{工程建筑套表}表面工程学

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11、越是没有本领的就越加自命不凡。20.8.1822:40:2922:40Aug-2018-Aug-20
➢电镀与电刷镀、涂装技术属 应用化学或化工工程学，
➢真空镀膜、离子镀等常归类 于物理电子学等。
表面工程学的定义
• 根据表面工程学学科特点及发 展规律，其定义是指为满足特 定的工程需求，使材料或零部 件表面具有特殊的成分、结构 和性能(或功能)的化学、物理方 法与工艺。
表面工程学的内涵
1. 表面改性技术：即能够提高零 部件表面的耐磨性、耐蚀性、 抗高温氧化性能，或装饰零部 件表面，或者使材料表面具有 各种特殊功能(如电性能、磁 性能和光电性能等)的有关工 程技术。
• 采用表面工程技术还可以在大 气与水质净化、抗菌灭菌和疾 病治疗等方面发挥重要作用。
表面工程技术的特点与 意义
• 第四，以化学气相沉积、物理 气相沉积、掩膜、光刻技术为 代表的表面薄膜沉积技术和表 面微细加工技术是制作大规模 集成电路、光导纤维和集成光 路、太阳能薄膜电池等元器件 的基础技术。
表面工程技术的特点与 意义
• 第五，计算机技术与材料科学、 精密机械和数控技术相结合， 使二维的表面处理技术发展成 为三维零件制造技术，创造了 全新的制造方法—生长型制造 法，不仅大幅度降低了零部件 的制造成本，亦使设计与生产 速度成倍提高。
表面工程技术的特点与
意义
• 第六，表面工程技术已成为制 备新材料的重要方法，如可以 在材料表面制备整体合金化难 以做到的特殊性能合金等。
表面微细加工技术
• 在各种功能元器件的制备过程中，常常需要在特 定性能的薄膜上加工、制作各种形状，如导电线 路等。这些加工的特点是精度要求高，且主要集 中于元器件的表面。
• 光刻和腐蚀技术、离子束精密刻蚀技术和薄膜沉 积技术一起，成为微电子工业中的基本制造工艺。
3．表面加工三维成型技术 快速原型制造
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• 表面改性、 • 表面加工、 • 表面加工三维成型、 • 表面合成新材料等。
1. 表面改性技术
• 指赋予材料表面以特定的物 理、化学性能的表面工程技 术。
• 材料的表面性能包括高强度、 高硬度、耐蚀性、导电性、 磁性能、光敏、压敏、气敏 特性等。
• 按照工艺特点的不同，表面
表面组织转化技术
不改变材料的表面成分，只是通过 改变表面组织结构特征或应力状况 来改变材料性能，
• 表面加工三维成型技术主要指 通过计算机控制，在材料表面 不断实现特定形状的涂镀加工 与堆积，形成三维零部件(或元 器件)的快速原型制造技术。
表面加工三维成型技术 快速原型制造
• 现代表面工程技术与计算机、 自动控制技术相结合，在三维 零部件的原型制造方面正发挥 越来越重要的作用。
• 采用逐层堆积，计算机控制使 每层形状与该零部件的相应剖 面相同，最终形成产品成品。
表面合金化和掺杂技术
1. 利用外来材料与基材相混合， 形成成分既不同于基材也不同 于添加材料的表面合金化层，
2. 如热扩渗技术、离子注入技术、 激光表面合金化技术等。当添 加的元素含量很微量时，常称 之为掺杂。
2. 表面微细加工技术
• 表面微细加工技术主要指在材 料表面 (不大于100μm) 区域内 进行各种形状或尺寸的精密、 微细加工，使其成为具有各种 功能的元器件 (或零部件) 的技 术。
如激光表面淬火和退火技术，感应 加热淬火技术和喷丸、滚压等表面 加工硬化技术等。
表面涂镀技术
1. 利用外加涂层或镀层的性能使 基材表面性能优化，基材不参 与或者很少参与涂层的反应。
2. 典型的表面涂镀技术包括：气 相沉积技术 (如物理气相沉积和 化学气相沉积等)、化学溶液沉 积法(如电镀、化学镀、电刷
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。2020年8月下午10时40分20.8.1822:40August 18, 2020
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• 在单件或小批量原型制作时速
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• 实施对象由“结构材料”扩展 到“功能材料”，
• 涵盖材料学、材料加工工程、 物理、化学、冶金、机械、电
表面工程学的定义和内
涵
• 表面工程技术所涉及的基材包 括几乎所有的工程材料，如金 属、陶瓷、半导体材料、高分 子材料、混凝土、木材和各类 复合材料等，
• 所涉及的工艺方法数以百计， 各具特点。
• 表面工程技术被广泛应用于 提高材料的耐磨、耐蚀、抗 高温氧化性能，零部件的表 面装饰以及各类零件的修复 等方面。
• 据统计，全世界各发达国家 仅仅因磨损、腐蚀而造成的
表面工程技术的特点与 意义
• 第三，表面工程技术可以兼有 装饰和防护功能，在人们的周 围创造了一个五彩缤纷的世界， 推动了产品的更新换代。
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{工程建筑套表}表面工程学
表面工程学的定义和内 涵
• 表面工程学是材料科学与工程 中发展最为迅速的学科之一， 在机械制造、冶金、电子、汽 车与船舶制造、能源与动力、 航空航天等工业领域中起着举 足轻重的作用，因此越来越受 到广大工程技术人员的重视。
表面工程技术分属于不 同的学科
➢化学热处理、表面淬火技术 曾属于金属材料学，
• 同样的工艺应用于不同的材料，
表面工程技术的特点与 意义
• 第一，它主要作用在基材表面， 对远离表面的基材内部组织与 性能影响不大。
• 可以制备表面性能与基材性能 相差很大的复合材料。
• 对于要求综合力学性能良好的 零部件(如要求表面耐磨性好、
表面工程技术的特点与 意义
• 第二，采用表面涂(镀)、表面 合金化技术取代整体合金化。
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表面工程学的内涵
3. 表面合成材料技术：即借助各 种手段在材料表面合成新材料 的技术，如纳米粒子制备过程 中的表面工程技术、离子注入 制备或合成新材料等。
4. 表面加工三维合成技术：即将 二维表面加工累积成三维零件
表面工程学的定义和内 涵
• 表面工程技术的定义，由单纯 表面改性(surface modification) 扩展到表面加工和合成新材料，
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表面工程技术的特点与
意义
• 早在20世纪后期，美国就将表 面工程技术列入影响21世纪人 类生活的七大关键技术之一， 与计算机科学、生命科学、新 能源技术、新材料技术、信息 技术和先进制造技术并列。
• 我国也非常重视表面工程技术 的发展、创新与应用。
表面工程技术的分类
按照表面工程技术的特点，可以 将其分为