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3)，简述气相沉积陶瓷涂层/薄膜的四种组织形态特征及形成条件. Ts/Tm——相对温度
形态1型结构： Ts/Tm＜0.3，低温，气体压力较高；细纤维装组织，有许多纳米级孔隙，表面扩散能力低，临界核小，沉积速度大；疏松针状拱形
形态T型结构：与形态1型相似，气体压力较低，纤维状均匀致密
形态2型结构：Ts/Tm=0.3~0.5，中温，气体压力不高；细纤维装组织，有许多纳米级孔隙，表面扩散能力较高，体扩散能力有所提高，晶界完整，致密性好；均匀致密柱状
形态3型结构： Ts/Tm＞0.5，高温，表面扩散能力、体扩散能力都较高，在沉积的同时，涂层内再结晶，长大为粗大的等轴晶，晶体内缺陷密度低
4），提高陶瓷涂层与基体力学相容性的方法与原理有哪些,举例说明. 加入陶瓷梯度结合层之后, ZrO2-Y2O3陶 瓷涂层与基体之间的结合力有较大的提高。陶瓷和金属的热膨胀系数及弹性模量等性能不匹配, 且基体与涂
层间存在明显的界面, 因此, 表面具有陶瓷涂层的金属零部件在 应用过程中常会发生涂层开裂或剥落损坏等现象
第四章 预习与作业
预习
1、 热喷涂技术的原理，涂层形成过程，涂层组织结构，结合、应力，热喷涂方法，喷
涂材料，热喷涂工艺流程和质量控制，热喷涂的应用。
2、 热喷焊的原理、特点、喷焊方法、热喷焊材料、工艺、应用。 3、 堆焊的原理、特点、堆焊方法、堆喷焊材料、工艺、应用。
作业
1，热喷涂的技术特点和工艺原理是什么？
利用热能将喷涂材料熔化，再借助高速气流将其雾化，并在高速气流的带动下粒子撞击基材表面，冷凝后形成具有某种功能的涂层。 特点（1） 可在各种基材上制备各种涂层；
（2） 基材温度低（30 ～ 200℃），热影响区浅，变形小； （3） 涂层厚度范围宽（0.5 ～ 5mm） ；
（4） 操作灵活，可在不同尺寸和形状的工件上喷涂； （5） 加热效率低，喷涂材料利用率低， （6） 涂层与基体结合强度低。
2，超音速喷涂的原理和特点是什么？
高速火焰喷涂是将助燃气体与燃烧气体在燃烧室中连续燃烧，燃烧的火焰在燃烧室内产生高压并通过与燃烧室出口联接的膨胀喷嘴产生高速焰流，喷涂材料送入高速射流中被加热、加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层的方法。
特点1） 焰流速度高但温度相对较低，适合喷涂含碳化物材料。 2） 涂层致密（99.9％），表面粗糙度低。 3） 结合强度略低于爆炸喷涂，达70MPa以上。 4） 喷涂效率高，但燃料消耗大，喷涂成本比较高。； 5） 噪音大(>120dB)，需有隔音和防护装置。
3，简述等离子喷涂的原理、设备、特点和应用领域。 原理
等离子喷涂是通过等离子喷枪来实现的，喷枪的喷嘴和电极分别接电源的正负极。喷嘴和电极之间通入工作气体，借助高频火花引燃电弧。电弧讲气体加热并使之电离，产生等离子弧，气体热膨胀由喷嘴喷出告诉等离子流。送粉气管将粉末送入等离子射流中，被加热到熔融状态，并被等离子射流加速，以一定的速度喷射到经预处理基体表面形成涂层。 等离子喷涂的设备
等离子喷涂设备主要有：整流电源、控制柜、喷枪、送粉器、循环水冷却系统、气体供给系统等。另外，等离子喷涂所需要的辅助设备有：空气压缩机、喷涂机械手、工作台和喷砂设备等。
与其它涂层技术相比，等离子喷焊技术的主要特点： （1）生产效率高。
（2）稀释率低(～5％)。
（3）工艺稳定性好，易实现自动化。
（4）喷焊层平整，成分均匀，可获得0.25~8mm任意厚度喷焊层。
等离子喷涂技术在耐磨涂层、耐蚀涂层等传统领域的应用已经较为广泛，从上世纪50 年代至今，其应用领域由航空、航天扩展到了钢铁工业、汽车制造、石油化工、纺织机械、船舶等领域。
