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文档之家 时间: 2023-12-21 14:42:20 |   作者: 爱游戏官网网页版入口

  2)晶界(或亚晶界)——多晶体内部成分、结构相同而取向不同晶粒(或亚晶)之间的界面。

  3)相界面: 固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面。相界面有三类,如固相与固相的相界面(s/s);固相与气相之间的相界面(s/V);固相与液相之间的相界面(s/L)。

  表面改性——用机械、物理和化学的方法,改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。表面加工——通过物理化学方法使金属表面的形貌发生改变,但不改变金属表面的金相组织和化学成分,如:表面微细加工、抛光、蚀刻、整体包覆

  清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。这种清洁表面的化学组成与体内相同,但周期结构可以不同于体内。

  在材料实际应用过程中,材料表面是要经过一定加工处理(切割、研磨、抛光等),材料又在大气环境(也可能在低真空或高温)下使用。材料可能是单晶、多晶、非晶体。这类材料的表面称为实际表面。

  对于没有杂质的单晶,作为零级近似可将其清洁表面理想为一个理想表面。这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响,忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷等,忽略了外界对表面的物理化学作用等。这种理想表面作为半无限的晶体,体内的原子的位置及其结构的周期性,与原来无限的晶体完全一样

  3.从二维结晶学的角度分析,单晶材料的清洁表面原子有什么特点,其趋于能量最低的稳定状态主要采取哪两种方式?

  对于没有杂质的单晶,作为零级近似可将其清洁表面理想为一个理想表面。这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。

  4.根据表面原子排列,清洁表面又可分为哪三种,这三种表面分别呈现什么特点?

  由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断,表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移,称为表面弛豫。

  重构是指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内,但垂直方向的层间距则与体内相同。

  吸附表面有时也称界面。它是在清洁表面上有来自表面周围空间吸附在表面上的质点所构成的表面。

  不论表明上进行多么严格的清洁处理,总有一些杂质由体内偏析到表面上来,从而使固体表面组成与体内不同,称为表面偏析。

  表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特性。

  表面粗糙度与波纹度、宏观几何形状误差不同的是:相邻波峰和波谷的间距小于1mm,并且大体呈周期性起伏。

  3)实际固体的表面绝大多数处于非平衡状态,决定固体表面形态的主要是形成固体表面时的条件以及它所经历的历史,而表面张力的影响变得次要。

  电镀是指借助外界直流电的作用,利用电解原理,使导电体(例如金属)的表面沉积一层金属或合金层。分为有槽电镀和无槽电镀

  有槽电镀即:将零件作为阴极放在含有欲镀金属的盐类电解质溶液中,并使阳极的形状符合零件待镀表面的形状,通过电解

  阳极金属失去电子变为离子溶于电解液中,即发生氧化反应;M-n e→Mn+

  阴极附近的离子获得电子而沉积于零件表面,即发生还原反应。M n++n e→M

  4电镀之前需要对材料来预处理,其中脱脂(或除油)过程主要采取哪两种方式来进行,基础原理是什么?

  热浸除油:利用碱剂和皂化油脂的皂化作用去除金属表面的污垢和氧化物,其必需具备湿润、渗透、分散及乳化效果。

  电解除油:利用电解原理,阴极产生氢气将金属还原(不锈钢板),阳极产生氧气并将污垢氧化(零件);气体带动搅拌作用而将污垢脱离。

  活化可将金属表面的氧化物、盐加以去除,使金属表面容易与后续电镀金属紧密结合

  钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形成一层坚实致密的﹐稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大幅度的提升并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广﹐镀Zn,Cu等后﹐都可进行钝化处理。

  除氢处理有些金属(如Zn)在电沉积过程中﹐除自身沉积出来外﹐还会析出一部分氢﹐这部分氢渗入镀层中﹐使镀件产生脆性﹐甚至断裂﹐称为氢脆。为了消除氢脆﹐往往在电镀后﹐使镀件在一定的温度下热处理数小时﹐称为除氢处理。

