材料表面工程-概述共174页文档
材料表面工程课件
跨学科交叉与合作可以促进 材料表面工程的发展和创新
。
国内外学术交流与合作有助 于推动材料表面工程的发展 。
环保与可持续发展的问题
01
材料表面工程需要考虑环保和 可持续发展的问题。
02
环保和可持续发展的需求推动 材料表面工程向绿色、低碳方 向发展。
03
材料表面工程中需要考虑资源 节约、能源消耗降低、废弃物 减少等问题。
要点二
详细描述
不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性和美观性的金属材料，广 泛应用于建筑、装饰、医疗器械等领域。然而，在某些腐 蚀环境下，不锈钢的耐腐蚀性仍需提高。通过表面处理技 术，如氮化处理、钝化处理等，可以增强不锈钢的耐腐蚀 性和抗疲劳性，提高其使用寿命。
铝合金的硬质表面处理
总结词
提高铝合金的硬度和耐磨性。
硬质涂层
通过电子束加热和蒸发金属或非金属材料，在金属表面形成一层具有高硬度和耐磨性的涂层。
纳米结构涂层
通过电子束加热和蒸发金属或非金属材料，在金属表面形成一层具有纳米尺度的涂层，提高表面性能和耐腐蚀性 。
04
材料表面工程的应用案例
高温合金的表面强化
总结词
提高高温合金的耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀 性。
科植入物等。然而，钛合金的表面性质直接影响到其与人体组织的相容性和生物活性。通过表面处理技术，如 涂层技术、等离子处理等，可以改善钛合金的表面性质，提高其在生物医学领域的适用性。例如，通过涂层技 术可以在钛合金表面形成一层生物活性陶瓷涂层，提高其与人体组织的相容性和生物活性；通过等离子处理可 以改变钛合金表面的化学性质和微观结构，提高其抗细菌粘附和抗炎性能。
实践环节与操作技巧
实践环节注意事项
在实践环节中需要注意的事项和细节，包括安全操作、 设备维护和环境保护等。
材料表面工程
电镀后的材料氢脆断口特征
图组织说明：由65Mn钢制作的 弹簧片，在安装时发生断裂。断 口为典型的冰糖状沿晶断裂，在 断裂的晶面上有细小的爪状纹及 发纹等特征。此为高强度钢氢脆 断口的特征。高强度钢在酸洗电 镀后必须进行除氢处理，除氢不 及时或除氢不彻底均会导致氢脆。
组织说明：酸洗及电镀过程中的 氢进入钢中后常沿晶界处聚集， 导致晶界脆化，形成沿晶断裂。 氢在扩散、聚集过程中留下发纹、 爪状纹等特征。氢脆断裂时在微 区局部晶界上因氢损伤较轻，故 断裂时在局部区域能观察到韧窝， 1.内压模型 —氢在金属中以分子态析出，产生的压 力使金属在内部缺陷处发生弱化导致氢脆。该模型 在解释某些合金钢中的白点和焊接冷裂等现象较成 功，但不能解释氢致塑性损失和氢致滞后断裂的可 逆性。 2.表面吸附模型 —氢在裂纹面上吸附使表面能降低， 从而降低了裂纹扩展时的阻力。该模型对延性很好 的金属不适用，因为在延性金属中，裂纹扩展的阻 力主要来自于裂纹尖端塑性区的塑性变形功，表面 能的贡献很少。 3.结合键模型 —氢溶入金属晶格后使原子间结合力 降低，使得在较低的应力下原子键断裂，从而使微 裂纹易形核、扩展。
电镀中氢脆的影响因素
1镀前基体应力对氢脆的影响 有关研究表明在金属原子扩散速度很低的温度范围 内，应力松弛的最大速率发生于保温的初始阶段， 随 着时间的延长，应力松弛率急剧减小，逐渐达到稳定 状态。镀前只需将零件表面残余应力消除到一定范围 内即可，没有必要也不可能将残余应力彻底消除。
2除油对氢脆的影响 采用化学除油、清洗剂或溶剂除油则渗氢量较少；若采 用电化学除油，宜先阴极后阳极。在电镀时碱性镀液或高电 流效率的镀液渗氢量较少。在除油过程中，产生渗氢的环节 主要是电解除油 。 3电镀工艺对氢脆的影响 在电镀过程中，阴极极化开始时，氢就在试片上放电， 生成吸附的氢原子。大部分氢原子在金属表面生成氢分子以 气体形式逸出，而小部分氢原子渗透到阴极基体内部。生成 的氢原子的浓度越高，扩散到阴极内部的氢就越多。
