01-教案-表面技术概论-绪论-2
表面处理技术概论-绪论
因为，没有抗高温 涂层技术，载人飞船不 可能穿过大气层安全还 航；没有抗辐射薄膜技 术，太阳能电池不可能 在太空正常工作。
可见，从古代文明到现代文明，人 类离不开表面工程。
一、表面工程学的产生背景
20世纪80年代，电子、信息、 海洋、航天、先进制造等高科技的 急剧发展和对传统工业改造的迫切 需要，英国抢先提出表面工程概念。
表面工程技术日益得到重视的主要原因：
1） 社会生产、生活的需要 2） 通过表面处理大幅度提高产品质量 3） 节约贵重材料 4） 实现材料表面复合化，解决单一材料 无法解决的问题 5） 良好的节能、节材效果 6） 促进了新兴工业的发展
1983年英国伯明翰大学成立国际上的第 一个表面工程研究所—沃尔森表面工程研究 所； 1985年国际刊物《表面工程》发行；同 年召开第一次国际表面工程会议； 1986年国际热处理联合会改名为国际热 处理与表面工程联合会。
世界各发达国家均对表面工程 高度重视：
如美国工程科学院早在几年前为美 国国会提供的2000年前集中力量加 强发展的9项新科学技术中，有关材 料方面的仅有材料表面科学与表面 技术的研究。
三、使用表面技术的目的
（1） 提高材料抵御环境作用能力。 （2） 赋予材料表面某种功能特性。包括 光、电、磁、热、声、吸附、分离等等 各种物理和化学性能。
Modern Surface Engineering and Technology
教学目的
通过本课程学习
系统地掌握现代表面处理技术的基本原理； 能合理选择表面工程技术； 解决材料表面硬度、强度、耐磨性与心部强韧性之 间的矛盾； 充分发挥材料性能的潜力； 延长产品使用寿命和提高产品质量。
五、表面技术的分类
表面技术
第一章表面技术概论材料表面工程是材料表面处理技术的总称。
涉及：机械工程、半导体电子工程、化学工程、能源工程、动力工程、航空航天工程、建筑工程等多个工程领域。
本课程的重点在于机械工程1.1 材料表面工程技术的意义、目的和作用（这些因素都会使机件表面首先发生破坏或失效。
据资料报道，各种机电产品的过早失效破坏中约有70％是由腐蚀与磨损造成的。
）随着现代工业的迅速发展，对机械工业产品提出了更高的要求。
在某些情况下，选用贵重金属或合金制造整体设备及零件，也可满足表面性能的要求，但从经济上看往往行不通：（1）降低材料成本也是机械工业对材料工作者提出的任务之一；（2）在许多情况下也是无法找到一种能够同时满足整体和表面要求的材料。
研究和发展机械产品的表面保护和表面强化技术有利于：（1）提高零件的使用寿命和可靠性；（2）改善机械设备的性能、质量，增强产品竞争能力；（3）推动高新技术的发展；（4）节约材料、节约能源等。
表面工程技术日益得到重视的主要原因：（1）社会生产、生活的需要；（2）通过表面处理大幅度提高产品质量；（3）节约贵重材料；（4）实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题；（5）良好的节能、节材效果；（6）促进了新兴工业的发展。
应用实例1♦汽车轻量化→铝合金→表面耐磨问题突出→表面耐磨涂层♦火箭发动机的尾喷管内壁和燃烧室：需承受2000～3300℃温度和巨大的热焰流冲击应用实例2♦飞船或者洲际导弹的头部锥体和翼前沿：由于具有几十倍的音速，并与大气层摩擦，即所谓气动加热，其温度高达4000～5000℃：♦问题：绝大多数的金属和合金不能承受如此高的温度。
♦解决问题的方法：依靠各种形式的隔热涂层、防火涂层和烧蚀涂层。
♦隔热防火涂层是热导率低的氧化物：氧化铝、氧化锆、氧化钍等。
♦烧蚀涂层：有机材料加石英纤维、陶瓷纤维或碳纤维。
应用实例3♦人造卫星在宇宙中的温度控制：♦问题：卫星表面受太阳照射的一面温度可达+200℃，没有被太阳照射的一面温度可低到-200℃应用实例4航天飞机外壳防热材料和涂层：如美国洛克希德导弹与航天公司开发了一种LI-900全氧化硅绝热毡，其特性：♦1）重量轻，整个体积的95%都是空的。
表面工程绪论
三、表面技术迅速发展的原因