  7.设计通过有槽电镀进行电镀锌处理的装置,画出示意图,写出基本的电镀反应。分析电镀锌过程中产生清脆的原因,并指出解决途径

  造成析氢的吸附,形成内应力,引起氢脆,所以镀锌后要加热处理,通常在200℃加热2小时,来消除氢脆和内应力。8从电化学角度分析在钢铁表面镀锌和镀铜分别起啥作业,二者有何不同

  铁的活泼性介于锌和铜之间,比如镀铜,因为铜的化学性质比铁稳定,所以能阻止空气当中的氧对铁的氧化。镀锌,因为锌的的化学性质比铁的活泼,有锌在铁的表面,空气当中的氧会先氧化锌,锌起到一个垫底的作用。

  在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属,形成结构和性能符合标准要求的镀层的工艺过程,称为合金电镀。

  10.实现金属共沉积需要满足哪两个条件,要是两种金属析出电位足够接近,可采取什么措施

  在镀覆溶液中加入非水溶性的固体微粒,使其与主体金属共同沉积形成镀层的电镀工艺称之为复合电镀,所得镀层称为复合镀层。

  非金属电镀的关键工艺是表面金属化,使非金属基体上生成导电层以便进行导电。表面金属化的方法有化学镀法、喷涂法、烧渗银法和涂刷法等。

  13.无槽电镀技术中电镀所需的电镀液由什么提供?无槽电镀预处理过程中活化处理采取什么方式

  化学镀是指在没有外电流通过的情况下,利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面,形成镀层的一种表面加工方法。

  化学镀不需要外电源,设备简单、操作容易,可用在所有基体,如:金属(钢、铝、镁等)、非金属(陶瓷、塑料、木材等)

  均镀能力和深镀能力好,无论工件如何复杂(深孔、凹槽、盲孔等),只要采取适当的技术措施,均可得到均一的镀层。镀层晶粒细、空隙小,力学性能、物理性能和化学性能优良。如具有非常好的耐腐的能力(某些性能优于不锈钢)、耐磨性和硬度,低磷镀层有很好的电磁性,而高磷镀层有很好的非磁性。

  被镀件浸入镀液中,化学还原剂在溶液中提供电子使金属离子还原沉积在镀件表面:

  Mn++ne→M其实质是化学氧化还原反应,有电子转移、无外电源的化学沉积过程。

  化学镀所需的电子是通过化学反应直接在溶液中产生的,而电镀所需的电子是通过外加电源获得的

  以电位较负的金属工件浸在电位较正的金属的盐溶液中,使电位较正的金属被还原而沉积在工件表面

  还原镀是在金属的催化作用下,通过可控制的氧化还原反应而产生金属沉积的过程。这种方法不是通过金属的溶解,而是依靠还原剂的化学反应:

  在这里还原剂R n+被氧化成R(n+z)+,而自由电子使M Z+还原,还原剂的电位应该明显低于沉积金属的电位。

  18.化学镀的镀液中,金属盐,还原剂,络合剂,缓冲剂,稳定剂个起什么作用

  20.以甲醛做还原剂的化学镀铜溶液作为对象,简述化学镀铜的原子氢态理论的和电化学理论

  混合时,在搅拌下将甲组徐徐加入乙组溶液中,开始可能有氢氧化铜沉淀产生,搅拌中会逐渐溶解,此时铜呈络离子状态存在。

  使金属与特定的腐蚀液相接触,在一定条件下发生化学反应,在金属表明产生一层附着力良好、难溶的生成物膜层。这些膜层,或者能保护基体金属不受水和其它腐蚀介质的影响,或者能提高有机涂膜的附着性和耐老化性,或者能赋予表面其它性能。

  2.简述化学转化膜的形成机理,该机理与电镀和化学镀机理有何本质区别,这使得化学转化膜与电镀化学镀所得的镀层在结合力方面有何不同

  金属表层的原子与特定介质中的阴离子在一定的条件下发生化学反应,成膜的典型反应如下:

  钢铁在含有氧化剂的溶液中进行化学处理,可在其表面生成一层 0.5 ~ 1.5 μm 厚的均匀致密的以 Fe3O4 为主的氧化膜,称为钢铁的化学氧化。由于 Fe3O4 膜的颜色可以从蓝到黑变化,故又称发蓝或发黑处理。

  4.钢铁的高温化学氧化和常温化学氧化技术分别采取了什么处理液,二者的处理温度分别是多少,所得氧化膜的主要成分分别是什么

  高温:亚硝酸钠的浓碱性处理液,在140℃左右的温度下处理15 min – 90 min。磁性氧化铁(Fe3O4)为主的氧化膜,膜厚一般只有0.5-1.5 μm,最厚可达2.5 μm。

  常温:表面膜主要成分是CuSe,其功能与Fe3O4膜相似。(CuSO4,亚硒酸)处理温度135~145℃,时间30~45min

  电化:钢铁浸入电解质溶液后,即在表明产生无数的微电池,在铁的微阳极区发生氧化反应:

  氧化铁的水合物在较高的温度下,容易失去部分结晶水形成含结晶水较少的一种物质,Fe2O3?(m-n)?H2O在碱液中溶解度很小,容易形成红色的沉淀附着在氧化膜表面,出现生产中的“红霜”现象。这是钢铁氧化过程中常见的故障,应尽可能的避免。消除方法:严控工作温度。

  1.i. 钢铁进入发黑液中,钢铁表面的铁原子,置换溶液中的铜离子,生成的铜覆盖在金属表面:CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu ↓

  阳极氧化即:将金属零件(如铝件)作为阳极放置于适当的电解液中(如硫酸、铬酸、草酸等水溶液),在外加电流的作用下,表面生成氧化膜的方法。

  将铝或铝合金的制品作为阳极,铅作为阴极(只起导电作用),在外加电流的作用下生成氧化膜的过程,电解液一般为中等

  3电解着色:电化学反应。氧化膜拥有非常良好的耐磨性、耐热性、耐晒性,而且色泽稳定。

  生成一水合氧化铝,体积增大33%;生成三水合氧化铝,体积增大100%,由于体积的增大就使膜孔封闭。

  氧化膜表面和微孔壁的氧化铝与重铬酸钾发生化学反应生成碱式铬酸铝和碱式重铬酸铝的沉淀:

  该沉淀与热水和氧化铝反应生成的一水合氧化铝、三水合氧化铝一起封闭了氧化膜的微孔

  镍盐和钴盐的极稀溶液在加热条件下,被氧化膜吸附,在氧化膜的微孔中发生水解反应:

  热浸镀(简称热镀):将工件浸在熔融的液态金属中,在工件表面发生一系列物理和化学反应,取出冷却后表明产生所需的金属镀层的方法。

  用含有Mn、Fe、Zn的磷酸二氢盐作磷化剂,在金属与溶液的界面,发生化学反应:

  同时,阳极反应生成物还有Mn3(PO4)2﹑ Zn3(PO4)2一起结晶,形成磷化膜。

  把金属或金属镀层放入含有某些添加剂的铬酸或铬酸盐溶液中,通过化学或电化学的方法使金属表面生成有三价铬和六价铬组成的铬酸盐膜的方法,叫做金属的铬酸盐处理,也称钝化。

  2析出的氢气促使少数的六价铬还原成三价,并由于界面pH值升高,使三价铬以胶体的氢氧化铬形式沉淀。

  3氢氧化铬胶体自溶液中吸附和结合少数的六价铬在金属界面构成具有某种组成的铬酸盐膜。

  3上述反应使得溶液和锌的界面pH值升高,从而生成以氢氧化铬为主体的胶体状的柔软不溶性复合铬酸盐膜。

  4.这种铬酸盐膜像浆糊一样柔软,容易从锌表面去掉,待干燥脱水收缩后,则固定在锌表面上形成铬酸盐特有的防护膜:Cr(OH)3 ·Cr(OH) ·CrO4·H2O →x Cr2O3·y CrO3·z H2O