表面工程文档
表面工程1. 简介表面工程是一种应用于工业生产中的技术，通过对材料表面进行改性或处理，可以改变材料的性质和表面特征，从而提供更好的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能，并增加材料的美观度和装饰性。
表面工程广泛应用于汽车工业、航空航天、电子设备制造、医疗器械、建筑等领域。
2. 表面工程的分类2.1 表面涂覆表面涂覆是将一层或多层涂料、漆膜、涂层等材料均匀地涂覆在材料表面上，形成一层保护层或功能层的处理方法。
常见的表面涂覆技术包括电镀、喷涂、浸镀等。
表面涂覆可以提高材料的耐腐蚀性能、抗磨损性能等，同时也能增加材料的装饰性。
2.2 表面喷涂表面喷涂是将材料的颗粒或粉末喷射到待处理表面上，通过热熔或化学反应使其附着在表面上形成涂层。
表面喷涂常用于金属表面的防护和保护，可以防止氧化、腐蚀和高温等影响。
2.3 表面改性表面改性是通过物理或化学方法对材料表面进行处理，从而改变其物理、化学或机械性能。
常见的表面改性方法包括阳极氧化、磨削、抛光等。
表面改性可以提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
2.4 表面涂覆与改性的比较表面涂覆和表面改性是表面工程的两种主要方法，它们有各自的特点和适用范围。
表面涂覆主要应用于需要增加防护和装饰性的场合，例如汽车的喷漆，可以保护车身免受腐蚀和刮擦；而表面改性主要应用于需要改变材料性质和提升机械性能的场合，例如通过磨削和抛光改善金属表面的光洁度和平整度。
3. 表面工程的应用3.1 汽车工业在汽车制造过程中，表面工程技术可以使车身更加耐腐蚀、耐磨损，同时也增加了车身的装饰性。
例如，汽车车身经过喷漆和镀膜等表面涂覆技术可以防止腐蚀和刮擦，并提供车身的颜色和亮度；汽车发动机的表面经过热喷涂技术可以提高其耐磨损性和耐高温性能。
3.2 航空航天在航空航天领域，材料的轻量化和高强度是目前的发展趋势。
通过表面涂覆和改性可以增加材料的耐腐蚀性和抗磨损性，从而提高飞机和航天器材料的使用寿命和安全性。
3.3 电子设备制造表面工程在电子设备制造中起着至关重要的作用。
材料表面工程-概述详解
3
偏析
表面原子是从体内分凝出来的外来原子
4
化学吸附
5
化合物
6
台阶
外来原子（超高真空条件下主要是气体）吸 附于表面，并以化学键合
外来原子进入表面，并与表面原子键合形成 化合物
表面不是原子级的平坦，表面原子可以形成 台阶结构
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2.1.1固体的理想表面和清洁表面
1.清洁表面的结构
Kossel和Stranski提出了单晶表面TLK模型，其中T表 示低晶面指数的平台（Terrace），L表示单分子或单原子高 度的台阶（Ledge），K表示单分子或单原子尺度的扭折外， 还有表面吸附的单原子（A）以及表面空位（V）。
外摩擦：摩擦仅与两物体接触部分的表面相互作用有关，而 与物体内部状态无关。
内摩擦：阻碍同一物体各部分之间相对移动的摩擦。
17
3.1 摩擦
3.1.1摩擦的定义和分类
静摩擦
根据摩擦副的运动和表面情况分类： 摩擦
根据摩擦副的运动形式分类：摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
根据摩擦副表面的润滑状态分类：
摩擦
根据摩擦副所处的工作条件分类摩：擦
残余变形称为磨损。
