现代面食技巧的回顾考题.docx

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1、现代表面技术复习题答案第一章1,课程的性质、特点：“古老f实用f广泛f发展”。2,课程的地位、重要性“重点发展的学科”。第二章表面科学的基本概念和理论】、按照膜层形成方式及其作用原理，表面技术可以分为哪些类型？（1）原子沉积（2）颗粒沉积（3）整体覆盖（4）表面改性2、固体材料界面有哪三种？（1）表面-固体材料与气体或液体的）分界面；（2）晶界（或亚晶界）-多晶材料内部成分、构造相似而取向不一样的晶粒（或亚晶）之间的界面。（3）相界-固体材料中成分、构造不一样的两相之间的界面。3、何谓清洁表面？何谓实际表面？清洁表面：通过诸如离子轰击、高温脱附、超高真空解理、蒸发薄膜、场效应蒸发、化学反应、分

2、子束外延等特殊处理后，保持在10-6Pa-10-9Pa超高真空下外来沾污少到不能用一般表面分析措施探测的表面。实际表面：暴露在未加控制的大气环境中的固体表面，或者通过一定加工处理（如切割、研磨、抛光、清洁等），保持在常温和常压（也也许在低真空或者高温）下的表面。4、清洁表面为何存在多种类型的表面缺陷？从热力学来看，表面附近的原子排列总是趋于能量最低的!稳定状态。到达该稳定状态的方式有两种：一是自行调整，表面原子排列状况与材料内部明显不一样；二是依托表面的成分偏析和表面对外来原子或分子的吸附以及这两者的互相作用而趋向稳定态，因而使表面组分与材料内部不一样。因此清洁表面必然存在多种类型的表面缺陷。

3、5、简述表面驰豫和表面重构并画出构造示意图。表面弛豫：表面原子H勺上、下位移（压缩或膨胀）称为表面驰豫。表面重构：在平行于基底的表面上，原子的!平移对称性与体内明显不一样，原子位置作了较大幅度的调整，这种表面构造称为重构（或再构）。缺列型重构：是表面周期性地缺失原子列导致的超构造。重组型重构：并不减少表面的原子数，但却明显地变化表面的原子排列方式。K3 Si(l 1 1)77 M StWtt6、什么是贝尔比层？它有什么特点？贝尔比（BeiIby）层:金属在切割、研磨和抛光时，表面原子来不及回到平衡位置，导致一定程度的晶格畸变,深度可达几十微米。这种晶格畸变是随深度变化的，而在最外层约5nm-1

4、0nm厚度也许会形成一种非晶态层，该膜层就称为贝尔比（Beilby）层。其成分为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不一样。贝尔比层具有较高的耐磨性和耐蚀性，这在机械制造时可以运用。不过，在其他许多场所，贝尔比层是有害的，例如，在硅片上进行外延、氧化和扩散之前要用腐蚀法除掉贝尔比层，由于它会感生出位错、层错等缺陷而严重影响器件的性能。第三章电镀和化学镀1、何谓电化学位？写出其数学体现式并阐明其用途。位于真空的孤立相的电位（一）、外电位2把单位正电荷从无穷远处H勺真空中移至带电物体表面10-410-5cm处所作的电功,称为该点的外电位。外电位是紧靠带电物体表面处的电位，又称伏打（VOlta）电位，

5、它是可以测量的。（二）、表面电位X任一表面层中，由于界面上的短程力场（范德华力，共价键力等）引起原子或分子偶极化并定向排列，使表面层成为一层偶极子层。单位正电荷穿越该层所做的电功称为表面电位XO（三）、内电位内电位一指物体内部某一点的电位。在数值上等于单位正电荷由无穷远处移到带电物体内时对抗电场力所作的功。ImOIlT、JMn+共携Mn+带nF库仑的电量，对应的电功为+nF（P）。因此，将Imol的正离子Mn+移入相P时fP勺法斯旦的变化为：J中=电极材料二%1”电极材料二加J=斗eYlrr仿照化学位P的定义，将称为电化学位。就是离子Mn+在相P中的电化学位。定义了电化学位后，就可以象化学反应