首先，表面工程技术的属性是其迅速发展的基础。 表面工程具有学科的综合性、手段的多样性、广泛的 功能性、潜在的创新性、环境的保护性、很强的实用 性和巨大的增效性。因而受到各行各业的重视。表面 工程技术既可对材料表面改性，制备多功能（防腐、 耐磨、耐热、耐高温、耐疲劳、耐辐射、抗氧化以及 光、热、磁、电等特殊功能）的涂、镀、渗、覆层， 成倍延长机件的寿命；又可对产品进行装饰；还可对 废旧机件进行修复。采用表面工程措施的费用，一般 虽然占产品价格的5％～10％，却可以大幅度地提高 产品的性能及附加值，从而获得更高的利润，采用表 面工程措施的平均效益高达5～20倍以上。
19世纪工业革命以来，为适应高强度、高
硬度和耐磨、耐蚀、耐高温等特殊要求，需不
断开发各种特殊的合金材料，但这些材料往往
价格昂贵。因此，人们试图采用各种表面技术
对普通钢材表面进行加工，改变其表面性能，
以适应复杂的工作环境。另外，磨损、腐蚀等
失效都是首先发生在材料表面，通过对材料表
面进行有效处理，可极大地提高材料寿命。基
表面工程绪论
美国B-2隐形轰炸机表面为具有良 好吸波性能的碳表纤面工维程绪复论 合材料
第三，环境保护的紧迫性是促进表面工 程迅速发展的时代要求。表面工程能大量节 约能源、节省资源、保护和优化环境。表面 工程最大优势是能够以多种方法制备出优于 基材性能的表面功能薄层。该薄层厚度一般 从几十微米到几毫米，仅占工件厚度的几百 分之一到几十分之一，却使工件具有了比基 材更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性能。
表面工程绪论
表面工程绪论
④人造卫星在宇宙中的温度控制： 问题：卫星表面受太阳照射的一面温度可 达+200℃，没有被太阳照射的一面温度可 低到-200℃
表面技术课程设计
表面技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握表面技术的基本概念、原理和方法，培养学生运用表面技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解表面技术的定义、分类和应用领域；掌握表面改性、表面涂层、表面处理等基本工艺；了解表面技术的发展趋势。
2.技能目标：学生能够运用表面技术的基本原理分析和解决实际问题；具备进行表面技术实验操作的能力；能够阅读和理解表面技术相关的英文资料。
3.情感态度价值观目标：学生认识表面技术在现代工业和日常生活的重要性，培养对表面技术的兴趣和热情；培养学生严谨治学、勇于探索的科学态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.表面技术的定义、分类和应用领域；2.表面改性、表面涂层、表面处理等基本工艺；3.表面技术的基本原理和方法；4.表面技术的发展趋势。
教学大纲安排如下：第一周：表面技术概述第二周：表面改性技术第三周：表面涂层技术第四周：表面处理技术第五周：表面技术在工程应用中的案例分析三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师讲解表面技术的基本概念、原理和方法，引导学生理解并掌握相关知识；2.讨论法：学生分组讨论表面技术在实际应用中的案例，培养学生的分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：教师选取具有代表性的案例，引导学生运用所学知识进行分析和讨论；4.实验法：学生动手进行表面技术实验，加深对理论知识的理解和掌握。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括：1.教材：《表面技术原理与应用》2.参考书：相关领域的学术论文和专著3.多媒体资料：实验操作视频、案例分析图片等4.实验设备：表面处理仪器、涂层制备设备等教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：学生参与课堂讨论、提问、实验操作等，占总评的30%；2.作业：学生完成布置的练习题、报告等，占总评的20%；3.考试：期末进行闭卷考试，占总评的50%。
表面工程-01 绪论
1.1 表面工程
表面工程形成一门独立的学科是近 20多来年的事：
1983年 表面工程的概念被首次提出 1986年 国际热处理联合会更名为国际热处理与表面工程联合会 1987年 中国机械工程学会表面工程研究所成立 1988年《表面工程》杂志创刊，后更名为《中国表面工程》 2000年 全国焊接学会原“堆焊与热喷涂专业委员会”正式更名为“堆焊 及 表面工程专业委员会”。