目前较通用的分类方法是按照磨损机理的分类方法为基础，将磨损分为：
<1>粘着磨损：当摩擦面发生相对滑动时，由于固相焊合作用产生粘着点，该点在剪 切力作用下变形以致断裂，使材料从一个表面迁移到另一个表面造成的磨损。
20
3.2 磨损
3.2.1磨损的定义和分类 <2>磨料磨损：由于一个表面硬的凸起部分和另一个表面接
④表面改性
7
第2章 固体表面的物理化学特征
8
2.1.1固体的理想表面和清洁表面
材料表面工程
材料表面工程
材料表面工程是指对材料表面进行改性、处理或涂覆，以改善材料的性能和功
能的一种技术。
材料表面工程在工程领域中具有广泛的应用，可以有效地提高材料的耐磨性、耐腐蚀性、导热性、导电性等性能，从而满足不同工程领域对材料性能的需求。
首先，材料表面工程可以通过改变材料表面的化学成分和结构来实现。
例如，
通过表面氮化、碳化、氧化等处理，可以增强材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。
此外，还可以通过表面涂覆金属、陶瓷、聚合物等材料来实现对材料表面性能的改善。
这些方法可以有效地提高材料的表面性能，从而延长材料的使用寿命。
其次，材料表面工程可以通过改变材料表面的形貌和结构来实现。
例如，通过
表面喷丸处理、激光熔覆、电镀等方法，可以改变材料表面的粗糙度、形貌和结构，从而提高材料的抗疲劳性、导热性和导电性。
这些方法可以有效地提高材料的表面性能，从而满足不同工程领域对材料性能的需求。
另外，材料表面工程还可以通过表面涂覆功能性薄膜来实现。
例如，通过表面
喷涂纳米材料、功能性陶瓷涂层、涂覆聚合物薄膜等方法，可以实现对材料表面功能的改善，如降低摩擦系数、提高表面光泽度、改善表面润湿性等。
这些方法可以有效地提高材料的表面性能，从而拓展材料的应用领域。
总的来说，材料表面工程是一种重要的技术手段，可以有效地改善材料的表面
性能，满足不同工程领域对材料性能的需求。
随着科技的不断进步，材料表面工程技术也在不断发展和完善，将为工程领域带来更多的创新和突破。
相信在不久的将来，材料表面工程将会得到更广泛的应用和推广。
材料表面工程技术课件
功能材料表面改性实例
高分子材料表面改性
通过化学或物理方法，改变高分子材料的表面能、极性和 润湿性，提高其与其它材料的粘结性和相容性。
石墨烯表面修饰
通过化学反应，在石墨烯表面引入官能团或其它基团，改 变其物理和化学性质，实现其在传感器、电池等领域的应 用。
通过电解作用在材料表面附着一层金属膜的技术
详细描述
电镀技术利用电解原理，在材料表面附着一层金属膜，以提高材料的耐腐蚀性 、耐磨性和装饰性。电镀技术广泛应用于汽车、电子、建筑和航空航天等领域 。
化学镀技术
总结词
通过化学反应在材料表面沉积金属或合金的技术
详细描述
化学镀技术利用化学反应在材料表面沉积一层金属或合金，以提高材料的耐腐蚀 性、耐磨性和导电性。化学镀技术广泛应用于电子、生物医学和装饰等领域。
生物材料表面改性
通过物理或化学方法，改变生物材料的表面性质，使其具 有更好的生物相容性和功能性，如组织工程、药物传递和 生物检测等领域的应用。
05
材料表面工程技术展望
新材料表面工程技术的发展趋势
纳米表面工程技术
利用纳米技术提高材料表 面的耐磨、耐腐蚀和抗疲 劳等性能，满足高精度、 高性能的应用需求。
化学气相沉积技术
总结词
通过化学反应将气态物质转化为固态物质沉积在材料表面的技术
详细描述
化学气相沉积技术利用化学反应将气态物质转化为固态物质，并沉积在材料表面，形成一层薄膜。化 学气相沉积技术广泛应用于电子、光学和生物医学等领域。
03
材料表面改性技术
表面合金化技术
表面合金化技术是通过在材料表面添加合金元素，改变材料表面的成分和结构，从 而提高材料表面的性能。