6、式的平衡条件同样，用下式来体现种电极反应到达平衡的条件：E=(cm)-(叔。+(SH)+MQ)L2、什么是绝对电位？写出数学体现式；简要阐明为何绝对电位无法测量？称为该电极系统Fl勺绝对电位。e表达电极反应处在平衡时该电极系统的绝对电位。为了测量CU电极与水溶液之间!勺内电位之差，就要用一种高敏捷度口勺高阻测量仪器，例如电位差计或电阻输入很高的半导体电压表。任何这种测量电位差的仪器均有两个输入端。种输入端用良电子导体材料做成的导线如CU导线同CU电极相连接。测量仪器的另种输入端就应当同另一种相，即水溶液相连接。目前的问题是怎样才能做到使测量仪器日勺一种输入端同水溶液相连接？唯一的措施是用某一块

7、金属M一端插入水溶液中，而在水溶液上面的另一端则一招线例如也是用CU导线连接，然后这根导线接测量仪器Fl勺另一种输入+nF端。这个电位差E实际上是表达Cu/水溶液和M/水溶液两个电极系统所构成口勺原电池口勺电动势。3、何谓参比电极？何谓原则电极？选择一种电极系统来同被测电极系统构成原电池。所选择H勺电极系统中，电极反应必须保持平衡，并且与该电极反应有关的反应物质的化学位应保持恒定。这样的电极系统叫做参比电极。以氢电极为原则电极，并规定它在任何温度下电极电位为零。电极反应为：原则电极电位一在水溶液中，298K时，电极物质活度均为1时的电极电位，称为原则电极电位。它表达电极物质在进行电极反应时，相

8、对于原则电极的得失电子的能力。4、何谓电池电动势？何谓电极电位？342（113254）=+（；=l）+e电极电位一是指一待测电极与原则电极构成的电池肚）电动势。定义：电池电动势E是在通过电池的电流趋于零的条件下，两极间的电位差。数值上等于构成电池的各相界面上所产生的电位差的代数;和。即=一平（2）阳极极化和阴极极化一由于电极上有净电流通过，电极电位明显地偏离未通净电流时的起始电位的变化的现象称为极化。对于阳极电极电位和阴极电极电位偏离其平衡值（未通净电流）的现象，分别称为阳极极化和阴极极化。6、简要阐明产生阳极极化和阴极极化的I原因。(1)阳极活化极化。阳极过程是金属离子从基体转移到溶液中并形

9、成水化离子的过程金属离子进入到溶液里的速度不不小于电子从阳极迁移到阴极H勺速度，则阳极上就会有过多附带正电的荷的金属离子的积累，由此引起电极双电层上负电荷减少，于是阳极电位就向正方向移动，产生阳极极化。这种极化称为活化极化或电化学极化。(2)阳极浓差极化。在阳极过程中产生的金属离子首先进入阳极表面附近的溶液中，假如进入到溶液中的金属离子向远离阳极表面的溶液扩散缓慢时，阳极附近的金属离子浓度增长，阻碍沙y挖步，臂沙I呼鹅往正方向移动,产生阳极极化。这种极化称为浓差极化。浓差极化的过电位用nC表达。(3)阳极电阻极化。在阳极过程中，由于某种机制在金属表面上形成了钝化膜，阳极过程受到了阻碍，使得金属

10、口勺溶解速度明显减少，此时阳极电位剧烈地向正方向移动，由此引起的极化称为电阻极化。其过电位用nr表达。(I)阴极活化极化阴极过程是接受电子的过程，即假如由阳极迁移过来的电子过多，由于某种原因阴极接受电子的物质与电子结合的)速度进行得很慢，使阴极积累了剩余电子，电子密度增高，成果使阴极电位向负方向移动，产生阴极极化。这种由于阴极过程或电化学过程进行得缓慢引起H勺极化称作阴极活化极化或电化学极化，其过电位用na表达。Men+ne+mH2O.mH2O+ne（2）阴极浓差极化。阴极附近参与反应的J物质或反应物扩散较慢引起的阴极过程受阻，导致阴极电子堆积，使阴极电位向负方向移动，由此引起欧!极化为浓差极