近年来等离子喷涂技术在高新技术领域如纳米涂层材料、梯度功能材料、超导涂层、生物功能涂层等方面的应用研究渐渐受到人们的重视。
4，简述喷涂工艺的选择与设计原则。
（1 ） 对涂层结合力要求不高，喷涂材料熔点<2500℃，可采用火焰喷涂。 （2 ） 对涂层性能要求较高，喷涂高熔点材料时时，应采用等离子喷涂。 （3） 工程量大的金属喷涂施工最好采用电弧喷涂。
（4） 要求高结合力、低孔隙度的金属、合金及以某些金属陶瓷涂层可采用超音速火焰喷涂。
（5 ） 对于批量大的工件，宜采用自动喷涂。
5，简述纳米结构涂层的热喷涂原理、特点和应用优势
将合成的的纳米颗粒，重新构建成直径30微米左右的高流动性颗粒，作为喂料。因为
，
其主要特点有:
( 1)涂层厚度可达数毫米、 致密、 孔隙率低、 残余应力低;
( 2)基体热影响区小, 对喷涂粉末无氧化、 无污染、可制备高热传导率、 高电导率的涂层以及其他功能涂层;
( 3)制备的涂层性质基本保持原始材料的性能,别适合纳米涂层的制备, 为制备纳米结构涂层提供了一种重要的工艺方法;
( 4)喷涂效率高, 粉末利用率高 (喷涂粉末可以回收 ); ( 5)环境污染小, 喷涂噪声低 涂层特性 – 超级强度，高粘附性，高硬度，承受压力能力强，表面质量好
竞争优势 – 与传统涂层相比在耐磨损，抗压力和冲击力，耐久使用和 对环境要求(盐性，生物附着)方面要优于传统涂层
第五章 预习与作业 预习
1. 电镀与化学镀的本质区别在什么地方？化学镀时候有电化学反应发生么？ 化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极，而化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应。
2. 电镀层厚度的均匀性（也被称为分散能力）跟什么有关？如何提高镀层厚度的均匀性？ 电流和镀层在镀件阴极表面的分布
3. 电镀层表面粗糙和表面光滑主要由什么决定？为什么？ 4. 化学镀有那几个关键步骤组成？
除油---离子水洗---活化（ 弱酸）---离子水洗----化学镀---镀后处理
5. 请给镁合金表面镀层设计工艺。
试样→打磨→去氢→化学除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→浸锌→水洗→电镀锌→水洗→钝化→水洗→干燥 作业
1， 简述电镀溶液对电镀过程和镀层结构的影响？
电镀溶液的组成:溶液中的主盐(金属盐)、导电盐、pH值、络合剂、各种添加剂(表面活性物质)。
（1）镀液中金属离子浓度(主盐或金属盐)的影响
? 镀液中放电还原金属离子浓度越高，阴极极限电流密度越大；允许 使用的电流密度也大，可供电镀选择的电流密度范围也越宽。
? 镀液中金属离子浓度高，溶液导电性能好，有利于降低溶液电阻、 电镀槽电压和电镀能耗 。
? 电镀生产中大多数采用放电还原金属离子浓度较高的镀液 。 （2）镀液中导电盐的影响
? 导电盐(附加盐)的作用主要是提高镀液的导电性能和改善镀液的分散能力。
? 电盐(附加盐)可增加镀液离子强度、降低被镀金属离子活度和增大阴极极 化(理论依据不足)。
? 导电盐(附加盐)一般采用碱金属或碱土金属的盐类 （3）镀液中络合剂的影响
电镀生产中常用的络合剂主要： 氰化物、氢氧化物、铵盐、焦磷酸盐、柠檬酸盐、乙二胺、三乙醇胺、氨三乙酸盐、HETP和EDTA等
① 络盐镀液中的络合剂使金属离子以络合离子形式存在，金属离子放电还原的平衡电
极电势负移、电化学极化增大，镀层晶粒细致光亮，均匀性好。
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