材料表面工程技术课件
面的功能性，广泛应用于电子、纺织、生物医学等领域。
等离子体表面处理工艺
03
包括等离子体类型选择、处理时间、功率等参数控制，对处理
效果和材料性能具有重要影响。
05
材料表面工程技术应用案例
航空航天领域的应用案例
பைடு நூலகம்
涂层技术
采用等离子喷涂、超音速喷涂等技术，制备耐高温、抗氧 化、抗腐蚀等性能的涂层，提高航空航天材料的使用寿命 和安全性。
表面强化技术
应用离子注入、激光表面处理等强化技术，提高航空航天 材料的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，增强其承载能力和使 用寿命。
特种焊接技术
采用电子束焊接、激光焊接等特种焊接技术，实现航空航 天材料的高强度、高质量连接，确保其结构完整性和安全 性。
汽车工业的应用案例
01
电镀技术
应用镀锌、镀铬等电镀技术，提高汽车零件的耐腐蚀性和美观性，延长
，降低对环境和人体的危害。
循环经济与可持续发展
03
推广循环经济和可持续发展的理念，实现材料表面工
程技术的绿色化、低碳化。
THANKS
感谢观看
材料表面工程技术课件
• 引言 • 材料表面预处理技术 • 材料表面涂层技术 • 材料表面改性技术 • 材料表面工程技术应用案例
• 材料表面工程技术的评估与质量控制 • 材料表面工程技术的未来发展趋势与
展望
01
引言
表面工程技术的定义与重要性
定义
表面工程技术是指通过物理、化学或 机械手段，改变材料表面的结构、成 分和性质，以获得所需表面性能的技 术。
效果。
表面改性效果的评价指标
表面粗糙度 表面硬度 摩擦系数
耐腐蚀性能
采用轮廓仪、干涉仪等仪器测量表面粗糙度，以评估改性处理 对表面光洁度的影响。
材料表面工程学
材料表面工程学
材料表面工程学是一门研究如何改变和优化材料表面性质的学科，旨在改善材料的功能和性能。
它涉及到对材料表面进行物理、化学和机械处理，以改变其化学组成、晶体结构、形貌和表面能等方面的特性。
材料表面工程学的研究内容包括表面修饰、涂层技术、薄膜制备、层析技术、电化学表面处理等。
通过这些方法，可以实现对材料表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性、防腐性、生物相容性、光学性能等的改善。
材料表面工程学应用广泛，可以用于改善金属材料的耐蚀性和耐磨性，提高陶瓷材料的密封性和耐热性，增强玻璃材料的光学透明度和耐冲击性，改善塑料材料的润湿性和粘附性等。
此外，材料表面工程学还应用于生物医学领域，用于制备生物材料和医用器械，提高其生物相容性和组织相容性。
总之，材料表面工程学通过对材料表面进行工艺处理，可以改善材料的性能和功能，拓展材料在各个应用领域的应用范围。
材料表面工程技术
材料表面工程技术材料表面工程技术是一门应用科学，它涉及到改善材料表面性能的一系列工艺和方法。
在现代工业生产中，材料表面工程技术的应用已经成为提高材料性能、延长材料使用寿命、节约资源和保护环境的重要手段。
本文将就材料表面工程技术的概念、分类、应用和发展前景进行简要介绍。
材料表面工程技术的概念。
材料表面工程技术是指通过对材料表面进行改性处理，以提高材料的表面性能和使用寿命的一系列工艺和方法。
它主要包括表面改性、表面合金化、表面涂层、表面喷涂、表面热处理等技术手段。
通过这些技术手段，可以改善材料的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗疲劳性等性能，从而满足不同工程领域对材料性能的要求。
材料表面工程技术的分类。
根据不同的技术手段和应用要求，材料表面工程技术可以分为多种类型。