1.2 材料表面工程技术的功能与分类
基于工艺的分类
1.2 材料表面工程技术的功能与分类
基于工艺的分类
电镀，化学镀，热渗镀； 热喷涂，堆焊，化学转化膜，表面涂装，表面氧化着色； 高能束表面改性，气相沉积，表面热处理，化学热处理，形变强化 还有一些复合的表面处理技术，如： 等离子喷涂与激光辐照复合； 热喷涂与喷丸复合； 化学热处理与电镀复合； 激光淬火与化学热处理复合； 化学热处理与气相沉积复合等等
表面工程技术的基础应用理论表面处理技术主要包括表面涂层制备技术表面改性技术和表面复合技术三部分表面分析测试技术表面工程技术设计collegematerialsscienceengineeringbjut一般机械性能韧性强度塑性抗疲劳性硬度疏松度空隙度残余应力可加工性精密加工性可修补性可焊接性冷作硬化性抗磨性抗磨料磨损性抗粘着磨损性抗腐蚀磨损性抗冲蚀磨损性抗微动磨损性润滑性保护性防锈性耐各种水质腐蚀性耐候性耐药品性抗酸碱盐腐蚀性防污染性热特性热障性导热性高温氧化性高温软化性高温蠕变性抗热冲击性电特性导电性绝缘性电阻特性半导体特性电磁性磁化性电磁屏蔽性光特性反光性选择吸收性消光性装饰性着色性染色性光泽性可修饰性collegematerialsscienceengineeringbjut基于工艺的分类基于工艺的分类collegematerialsscienceengineeringbjut基于工艺的分类基于工艺的分类电镀化学镀热渗镀
表面技术的应用课程设计
表面技术的应用课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握表面技术的定义、分类及基本原理；2. 让学生了解表面技术在日常生活、工业生产及科学研究中的应用；3. 使学生掌握不同表面技术的特点、适用范围及优缺点。
技能目标：1. 培养学生运用表面技术解决实际问题的能力；2. 培养学生通过查阅资料、进行实验等方法，探究表面技术在实际应用中的效果；3. 提高学生的实验操作技能，使其能够安全、熟练地进行表面技术实验。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对表面技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 使学生认识到表面技术在环保、资源节约等方面的重要性，增强社会责任感；3. 培养学生团队合作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为应用技术类课程，旨在让学生了解并掌握表面技术的基本知识，培养其实践操作能力。
学生特点：学生具备一定的物理、化学基础知识，对实际应用有较强的好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
通过课程学习，使学生能够将表面技术应用于实际问题解决中，达到学以致用的目的。
同时，注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的综合性人才。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 表面技术的基本概念与分类：介绍表面技术的定义、作用及分类，结合课本第一章内容，让学生掌握表面技术的原理及常见种类。
2. 表面技术的应用领域：分析表面技术在日常生活、工业生产、科学研究等领域的应用，以课本第二章为例，详细讲解各种应用案例。
3. 表面技术的原理与工艺：深入讲解不同表面技术的原理、工艺流程及设备，结合课本第三章，使学生了解各种表面技术的具体实施方法。
4. 表面技术的优缺点及选择：探讨不同表面技术的优缺点，分析其适用范围，教授学生如何根据实际需求选择合适的表面技术，参考课本第四章内容。
5. 表面技术的实际操作：安排学生进行实验操作，体验表面技术的应用，结合课本第五章，提高学生的实际操作能力。
表面处理技术概论教学设计
表面处理技术概论教学设计一、教学目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.了解表面处理技术的概念、种类及其应用；2.掌握表面处理技术的基本原理、操作技能和设备操作方法；3.了解表面处理技术的安全生产知识；4.培养学生的实际操作能力和安全意识。
