝基体隔开，电流无法通过，阳极反应就不能继续进行。阳极氧化过程的电极反应可以表示为：H2O-O+2H+2e2Al+3O-Al2O3硫酸对金属铝和氧化膜的溶解作用为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 氧化膜的生长过程就是氧化膜不断生成和不断溶解的过程。阳极氧化一开始，铝表面立即生成一层致密的氧化物薄膜，这层膜具有很高的绝缘性能，其厚度是0.01-0.1m，称为无孔层。随着氧化膜的生成，电解溶液对膜的溶解作用也就开始了。由于生成的氧化膜并不是均匀一致的，在膜的最薄的地方将首先被溶解出空隙来，电解液就可以通过这些孔隙而到达铝的新鲜表面，使电化学反应得以继续进行，从而不断生成氧化膜。这新的氧化膜的生成，又伴随着它的溶解。这种过程反复进行的结果使氧化膜生长加厚。3、 从产生气相镀料粒子的原理出发，分析离子镀膜与蒸发镀膜、溅射镀膜在粒子能量、沉积速率、膜层密度、膜基结合强度的区别； (1)蒸发镀膜 蒸发镀膜是通过将工件置于高真空环境中，通过加热是蒸发材料汽化或升华以原子、分子或原子团离开熔体表面，凝聚在具有一定温度的基片或工件上，并冷凝成薄膜的过程成为真空蒸发镀膜。真空蒸发镀膜粒子能量较低离子能量不会超过1eV，沉积速率较快(0.15mm/min），易于得到厚膜，膜层致密度较好，因粒子能量较小，故膜基结合强度不高。 (2)溅射镀膜 溅射镀膜是利用低压气体的一场辉光放电产生的阳离子，在电极作用下高速冲向阴极，从而形成镀膜。溅射镀膜的粒子能量很大，通常具有几十eV，故溅射镀膜的膜层致密度高，膜基结合强度高，但沉积速率低(0.010.2mm/min)。 (3)离子镀膜 离子镀膜是真空蒸发和溅射镀膜相结合的产物，兼具蒸发镀膜和溅射镀膜二者的优点。离子镀膜的离子能量高，因而可以形成致密的镀膜，同时也具有很强的膜基结合强度，沉积速率高(可达75mm/min)。4、 结合表面性能要求(耐磨、耐蚀等)，举例说明某一具体表面工程技术的作用(工作原理、工艺实施过程、表层特点等)。答：感应加热淬火 作用：可大幅度提高材料表面硬度、耐磨性和疲劳强度。 工作原理：工件在感应线圈中，在高频交流磁场的作用下，产生很大的感应电流，并因集肤效应而集中分布于工件表面，使受热区迅速加热到钢的相变临界温度Ac3或 Acm之上（奥氏体化），然后在冷却介质中快速冷却，使工件表层获得马氏体。 表层特点：高硬度、压应力，耐磨性强，疲劳强度高 工艺流程：预先调质处理确定加热温度与加热方式根据工件要求选择比功率设计感应加热器确定冷却方式与冷却介质制定回火工艺参数5、表面微细加工的方法都有哪些？解释其加工基本原理。 (1)光刻工艺 光刻的基本原理是：利用光致抗蚀剂(或称光刻胶)感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。 (2)掩模版制作工艺 掩模版制作的原理是将任意图形转化为各种矩形(称为图形元素)的集合,而后在铬版上逐个地将矩形曝光,制成一定放大倍率的掩模版 (3)电子束与离子束微细加工 通过具有一定能量的电子束、离子束与固体表面相互作用来改变固体表面物理、化学性质和几何结构。 (4)激光微细加工 随激光入射到材料内部深度的增加，激光强度I以指数减弱；激光通过厚度为1/a的物质后，其光强减少为I/e。这说明材料吸收激光的能力应归结为其吸收系数a的值，1/a大致上反映了不同材料对激光的平均透入深度大部分材料对紫外光的吸收系数都较大。