  铬酸盐膜主要由三价铬和六价铬化合物,以及基体金属或镀层金属的铬酸盐组成。

  在铬酸盐膜中,不溶性的化合物构成了膜的骨架,使膜具有一定的厚度和强度。六价铬化合物填充在骨架空隙之中,使基体金属钝化并具有自愈性(自修复性)。

  将有机涂料通过一定方法涂覆于材料或制件表面,形成涂膜的全部工艺过程,称为涂装。

  粘涂技术,是将特种功能的胶粘剂(通常是在胶粘剂中加入有机或无机填料,如二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和树脂粉末)直接涂敷于材料表面,使之具有耐磨、耐蚀、耐热、绝缘、导电、导磁、防辐射等功能的一项新技术

  热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源,使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,通过高速气流使其雾化,然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面,从而形成附着牢固的表面层的加工方法。

  2融滴雾化阶段:喷涂材料熔化后,在高速气流的作用下,熔滴被击碎成小颗粒呈雾状;

  4在产生碰撞瞬间,颗粒的动能转化成热能付予基材,并沿预处理的凹凸不平表面发生变形,变形的颗粒迅速冷凝并产生收缩,呈扁平状粘结在基材表面。

  热喷涂过程中,最先冲击到工件表面的颗粒变形为扁平状,与工件表面凹凸不平处产生机械咬合。

  后来的颗粒打在先行颗粒的表面上也变为扁平状,并产生机械结合,逐渐堆积成涂层。

  2. 涂层的多孔结构(孔隙率最高达25%):因粒子碰撞、变形和冷凝等过程的时间极短,;

  3. 涂层中存在氧化物/氮化物夹杂:因与空气接触而造成,其数量取决于热源、材料和喷涂条件;

  5. 涂层中存在残余应力:涂层外层受拉应力;基体,有时也包括涂层的内层受压应力。

  涂层的结合包括涂层与基体表面的结合和涂层内部的结合。涂层与金属表面的结合强度称为结合力。涂层内部的结合强度称为内聚力。

  喷熔(或喷焊)也是利用氧-乙炔焰作热源,用专用喷枪把合金粉末加热到熔化状态后喷到经预处理的零件表面上,再用火焰使涂层重新熔化后熔焊在零件表面上。

  电弧喷涂的基础原理是将两根被喷涂的金属丝作自耗性电极,连续送进的两根金属丝分别与直流的正负极相连接。在金属丝端部短接的瞬间,由于高电流密度,使两根金属丝间产生电弧,将两根金属丝端部同时熔化,在电源作用下,维持电弧稳定燃烧;在电弧发射点的背后由喷嘴喷射出的高速压缩空气使熔化的金属脱离金属丝并雾化成微粒,在高速气流作用下喷射到基材表面而形成涂层。

  等离子喷涂法是利用等离子焰的热能将引入的喷涂粉末加热到熔融或半熔融状态,并在高速等离子焰的作用下,高速撞击工件表面,并沉积在经过粗糙处理的工件表明产生很薄的涂层。涂层与母材的结合主要是机械结合。

  热浸镀(简称热镀):将工件浸在熔融的液态金属中,在工件表面发生一系列物理和化学反应,取出冷却后表明产生所需的金属镀层的方法。

  14.溶剂法热浸镀预处理过程中进行溶剂处理的目的是什么,能采用哪两种方式,分别如何进行

  熔剂处理-除去工件尚未完全洗掉的铁盐和酸洗后又被氧化的氧化皮,清除熔融金属表面的氧化物和降低熔融金属的表面张力,同时使工件与空气隔离而避免重新氧化。有两种方法:

  熔融熔剂法:将工件在热浸镀前先通过熔融金属表面的一个专用箱中的熔融熔剂层做处理。该熔剂是氯化铵或氯化铵与氯化锌的混合物。

  烘干熔剂法:将工件在热浸镀前先浸入浓的熔剂(600g/L-800g/L氯化锌+60g/L-100g/L氯化铵)水溶液中,然后烘干

  15.保护器还原发热浸镀典型的生产的基本工艺通称是什么,突出特点是什么,如何进行

  钢材先通过用煤气或天然气直接加热的微氧化炉,钢材表面的残余油污、乳化液等被火焰烧掉,同时被氧化形成氧化膜;

  ②钢材进入密闭的通有氢气和氮气混合而成的还原炉,在辐射管或电阻加热下,使工件表面氧化膜还原为适合于热浸镀的活性海绵铁,同时完成再结晶过程;

  热浸镀锌是将钢铁浸泡在高温的锌溶液中,使钢铁表面被锌裹覆,再利用锌对钢铁的隔离与阳极牺牲作用,达到防蚀效果。1铁基表面被锌液溶解形成铁锌合金相层;

  将预处理后表面清洁的钢材首先放在单独的熔剂槽内进行熔剂处理、烘干,然后将带有干燥熔剂层的钢材浸入到熔融锌液中

  进行热镀。这时,在熔融锌和钢基体表面之间发生浸润、溶解、化学反应和扩散过程,并在钢基体表明产生合金层。

  先使钢材通过炉温为440-460℃的氧化性气氛的预热炉,然后再将钢材送进还原性气氛的炉中。在此,钢材表面上的氧化铁皮还原,并把钢材加热到规定的温度,接着再将钢材浸入约440-460℃温度的锌液中进行镀锌。

  表面改性是指采用某种工艺手段使材料表面获得与其基体材料不同的组织架构、性能的一种技术。

  表面强化是使金属表面在外力作用下产生塑性变形,使表层金属组织架构发生改变,来提升零件性能的一种加工方法。 喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸,对工件表明上进行撞击,使之产生形变硬化层并引进残余压应力,以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺方法。

  喷丸通常是直径为0.5-2mm 的砂粒或铁丸。砂粒的材料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、喷射速度和维持的时间有关。

  表面热处理是指仅对零部件表层加热、冷却,从而改变表层组织和性能而不改变成分的一种工艺,是最基本、应用最广泛的材料表面改性技术之一。

  表面淬火:将工件表面快速加热到淬火温度,然后迅速冷却,使工件表面获得一定深度的淬火组织,而心部仍保持未淬火状态组织的热加工工艺。

  当工件表面层快速加热时,工件截面上的温度分布是不均匀的,工件表层温度高且由表及里逐渐降低。如果表面的温度超过相变点以上达到奥氏体状态时,随后的快冷可获得马氏体组织,而心部仍保留原组织状态,从而得到硬化的表面层,即通过表面层的相变达到强化工件表面的目的。

  利用感应电流通过工件所产生的热量,使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。

  物理过程:当感应线圈通以交流电后,感应线圈内即形成交流磁场。置于感应线圈内的被加热零件引起感应电动势,所以零件内将产生闭合电流即涡流。在每一瞬间,涡流的方向与感应线圈中电流方向相反。由于被加热的金属零件的电阻很小,所以涡电流很大,从而可迅速将零件加热。对于铁磁材料,除涡流加热外,还有磁滞热效应,可以使零件加热速度更快。

  感应电流透入深度,即从电流密度最大的表面到电流值为表面的1/e (e =2.718)处的距离,可用?表示。?的值(单位为mm)可根据下式求出

  式中,f 为电流频率的值(Hz),μ为材料的磁导率的值(H/m),ρ为材料的电阻率的值。

  硬化层深度总小于感应电流透入深度。这是由于工件内部传热能力较大所致。即频率越高,涡流分布越陡,接近电流透入深度处的电流强度越小,发出的热量也就比较小,又以很快的速度将部分热量传入工件内部,因此在电流透入深度处不一定达到奥氏体化温度,所以也不可能硬化。如果延长加热时间,实际硬化层深度可以有所增加。