二、教学内容2.1 第一部分：表面处理技术概述1.表面处理技术的概念和种类；2.表面处理技术在工业生产中的作用；3.表面处理技术的发展趋势。
2.2 第二部分：表面处理技术的基本知识1.表面清洗技术；2.表面除锈和除铬技术；3.表面抛光技术；4.表面喷漆技术。
2.3 第三部分：表面处理技术的设备操作方法1.酸洗设备的操作方法；2.电解抛光设备的操作方法；3.喷涂设备的操作方法。
2.4 第四部分：表面处理技术的安全生产1.安全意识教育；2.安全生产细则；3.防止事故的应急措施和处理方法。
三、教学方法1.教师讲述原理和操作技术，并进行现场示范；2.学生进行实际操作，并互相督促；3.小组讨论，分享操作体会和注意事项；4.开展安全知识竞赛，加强安全意识培养。
四、教学评价评价方式主要包括：1.实践操作成绩占总成绩的60%；2.理论考试成绩占总成绩的30%；3.课堂参与与出勤成绩占总成绩的10%。
五、教学资源1.课件和操作指导书；2.相关图书和论文资料；3.实验室和设备。
六、教学时间安排共计16周1.第1-2周：表面处理技术概述；2.第3-6周：表面处理技术的基本知识；3.第7-14周：表面处理技术的设备操作方法；4.第15-16周：表面处理技术的安全生产。
七、教学效果通过本课程的学习，学生能够了解和掌握表面处理技术的基本知识、操作技能和安全知识，具备实际操作能力和安全意识，为未来从事工业制造工作打下基础。
同时，学生的合作意识和实际操作能力也得到了提高。
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
表面处理技术教程课程设计 (2)
表面处理技术教程课程设计一、引言表面处理技术是针对各种材料表面进行物理或化学处理的一种方式，从而使其获得良好的性能和使用寿命。
本教程将介绍表面处理技术的基本概念和方法、常用技术及其应用、表面处理与环境保护等方面的内容，旨在培养学员对表面处理技术的深入了解和应用能力。
二、课程内容2.1 表面处理技术的基本概念和方法1.表面处理的概念和作用2.表面处理的分类和方法3.表面处理前的准备工作4.表面处理后的质量检验与评价2.2 常用技术及其应用1.酸洗技术2.碱洗技术3.电化学处理技术4.热处理技术5.化学镀膜技术6.物理镀膜技术7.涂装技术2.3 表面处理与环境保护1.表面处理对环境的影响与危害2.环保表面处理技术的研究与应用3.环境污染的控制与防治4.环保表面处理技术的发展前景三、教学方式本课程采用多媒体展示、案例分析和实践操作相结合的方式进行教学。
用幻灯片展示表面处理相关概念和技术，针对不同的表面处理方法进行实际案例分析，通过实践操作提高学员的应用能力。
四、教学效果通过本课程的学习，学员将掌握表面处理技术的基本概念和方法、常用技术及其应用、表面处理与环境保护等方面的知识，能够根据材料表面的要求选择适当的表面处理方法，掌握表面处理的操作技能，提高材料表面的质量和使用寿命。
同时，增强了学员的环保意识，使其在表面处理过程中更注重环保和可持续发展。
五、结语本教程旨在培养学员对表面处理技术的深入了解和应用能力，不断推动表面处理技术的发展和创新。
希望通过本课程的学习，能够为学员的事业和个人发展带来更多的机遇和发展空间。
第一章表面工程与技术概论
物质存在的某种状态或结构，通常称为某一
相。“相”是系统中均匀的、与其他部分有界面
分开的部分。所谓“均匀”，是指这部分的成分 和性质从给定范围或宏观来说是相同的，或是以 一种连续的方式变化的。
固体材料的界面有三种：表面、晶界、相界。
1.1 表面科学的基本概念与内涵
“表面”
表面：固体材料与气体或液体的分界面；
（2）实际表面
暴露在未加控制的大气环境中的固体表面，或者经过一定加工处理（如切割、 研磨、抛光、清洗等），保持在常温和常压（也可能是高温或低压）下的表面。
1.1 表面科学的基本概念与内涵
清洁表面结构
晶体表面是原子排列面，该面有一侧无固体原子键合，形成了
附加的表面能。从热力学角度，表面原子会趋向于能量最低的稳定 状态。达到稳态的方法有两种：一是自行调整（重新排列），原子 的排列情况与晶粒内部明显不同；二是依靠表面成分的偏析、对外 来原子/分子的吸附。
（1） 轮廓算术平均偏差：Ra
（2） 微观不平度+点高度：Rz
（3） 离
轮廓最大高度：Ry取样长度内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距