比如，根据表面改性的方式，可以分为化学表面改性和物理表面改性；根据表面涂层的材料，可以分为金属涂层、陶瓷涂层、聚合物涂层等；根据工艺方法，可以分为喷涂、电镀、热喷涂、等离子喷涂等。
这些分类方式为材料表面工程技术的应用提供了丰富的选择。
材料表面工程技术的应用。
材料表面工程技术在工程领域有着广泛的应用。
在航空航天、汽车制造、机械加工、电子电器、建筑材料等领域，都需要对材料表面进行改性处理，以提高材料的性能和使用寿命。
比如，航空航天领域对材料的耐高温、抗腐蚀性能要求极高，需要采用表面合金化、表面涂层等技术手段；汽车制造领域对材料的耐磨、耐腐蚀性能要求较高，需要采用表面喷涂、表面热处理等技术手段。
可以说，材料表面工程技术已经成为现代工程领域中不可或缺的一部分。
材料表面工程技术的发展前景。
随着现代工程技术的不断发展，对材料性能的要求也越来越高。
因此，材料表面工程技术将会在未来得到更加广泛的应用和发展。
未来，随着新材料、新工艺的不断涌现，材料表面工程技术将会更加多样化和精细化，为各行各业提供更加优质的材料解决方案。
同时，随着智能制造、数字化技术的发展，材料表面工程技术也将会与智能化、数字化技术相结合，为材料的设计、加工、检测提供更加全面的解决方案。
材料表面工程
材料表面工程
2
教材內容
材料力學(Hibbeler：Mechanics of Materials SI版)],[Hibbeler [吳黎民 等編 譯]],[高立圖書],[2005],[986-412-244-4]
趕快去買書！！ 下週啟用！
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作業成績與考試成績採取鼓勵進步加分原則 評量方式 1.期中考(30%) 2.實驗、作業、小考(40%) 3.期末 考(30%)
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材料表面工程 3
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班代表 （聯絡本課程所有同學） 學藝股長 （準備教具、單槍投影機遙控器及
延長線、報告及作業整理與收集）
幹部聯絡電話
有服務熱忱, 加分！
材料表面工程
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材料力學
Mechanics of Materials Mechanics of Solids Strength of Materials 研究可變形固體受靜力後變化的科學。 研究可變形固體受靜力後變化的科學。 研習目的： 研習目的： 探討機件或結構在負荷下的承受能力與變形， 探討機件或結構在負荷下的承受能力與變形， 以作為分析與設計的依據。 以作為分析與設計的依據。 基本知識： 基本知識： 研讀材料力學的基本知識有普物(力學 力學)、 研讀材料力學的基本知識有普物 力學 、工程 材料學、微積分等等。 材料學、微積分等等。
材料力學
張銀祐 yinyu@.tw 2007/12
講義參考力學
材料力學主要係介紹各種材料構件，在受外力作用時之應 力與應變行為。 本課程為理工科系於工程設計之基礎課程，課程中會利用 各式機械如機器人(robot)之力學設計以深入淺出方式探討 材料設計概念。 課程內容包括：應力與應變關係與轉換，構件分別受軸向 荷重、撓曲荷重、扭力荷重、橫向荷重下之力學行為，樑 受力後之撓度，樑受純扭力桿件與受壓構件之設計方法。 注重觀念！打通任督二脈！
表面工程 第一章 绪论
各种家电的透明涂料、多彩涂料、闪光涂料、耐候 涂料可以大大提高家电的档次。
材料科学与工程学院
表面改性技术
5.功能材料与器件
电学特性：薄膜电阻材料、薄膜导电材料、薄膜半
导体、液晶显示器的导电玻璃。
