3.空心阴极效应如何产生的？两平行平板阴极置于真空设备中，当满足气体点燃电压时，这两个阴极都产生辉光放电，在阴极附近形成阴极暗区，当两阴极靠近或气压降低时，两个负辉区合并。
此时从阴极K1发射出电子在K1的阴极位降区加速，当它进入阴极K2的阴极位降区又被减速，因此如果这些电子没有产生电离和激发，则电子在K1和K2之间来回振动，增加了电子和气体分子的碰撞几率，可以引起更多的激发和电离过程。
电离密度增加，负辉光强度增加，这种现象称为空心阴极效应。
4.辉光放电和弧光放电的特点各是？5.低于和高于共析温度渗氮时组织是如何形成的？1首先是α相被氮所饱和,当氮含量达到饱和极限时，便通过非扩散性的晶格重构方式，形成γ’相；随着时间的延长，当γ’相的氮含量达到饱和极限时，在铁的表层，同样以晶格重构方式形成ε相。
γ’相和ε相均按扩散方式长大。
因此，纯铁经充分渗氮后，表层组织依次为ε、γ’以及α相2在高于共析温度时纯铁渗氮，在渗氮温度下生成的组织，由表及里依次为：ε，，γ，α。
当缓冷至室温时，低浓度的ε相会析出。
γ相在590发生共析转变（），相降低了其饱和含氢量而析出。
若快冷时，则含氮奥氏体发生氮马氏体转变，故表层组织依次为：ε，，，α6.三种渗氮理论分别是什么？1射与沉积理论：离子渗氮时，渗氮层是通过反应阴极溅射而形成。
在真空炉体内，工件为阴极，炉体为阳极，加上直流高压后，稀薄气体电离，形成等离子体2子离子理论：在离子渗氮中，虽然溅射很明显，然而不是主要的控制因素，对渗氮起决定作用的是氮氢分子离子化的结果3性氮原子模型：对离子渗氮其作用的实际上是中性氮原子，分子离子的作用是次要的7.简述离子渗氮的特点：优点a渗氮速度快b渗氮层组织易控制，脆性小c无公害热处理d节约能源、气源e变形小；f适用于不锈钢渗氮。
缺点：1不同形状、尺寸、材料的零件混合装炉渗氮时，要使工件温度均匀一致比较困难2.离子渗氮设备较复杂，价格也比气体渗氮炉贵3.准确测定零件温度较困难。
8.简述渗氮过程中脉状组织形成受什么影响？a合金元素在晶界偏聚严重的，则脉状组织明显；b工艺参数的影响：渗氮温度高，保温时间越长，NH3渗氮时炉内；压强越高，均促进脉状组织的形成；c零件棱角的影响：棱角处的脉状组织比其他部位严重得多9.讨论渗氮材料选择有哪些原则？1碳钢渗氮效果极差，表面硬度低，硬化层浅。
为了提高碳氮的硬化效果，可以采用离子软化工艺2合金结构钢。
根据使用条件，选择不同的钢种进行离子渗氮，预先处理一般为调制处理，有的低碳合金钢可以用正火处理。
而渗氮温度必须略低于调制回火温度，以保证心部强度不致降低。
3工模具渗氮。
常用离子渗氮提高工模具使用寿命。
4不锈耐酸钢的离子渗氮。
离子渗氮可以大幅度提高铁素体型，马氏体型和奥氏体不锈钢的硬度和耐磨性。
对于表面要求耐磨，往往由于磨损报废，又要求耐酸蚀的零件可以选用不锈耐酸钢进行离子渗氮处理。
5铸铁的离子渗氮。
铸铁由于含碳量及含硅量较高，阻止氮的扩散，常采用离子软化的方法渗氮，或选用球墨铸铁合金铸铁，也加快渗速6钛及钛合金的渗氮。
由于钛及钛合金具有优异的特性，有广泛的应用。
10.试举例说明如何提高离子渗层的耐蚀性能与耐磨性能：提高耐蚀性：加入适量的合金元素。
提高耐磨性：控制好渗氮温度(较低为宜)，选择合适气体比例(减少CO2)。
11.检测渗氮层厚度的方法有哪些？1金相法2硬度梯度法3用X射线衍射法测化合物层厚度4淬火法；12.检测渗氮层硬度的方法有哪些？1表面硬度：表面硬度的测定以负荷5~10kg的维氏硬度计为准；2硬度梯度：用50~100g现为硬度计进行测定，从边缘往中心每隔一定距离打一硬度值，然后作出硬度分布曲线。
13.元素Al和Cr对渗层有什么影响1)形成合金氮化物，使硬度、耐磨性增加2)溶入а-Fe中，提高а-Fe的溶氮能力，产生固溶强化作用3)影响氮在铁中的扩散系数及表面吸氮能力4)改变钢的临界点，从而改变渗氮温度14.以TiN 为例，画出离子沉积工艺流程？（手机）15.离子渗氮层的质量检测包括那些步骤？1渗氮层深度的检测；2硬度检测；3金相组织检测；4脆性检测；5外观检查；6变形检查；7其他：抗腐蚀性检验、断口检验、表面氮浓度检验、局部防渗检查等。
16.等离子物理气相沉积都有哪些特点？1具有高的能量利用率；2处理温度低；3优异的表面质量；17.化合物层厚与各参数的关系 其中，化合物层厚度 常数 扩散激活能 ψ:D1/D2 t:渗氮保温时间 P:炉内压强正常辉光放电时，阴极位降区的大小，当气体种类和阴极材料一定时，仅和气体压强P 成反比等离子体的获得：1利用粒子热运动的方法2利用电子碰撞的方法3利用电磁波能量的方法4利用高能离子的方法德拜屏蔽？（德拜屏蔽示意图P13）等离子体中的电中性是宏观平均意义上讲的，因为每个带电粒子伏击都存在电场，该电场被周围粒子完全“屏蔽”时，在一定的空间区域外呈现电中性，此屏蔽即为德拜屏蔽。