第一章 绪论
1.1 表面科学的基本概念与内涵
贝尔比层（beilby layer） 固体材料经过切削加工后，在几个微米或者十几个微米的表层中可能发生
组织结构的剧烈变化，既造成一定程度的晶格畸变。这种晶格的畸变随深度变
第一章 绪论
1.2 表面工程技术概论及内涵
1 表面工程基础理论
2 表面技术及复合表面技术
表 表表表 面 面面面 失 摩腐界 效 擦蚀面 分 与与结 析 磨防合
损护与 复 合
复 化表表表 化摩表
合 学面面面 学擦面
【材料课件】表面技术
【材料课件】表面技术第一章表面技术概论表面技术的涵义19世纪工业革命以来，材料品种日益繁多，为了适应高强度、高硬度和耐磨、耐高温、耐酸碱腐蚀等不同专门要求，人们需要持续开发各种专门的合金材料，但这些合金材料往往价格昂贵。
因此，人们试图采纳各种表面技术对一般钢材表面进行加工，以改变其表面性能，使其适应复杂的工作环境。
另外，磨损、腐蚀等失效差不多上第一发生在材料表面，通过对材料表面进行有效处理，能够极大地提升材料寿命。
因此，迫切需要开发出各种行之有效的表面技术，正是基于如此的背景，逐步形成了一门新兴学科——表面工程学。
表面工程技术的进展始于20世纪60年代末，近30年来进展尤为迅速。
在传统的表面处理技术持续改进、持续完善的同时，又有科学技术逐步渗透到该领域，各种表面技术相互融合，从而使现代表面技术进入了一个新的进展时期。
表面技术是一门博大精深、有用价值极高的技术。
材料科学所面临的若干艰巨任务，如要求材料硬而不脆、耐磨而易车削、质高而价廉等间题，通过表面技术在相当程度上都可迎刃而解。
除本文所提及的庞大作用外，用表面技术合成人工结构材料、复合材料及沉积非晶态涂层及制取复合涂层方面都显示了庞大的应用潜力。
表面技术是一项能使产品获得高附加值的技术。
英国产品每年靠表面技术估量增值100亿英镑，如果对表面技术进行全开发，有可能节约200。
万到400亿埃居(约200亿英镑)，可见表面技术对国民经济的庞大作用。
我国在湿法镀覆等方面取得了令人瞩目的成就，但在PVD和表面改性方面还有许多工作要做。
这一方面要靠宽敞科技人员的才智与努力，同时有关领导部门在设备资金投入上给予有力的支持也至关重要。
只有如此，我国的表面技术才能以新的面貌进入21世纪，全方位赶上和领先世界水平。
一、什么是表面技术从广义上讲，表面技术是直截了当与各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术。
任何表面在通常情形下实际上差不多上界面。
两种不同相之间的交界，称为界面，在任何两相界面上都能够发生复杂的物理或化学现象，总称为表面现象。
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激光束处理技术激光表面相变硬化
激光涂覆涂层
二、薄膜技术
利用近代技术在零件（或衬底）表面上沉积厚度为0.01μm至数微米薄膜形成技术称为薄膜技术。如单晶薄膜、超导薄膜和电致变色薄膜。
表3、薄膜技术发展
光学薄膜---------------反射膜、增反膜、减反膜、选择性反射膜等
电子学薄膜------------电极膜、绝缘膜、电阻膜、电容膜、记忆元件、超导元件、
1.2表面工程三大技术
一、表面改性技术
利用现代技术改变材料表面、亚表面层的成分、结构和性能的处理技术称之为表面改性。如表面离子注入、激光表面改性等。
表2.表面改性技术展
喷丸强化
表面强化技术 辊压强化―――在表面亚表面层形成压应力区
孔挤压强化
电化学氧化――在铝、镁、钢等表面上形成氧化膜
微弧氧化
化学氧化
表面工程施工设计
表面工程车间设计
表面工程管理与技术经济分析
表面几何特性与检测
表面质量检测控制表面力学特性与检测
表面物理及化学特性与检测
表面分析技术
表面工程的内函主要靠表面技术来体现。表面改性、薄膜技术和涂镀层技术统称表面技术。表面技术、表面分析、表面性能、表面层结合机理、表面失效机理、涂（膜）层材料、（膜）层工艺、施镀设备、测试技术、检验方法和标准、评价、质量与工艺过程控制等形成工程化规模生产的成套技术组合成为表面工程技术。表面工程技术及其理论构成了一门新兴的学科-------表面工程学。
(3)提高耐热、导热、隔热、吸热、与热反射的作用；