磁学特性：磁记录材料（磁带）、电磁屏蔽涂层！
材料科学与工程学院
表面改性技术
光学特性：薄膜光致变色材料、防眩反射薄膜、太
材料科学与工程学院
表面改性技术
• 表面工程的确立
上世纪60年代以来，形成了表面工程技术体系。 1983年，英国T.Bell教授提出表面工程的概念。 1983年，伯明翰大学沃福森表面工程研究所成立 1985年，《表面工程》国际刊物发行。 1986年，国际热处理联合会更名为国际热处理及 表面工程联合会。
需要离子注入，介质层、导电层需要气相沉积 ---集成电路就是表面技术的集合体。
光盘存储：真空表面蒸发镀膜技术！
材料科学与工程学院
表面改性技术
7.其它工业
冶金工业：轧辊堆焊或喷焊的耐磨涂层，高炉渣口
、风口的氧化铝、氧化锆耐熔融腐蚀的陶瓷涂层， 加热管、热电偶保护管的复合陶瓷涂层。
电力工业：锅炉管道的喷涂耐磨、耐蚀的Ni-Cr、 Fe-Cr-AI合金，可使寿命提高6-10倍！汽轮机汽缸 涂镀镍基合金。
航空航天：恶劣环境下的材料使用，需要表面工程 技术。
航天高温：大气摩擦的高温；当速度达20马赫时， 头部温度可达8000-12000℃。
防护：高温防护层。
材料科学与工程学院
表面改性技术
航空涂层：隐身涂层，蒙皮、雷达罩、尾喷管、座
舱都需要隐身涂层，例如氧化锡和氧化铟的掺杂半
导体氧化物具有电磁隐身和红外隐身的作用。
第1章 现代材料表面工程技术绪论
1.2.3 表面工程技术的应用
5.在再制造工程中的应用 (1)再制造工程的内涵 再制造工程是在维修工程和表面工程的基础上发 展起来的新兴科学，是以产品全寿命周期论为指导，以实现废旧产品 的性能提升为指标，以优质、高效、节能、节材和环保为准则，以先 进生产技术和产业优化为手段，来修复、改造废旧产品的一系列技术 措施或工程活动的总称。简而言之为是废旧产品高技术修复、改造的 产业。其重要特征是，再制造以后的产品质量和性能达到或超过新品 ，成本只是产品的50%，可节能60%，节材70%，对环境的不良影响 显著降低，可有力的促进资源节约型、环境友好型社会的建设。 (2) 再制造工程的效益和特色 效益体现在：废旧产品的零部件因被直 接用作再制造的毛坯而不是回炉冶炼获得钢垫，避免了回炉时对能量 的消耗和对环境造成的二次污染；避免了由钢锭到新零件的二次制造 时对能源的再次消耗和对环境的再度污染。一方面提高了产品的绿色 度，另一方面避免了成为固体垃圾而造成的环境污染。
3
兽形盒砚，东汉制，出土于1980 年陕西临潼姜寨新石器时代墓葬 品，由石砚、盒身、盒盖三部分 组成
鎏金是自先秦时代即产生的传统金属装饰工艺，是一种传统的 做法，至今仍在民间流行，亦称火镀金或汞镀金。在东周和汉 代以后均颇为流行，是当时最值得称道的铜器表面装饰工艺之 一，先后称为黄金涂、金黄涂、金涂、涂金、镀金，宋代始称 鎏金。 鎏金是一种金属加工工艺，亦称“涂金”、“镀金”、“度金 ”、“流金”，
表面工程学科体系
表面工程技术是表面工程学的核心和实质，其内涵为： 1、表面涂镀技术。 2、表面薄膜技术。 3、表面改性技术 4、复合表面工程技术。 表面工程技术简称表面技术，它是运用各种物理、化学和机
械的方法，改变基材表面的形态、化学成分、组织结构和应
材料表面技术第一章概论
表面技术的应用理论：表面失效分析、摩擦与磨损理论、表面 腐蚀与防护理论、表面结合与复合理论等。
二、表面覆盖技术
包括：电镀、电刷镀、化学镀、涂装、粘结、堆焊、 熔结、热喷涂、塑料粉末涂敷、热浸镀、搪瓷涂 敷、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化 学气相沉积等；还有各种形式覆盖层，如金属氧 化、磷化处理后的膜层、贴片的整体覆盖层等；
电镀产品1
• 电镀产品2
手机外壳化学气相沉积