存在条件：1德拜长度应大于粒子间平均距离2德拜长度远小于等离子体系统特征电子碰撞：辉光放电福安特性曲线AB:大电流的产生BC:辉光放电区CD:异常辉光放电区DE:辉光熄灭，出现弧光放电现象影响阴极溅射强弱的一般规律1轰击离子的原子序数越大，溅射系数越大2阴极位降越大，溅射越剧烈3溅射率随阴极试样及气体温度的升高而增加4气体压强越低，溅射越剧烈4溅射率近似与电流密度的平方成正比5当阴极位降接近或等于正常位降值时，溅射极微弱。
离子渗氮设备有真空炉体、供气和抽气系统，电源系统，不包括循环系统。
等离子渗碳优点：1）渗碳速度快2）渗层容易控制3）渗碳均匀性好4）不产生脱碳层5）炉膛利用率高6）热处理变形小7）被处理表面清洁光亮8）渗碳效率高9）设备简化，环境改善10）节能，无公害脉状组织：在渗氮过程中形成的与表面走向平行呈白色波纹状的氮化物组织.分布：靠近化合物层的扩散层中 影响：使钢的韧性、疲劳强度、耐磨性降低试阐述对Fe 在低于和高于共析温度等离子渗氮时，其表面组织形成的变化规律。
低于：ε，ε+，，心部。
高于：快冷时ε，，，α，心部。
慢冷时ε，ε+，α+，心部渗氮层的脆性1）低氮势渗氮或分解氨渗氮具有较小的脆性，与此相对应化合物层具有单相γ’或者以γ’ 相为主的组织2）离子渗氮比气体渗氮具有较小的脆性3）70%N2-H2中加C3H8实行离子软氮化的式样，比低氮势的N2-H2混合气体离子渗氮的脆性大，但与同样比例的N2-H2混合气体离子渗氮及NH3离子渗氮相比，脆性程度相近4）扩散层中的脉状氮化物对渗层的韧性有不良影响。
特别是含铬量高的钢，一般离子渗氮后具有较多的脉状组织，要尽量控制。
12D 24kT ne λπ⎛⎫= ⎪⎝⎭()251/21/221503619.5210exp x t P cm T -⎛⎫=⨯- ⎪⎝⎭在什么情况下会发生电子雪崩现象？首先有外界辐射源使之产生一些自由电荷，然后这些电荷在足够强的电场作用下增殖，从而使电流迅速增加。
如果电荷增加非常强烈，外界辐射源不再起作用，此类放电为自持放电。
电子在电场作用下加速，获得足够的能量，与气体分子碰撞使气体分子电离，并产生处大量的新电子，然后继续上述过程。
热等离子体：当气体压力高于100Torr 时，也可以获得电子密度为1016以上的热平衡状态。
这种气体离子也处于高温状态，称之为热等离子体。
低温等离子体：低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子各种离子、原子和自由基在内的混合体。
辉光放电：低压气体中显示辉光的气体放电现象。
弧光放电：呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。
等离子软氮化：在离子渗氮气氛中导入微量的碳，这样会使渗氮速度加快，化合物层厚度加厚。
等离子体聚合：用含有有机物的气体进行放电，会在等离子体空间和基板上产生聚合物，这就叫等离子体聚合。
脉状组织：在渗氮过程中形成的与表面走向平行呈白色波纹状的氮化物组织。
化合物层：钢经离子渗氮后，在渗氮层中出现以相为主，含有少量的ε和α相组织。
扩散层：钢经离子渗氮后，由组成。
化学热处理时工件化合物层之下的渗层和化学气相沉积时化合物溶解并进行扩散的内层，统称扩散层。
作用于固体表面的等离子反应:溅射;加热;沉积。
离子沉积特点:具有高的能量利用率;处理温度低;优异的表面质量PVD 技术在工业生产中的应用1纯金属涂层2装饰性涂层3润滑膜层4超硬复层5多元复合镀层 等离子体CVD 的应用1.非晶硅2.氮化硅3.Si 钢片的制取等离子体聚合：用有有机物的气体进行放电，会在等离子体空间和基板上产生聚合物的过程 填空选择1、离子渗氮理论包括溅射与沉积理论、分子离子理论、中性氮原子模型。
2、等离子渗氮设备由电源系统、真空炉体、气体动态平衡的供气和抽气系统。
3、等离子渗碳的优点：渗碳速度快、渗层容易控制、不产生脱碳层、渗碳效率高4、属于等离子体复合过程：辐射复合，碰撞复合、解离复合。
5、等离子体的平均电子能量约为1~10ev6、弧光放电形成等离子体的电压值为几十伏。
7、等离子渗碳过程不排放二氧化碳气体。
8、离子渗氮理论有中性氮原子模型、溅射与沉积理论和分子离子理论，不含激发与复合理论。
9、离子渗氮设备有真空炉体、供气和抽气系统，电源系统，不包括循环系统。
10、宇宙中90％物质处于等离子体态11、电中性条件n n n n e =+⋅⋅⋅⋅++=21计算题1.正常辉光放电时，阴极未降区的大小当气体种类和阴极材料一定时，仅和气体压强P 成反比，其关系式为：APd k )/11ln(82.0λ+= 式中：A —常数；λ—二次电子发射系数。
2.渗氮钢化合物层的厚度的估算公式及求解。
P97面公式6-1和6-2记忆，内容了解。
（手机）。