11、化，其过电位用nc表达。7、试简述阴极极化对金属电沉积过程的有益和有害影响。阴极极化对镀层起的良好作用可分为两方面：第一、有助于得到结晶细致、光亮的镀层；第二、有助于改善镀液的分散能力，使镀层分布均匀阴极的浓差极化：往往减少沉积速度，导致镀层粗糙、烧焦等毛病，阴极极化太大时，会导致严重析氢、电流效率减少，影响镀层结合力，严重时，甚至导致起泡、起皮等缺陷。8、法拉第电解第一定律？法拉第电解第二定律？法拉第常数F?1 .法拉第电解第一定律电极上所形成产电解物的质量W与电流I和通电时间t成正比W=kIt=kQ式中k为比例常数。2 .法拉第电解第二定律（三种表述法）当通过各电解液的总电量Q相似时，在电

12、极上析出（或溶解）的物质的质量W同各物质的化学当量C（即原子量A与原子价Z之比值，C=AZ）成正比。W=kIt=kQ=kCo电解第二定律也可表述为:物质的电化学当量k同其化学当量C成正比，即：如通过的电量Q相似，则析出或溶解的不一样物质的化学“克当量”数相等，即每一物A质的数量变化除以化学当量C为一常数。k=aC=a-法拉第常数(F)：每摩尔电子所携带的电荷。F=(6.022141023)(L6O2I7610-19)=96485.33830.0083Cmol.=坐=坐=烈=常数(电量)GC2ciC49、简述采用次亚磷酸钠作为还原剂化学镀Ni-P的反应机理？化学镀银是用还原剂把溶液中的银离子还原

13、沉积在具有催化活性的表面上。其反应式为:NiCm2+十R-Ni十mC十OC为络合剂、m为络合剂配位体数目，R、O分别为还原剂的还原态和氧化态。上式分解为:以次亚磷酸钠为还原剂反应机理：阴极反应：Ni2+H2PO2-I-H2O-H2PO3-+Ni十2H+阳极反应：RfO+2e10、什么是电偶腐蚀？由于腐蚀电位不样，导致同介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀(galvaniccorrosion),亦称接触腐蚀或双金属腐蚀，11、简要阐明能斯特方程。对于任一电池反应:aA+bB=cC+dI)二夕翳In用揩标准电极电势R:气体常数831441J(K*mol)T:温度n:电极反应中电广转移数F:

14、法拉第常数96.487kJ(V*mol)第四章金属的J氧化、磷化及着色一化学转化膜1、钢铁H勺表面发蓝（黑）处理H勺基本原理？钢铁的表面磷化处理的基木原理？钢铁的I氧化，亦称发蓝。其实质是通过化学或电化学等措施，在其表面生成一层薄的氧化膜,膜层厚度为05L5m,膜H勺重要成分为（Fe3O4）（即磁性氧化铁）。钢铁在磷化液（某些酸式醋酸盐为主日勺溶液）中处理，在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程，称之为钢铁的I磷化。2、铝合金的化学氧化与电化学氧化的区别?3、画出铝合金阳极氧化的原理示意图.4、根据铝（镁、钛、铜等）合金阳极氧化的原理图以及氧化处理所用的电解质溶液成分、电流密度、

15、电流波形、溶液温度、膜层性能特点、工件表面与否产生火花等，分别阐明什么是：（1）阳极氧化？（2）硬质氧化?（3）瓷质氧化?（4）等离子体电解液（或者微弧）氧化？（5）哪种处理措施的氧化膜硬度最高？一般阳极氧化（硫酸、草酸、铭酸等阳极氧化）硬质阳极氧化1）溶液：获得硬质氧化膜溶液诸多，如：硫酸、多种有机酸（如草酸、苹果酸、柠檬酸、丙二酸、磺基水杨酸）混合液。2）电源：电源则有交流电、直流电、交直流叠加、脉冲电流等。3）氧化条件：硬质阳极氧化处理条件为：高电流密度、低温、搅拌。电流密度为一般阳极氧化的）23倍。低温是为了克制溶液对膜的I溶解、通过搅拌降温。4）硬质氧化膜性质硬度铝合金上可达HV400600,在纯铝上可达HV1500以上。在铝合金中,LC4合金最易获得硬质氧化膜。耐磨件硬质阳极氧化膜，硬度高，耐磨性好。疲劳性能工件经硬质阳极氧化后、疲劳性能要下降。耐热件硬质阳极氧化膜熔点达205（C,导热系数低至67kw