蜗杆轴承电刷镀修复
航空发动机
机器零件
• 热喷涂处理
机械零件离子注入处理
三、表面改性技术
包括：喷丸强化、表面热处理、化学热处理、等离子 扩渗处理、激光表面处理、电子束表面处理、高 密度太阳能表面处理、离子注入表面改性等。
四、复合表面处理技术
随着材料使用要求的不断提高，单一的表面技 术因有一定的局限性而往往不能满足需要。综合运 用两种或更多种表面技术的复合表面处理将获得迅 速发展。
表面工程(技术)
赵秀娟 2011年
课程简介
应修完的前期基础课程为普通物理、普通化学、 物理化学、金属热处理原理与工艺、金属力学性能 等。 教材：现代表面技术，钱苗根等，机械工业出版社 参考书：[1]材料表面工程导论，赵文轸主编，西安
交通大学出版社 [2]材料表面工程,徐滨士主编,哈尔滨工业
大学出版社
它是用照相复印的方法将光刻掩膜上的图形印制在涂有光致抗蚀剂的薄 膜或基材表面，然后进行选择性腐蚀，刻蚀出规定的图形
2、颗粒沉积； 3、整体覆盖； 4、表面改性
按学科特点:
1、表面合金化技术 包括喷焊、堆焊、离子注入、激光溶 敷、热渗镀等
表面工程电子版
一、名词解释1.材料表面工程：表面工程是经表面处理后，通过表面涂覆，表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得所需要表面性能的系统工程。
2.高能量密度能源表面技术：高能量密度能源表面处理是指具有高能量密度的能源（一般大于103w/cm2）施加到材料表面使之发生物理、化学变化，获得特殊表面性能的方法。
高能量密度能源通常是指离子束、激光束和电子束，即所谓的三束，它们都能获得高达108~9w/cm2的功率密度。
它们不同于高能率热处理，工程上通常把加热时提供的功率密度高于普通加热炉中加热时的功率密度的热处理方式为高能热处理。
3.表面化学热处理：化学热处理是在一定温度下，在不同的活性介质中，向钢的表面渗入适当的元素，同时向钢的内部扩散，以获得预期的组织和性能为目的的热处理过程。
渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硫、渗铬、渗铝等。
包括三个基本过程：1、化学介质分解2、活性原子的吸收3、原子的扩散4.材料表面纳米化：大多数材料的失效发生在材料表面，因此，只要在材料表面制备出一定厚度的纳米结构表层，即实现表面纳米化，就能够通过表面组织和结构的优化提高材料的整体性能和行为。
与其他纳米材料制备方法不同的是，表面纳米化采用常规的表面处理技术或对常规的表面处理技术进行改进即可实现。
此外，表面表面纳米化材料的组织沿厚度方向呈梯度变化，在使用过程中不会剥离和分离。
因此，这种新材料有着开发应用的潜力，被认为是今后纳米材料研究领域最有可能取得实际应用的技术之一。
5.激光合金化：激光表面合金化是一种用激光将合金化粉末和基材一起熔化后迅速凝固，在表面获得合金层的方法。
这种方法既改变了材料表面的化学成分，又改变了表面的结构和物理状态，可使廉价基材获得良好的表面性能。
6.电刷镀：电刷镀技术采用一种专用的直流电源设备，电源的正极接电镀笔，作为刷镀时的阳极，电源的负极接工件，作为刷镀时的阴极。
材料表面工程-概述
3.2 磨损
3.2.2磨损的评定和影响因素 磨损的评定： （1）磨损量：长度磨损量，体积磨损量和质量磨损量 （2）磨损率：单位时间的磨损量，单位摩擦距离的磨损
量 （3）磨损性：一定工作体积下材料耐磨的特性
23
3.2 磨损
3.2.2磨损的评定和影响因素
影响固体材料耐磨性的因素：
<1>硬度：一般认为硬度越高，耐磨性越好。 <2>晶体结构和晶体互溶性：密排六方结构具有低磨擦系数，磨损