  表面的温度超过相变点以上达到奥氏体状态时,随后的快冷可获得马氏体组织,而心部仍保留原组织状态,

  工件表层存在残余压应力,因而疲劳强度较高。工件表面上的质量好。这是由于加热速度快,没有保温时间,工件不易氧化和脱碳,且由于内部未被加热,淬火变形小。

  火焰加热淬火是利用氧—乙炔(或其他可燃气体,如煤气—氧等)火焰直接加热工件表面,然后立即喷水冷却的工艺。 f μρ

  将金属工件放入一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺叫做化学热处理。

  2. 活性介质分解(包括活性组分向工件表面扩散以及界面反应产物向介质内部扩散)并释放出欲渗入元素的活性原子;

  4. 溶入表面的原子向金属表层扩散渗入形成一定厚度的扩散层,从而改变表层的成分、组织和性能。

  渗碳通常是指向低碳钢制造的工件表面渗入碳原子,使工件表面达到高碳钢的含碳量。表面层含碳量以0.85-1.05%为最好。目的:表面硬度、耐磨性↑,心部保持一定的强度和塑、韧性。

  将工件放入密封的加热炉中,加热到临界温度以上(通常为900~930 ℃),按一定流量滴入液体渗碳剂(如煤油、苯、甲醇、丙酮等),并使之分解, 分解产物有CnH2n和CnH2n+2, 在钢的表面发生如下的反应:

  液体渗碳是将被处理的零件浸入盐浴渗碳剂中,通过加热使渗碳剂分解出活性的碳原子来进行渗碳。

  渗氮是在含有氮的介质中,将工件加热到一定温度,钢的表面被氮原子渗入的工艺方法。

  把需渗氮的零件放入密封渗氮炉内,通入氨气,加热至400-600℃,氨发生以下反应:

  原理在线混合气体,以容器的壳壁为阳极,以被处理工件为阴极,通入几百伏~上千伏的可控直流电,产生等离子体;电子移向阳极,正离子移向阴极;N+以极高的速度轰击零件,动能转化为热能加热工件,部分N+被工件表面吸收,并向内层扩散。

  激光表面处理:用单位体积内的包含的能量极高的激光束来照射金属基体表面,从而改变表面层的成分和显微结构,达到提高表面性能的目的,以适应工程对基体材料的要求。

  高方向性:激光光束的发散角可以小于一到几个毫弧度,可以认为光束绝大多数都是平行的。

  高亮度性:激光本身就具有极高的单位体积内的包含的能量,经过聚焦以后,焦斑中心的温度可达到几千到几万度,只有电子束的功率密度才能和激光相比拟。

  该过程是光和热的转变过程,是通过光子与金属的自由电子相碰撞使电子的能量提高,从而转化成晶格的热。

  以高能量的激光束快速扫描工件,使材料局部小区域内表面极薄一层快速吸收能量而使温度急剧上升(升温速度可达104~106℃/s),此时工件基体仍处于冷态;激光离去后,局部区域内的热量迅速传递到工件其它部位,冷却速度可达105℃/s 以上,使该局部区域在瞬间进行自冷淬火,得到马氏体,材料表面发生相变硬化。

  激光表面熔覆是指利用激光加热基材表面以形成一个较浅的熔池,同时送入预定成份的合金粉末一起熔化后迅速凝固;或者是将预先涂敷在基材表面的涂层与基材一起熔化后迅速凝固,以得到一层新的熔覆层。