（包括较均匀的和不均匀的）。在全面腐蚀过程中，进行 金属阳极溶解反应和物质还原反应的区域都很小（甚至是 超显微的），阴阳极区域的位置不固定，在腐蚀过程中随 机变化，结果使腐蚀分布非常均匀，危害也相对小些。 <2>局部腐蚀（非均匀腐蚀）：腐蚀局限在金属的某一部位。 在局部腐蚀过程中，阴极区域和阳极区域是分开的，通常 阴极区面积相对较大，阳极区面积很小，结果使腐蚀高度 集中在局部位置上，腐蚀强度大，其危害性比均匀腐蚀大 得多（如在化工设备的腐蚀损害中，70％是局部腐蚀造成 的）。
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2.1.1固体的理想表面和清洁表面
1.清洁表面的结构
几种清洁表面结构和特点
序号 名称
1
驰豫
2
重构
结构示意图
特点
表面最外层原子与第二层原子之间的距离不 同于体内原子间距（缩小或增大；也可以是 有些原子间距增大，有些减小）
在平行基底的表面上，原子的平移对称性与 体内显著不同，原子位置作了较大幅度的调 整
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4.1 腐蚀的定义与分类
⑥电偶腐蚀：当两种金属浸在腐蚀性溶液中，由于两种金属 之间存在电位差，如相互接触，就构成腐蚀电偶。较活泼 的金属成为阳极溶解，不活泼金属（耐腐蚀性较高的金属） 则为阴极，腐蚀很小或完全不腐蚀。这种腐蚀称为电偶腐 蚀，或接触腐蚀，亦称为双金属腐蚀。
材料表面工程技术
5) 涂料涂装
用一定的方法将涂料涂覆于工件表面而形成涂 膜的全过程。涂料分为溶剂性涂料、水溶性涂料、 固体分子涂料和粉末涂料。主要应用在高级轿车、 机械的非工作裸露表面、家电产品、船舶、钢结构 的装饰、防锈涂装。
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物理气相沉积（PVD）
蒸镀 离子镀
溅射镀
化学气相沉积（CVD）
将等离子体引入化学气相沉积形成
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表面技术在国民经济中起着不可估量的作用，表 面技术作为材料科学与工程的前沿，是人类进步的 里程碑，是尖端技术发展的基本条件。
表面技术的应用，能使产品不断更新、物美价 廉、占领市场并明显提高经济效益。产品的更新换 代要求物美价廉、各种机件、构件、管道和设备要 求延长寿命它促进和推动传统产业的技术进步，并 引起产业结构的变化，是知识密集、技术密集、保 密性强的新兴产业。
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1） 表面润湿与反润湿技术 2） 表面催化技术 3） 膜技术 4） 表面化学技术
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Байду номын сангаас
表面技术有着广泛的涵义，综合来看大致可分
为： ①表面技术的基础和应用理论②复合表面处理
技术、表面改性和表面涂覆技术③表面加工技术④
表面分析和测试技术⑤表面工程技术设计。
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1) 金属化学沉积涂镀层 a. 电镀是利用电解作用，使具有导电性能的工件表
10) 溶胶-凝胶膜
将溶胶用喷涂或浸渍等方法涂于基材上，经反应形成凝 胶，经干燥或烧结等处理，制成所需要薄膜层，性能好，可 裁剪，适于制备多功能或大面积薄膜层，如超导薄膜、高效 吸波材料、磁性薄膜等，但成本较高。
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运用现代技术，改变
材料表面、亚表面的成分、