  激光表面合金化是指在高能激光束作用下,将一种或多种合金元素与基材表面快速熔凝,使材料表层获得具有预定的高合金特性的技术。

  电子束以极高的速度轰击工件表面,能使工件表面以3000~5000℃/s的速度急速升温,在极短时间内(1/3~1/5s)达到1000℃,使之达到奥氏体状态,但工件表层以下,以及没有受到电子束轰击的区域温度末变,处于冷态。

  当电子束离开后,表层的热量向冷态的基体传导而以很快的速度(大于临界冷速)冷却,完成工件表层“自冷”淬火。27.什么是离子注入表面改性,其基础原理是什么

  离子注入是将所需物质的离子在电场中加速后高速轰击工件表面使之注入工件表面一定深度的真空处理工艺,也属于PVD 范围。

  将待注入元素的原子在离子源中电离,从离子源引出后经过静电加速器后进入质量分析仪对离子进行筛选, 选出指定能量和质量的离子再经过聚束扫描后均匀射入工件表面。

  载有一定能量的离子射入工件表层后,与其中的原子核和电子不断碰撞,消耗能量,最终在表层中某处停留下来,形成固溶体或化合物等。

  在真空条件下,利用各种物理方法,将镀料气化成原子、分子,或离子化为离子,直接沉积到基体表面的方法。

  把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质气体供给基体,借助气相作用或在基体表面上的化学反应生成要求的薄膜。

  真空蒸镀是将沉积材料与工件同放在真空室中,然后加热沉积材料使之迅速熔化蒸发,当蒸发原子与冷工件表面接触后便在工件表面上凝结形成具有一定厚度的沉积层。

  1在真空室中,膜料被加热变成蒸发原子,蒸发原子在真空条件下不与残余气体分子碰撞而到达工件表面;

  5原子簇团与扩散原子相碰撞,或吸附单原子,或放出单原子,这种过程反复进行;

  6当原子数超过某一临界值时就变为稳定核,再不断吸附其他扩散原子而逐步长大,最后与邻近稳定核合并进而变成连续膜。

  4.什么是溅射,离子溅射,什么是溅射镀膜,离子溅射镀膜中的入射离子一般是通过什么方法得到

  溅射镀膜是利用溅射现象来达到制取各种薄膜的目的,即在真空室中利用荷能离子轰击靶表面,使被轰击出的粒子在基底上沉积的技术。

  用几十电子伏或更高动能的荷能粒子轰击材料表面,使其原子获得足够的能量而溅出进入气相,这种溅出的、复杂的粒子散射过程称为溅射。

  被轰击的材料称为靶。由于离子易于在电磁场中加速或偏转,所以荷能粒子一般为离子,这种溅射称为离子溅射。

  阴极溅射:在气体辉光放电炉中,用正离子轰击阴极(待沉积材料作的靶),将其原子溅射出,并通过气相沉积到工件表面上形成薄膜镀层。

  离子束溅射:从一个与沉积室隔开的离子源中引出高能离子束,然后对靶进行溅射。

  在真空磁控离子溅射过程中,磁场被施加在溅射靶的表面以限制高密度的等离子体。氩离子被加速打在加有负电压的阴极(靶材)上。离子与阴极的碰撞使得靶材被溅射出带有平均能量4 - 6 eV的颗粒。这些颗粒沉积在放于靶前方的被镀工件上,形成薄膜。

  离子镀借助于一种惰性气体的辉光放电,使金属或合金蒸气离子化。离子经电场加速而沉积在带负电荷的基体上。离子镀兼有真空蒸镀与阴极溅射镀两种工艺的特点。

  将Ti以挥发性TiCl4形式与气态或蒸气态的碳氢化合物一起送入高温的真空反应室,用氢气作为载体气和稀释剂,即会在反应室内钢件表面上发生化学反应:TiCl4+CH4+H2----TiC+HCl+H2

  利用直流或射频放电等离子体内的高能电子激活反应气体分子使之离解或电离,从而获得在化学上非常活泼的激发分子、离子、原子或大量活性原子团等,并在基体表面上沉积镀膜。