(4)赋予材料特定的物理特性，如导电、绝缘、半导体特性、超导、存储记忆、电磁屏蔽、发光、光反射、光选择吸收、雷达波“隐身”、红外“隐身”、亲油、亲水、亲某种涂层、可焊、粘着、传感；
(5)赋予材料特定的化学特性，耐酸、耐碱、耐特种液体、催化；
(6)赋予制见表面装饰特性，鲜艳的色彩及图文；非金属表面金属化、光化及抗老化；
化学转化膜技术 铬酸盐钝化――在钢、铜、锌、铝、钛上形成钝化膜
磷酸盐处理――在钢、铜、铝、锌上形成磷化膜
草酸盐处理――在钢上形成草酸盐膜
化学热处理
表表面合金化技术激光表面合金化――渗铝铬、铝硅
常压CVD
面低压CVD------可沉积金属碳化物、氮化物、氧化物、
硼化物及金属等离子体CVD
改化学气相沉积技术激光CVD------可形成荧光膜(PbO)、光导电(PbO)、光
薄微波声学器件、薄膜晶体管、集成电路基片等
膜光电子学薄膜---------探测器用薄膜、光敏电阻、光导摄像靶等
集成光学薄膜---------光波导、光开关、光偏转、薄膜激光器
防护用薄膜------------耐磨蚀、耐腐蚀、耐冲刷、耐高温氧化、防潮防热等薄膜
三、涂层技术
传统的涂层方法，如油漆，基本上属于装饰性；而近年来发展起来的涂层技术将古典技术、近代技术机器结合在零件表面涂覆一层或多层表面层的形成技术称为涂层技术。如电镀、激光电镀、热喷涂等。
80年代初，提出表面工程的概念----- Tom.Bell（国际材料表面学科的创始人，英国皇家工程院院士）
90年代，飞速发展
2000年，美国工程科学院提出的九大科学技术项目之一。
表面工程技术在航空、航天、现代工业生产中获得广泛应用。
教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）
表1、表面工程学的学科体系∶
2．表面工程技术的目的和作用是什么?
3.查阅资料，探讨表面工程技术发展的新趋势、新方向?
涂 耐海水防污（防海生物）
有机涂层 绝缘、导电、防冰、感光
层 防射线、抗静电耐雨蚀
防雷达波、防红外隐身
技 迷彩、耐热、烧蚀等涂层
超音速火焰喷涂
术火焰喷涂――各类粉末/丝材的氧乙炔焰喷涂
塑料粉末材料的喷涂
热喷涂 电弧喷涂――Zn、Al、Cr、Fe等丝材
等离子喷涂――常压等离子喷涂
低压等离子喷涂
爆炸喷涂――WC/Co、NiCrAl、ZrO、Al2O3
(CVD)电变色膜(WO3)
性金属有机化合物CVD-------可在半导体或绝缘衬底上
制备化合物半导体
离子注入(IP)
离子束处理技术离子束沉积(IBD)------注入Cr+、P-、B-等金属、非金
属元素形成离熔平整------激光处理、改变表面组织结构、
用分析证明、分类举例（特别要分清“复合层次”，以免漏层）的方法突破难点。
2、教学手段：以传统的口述，现代的多媒体，再加黑板为辅助的手段进行教学。
教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）
1.1表面工程的定义和内容
表面工程，是经表面预处理后，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、组织结构和应力状态，以获得所需要表面性能的系统工程。
表面工程学包含“金属腐蚀理论”、“摩擦学”、“表面物理化学”、“表面化学物理”、“表面冶金学”、“表面分析技术”、“表面加工技术”、“表面改性技术”、“化学热处理技术”及“表面处理技术”等内容。
表面工程发展非常迅速，其原因：
1.工业发展对机电产品提出更高要求(高温、高压、高速、重载以及腐蚀介质等恶劣工况下可靠地工作)。
2.相关科技的发展为表面工程注入活力、提供支撑:如高分子材料和纳米材料的发展,激光束、离子束、电子束三种高能量密度热源的实用化等。
3.表面工程适合我国国情，能大量节约能源、资源,体现了科技尽快转化为生产力的要求。
表面技术早在几千年前就开始应用
20世纪取得突破性进展60~70年代：高能束的引入：电子束、离子束、激光束
蒸镀沉积ＰＶＤ
物理气相沉积 离子镀沉积ＩＶＤ
溅射沉积ＳＤ
1．3表面工程技术的作用
腐蚀从表面开始，磨损从表面进行，美化装饰在表面，疲劳因表面损伤加速等均离不开表面。零件或材料表面改性、施加薄膜或涂层，其作用就在于∶
(1)提高材料或零件的耐蚀性、抗高温氧化性及提高对周围环境和工作抗浸蚀能力；
(2)提高耐摩擦磨损、磨蚀、粘结、咬合、冲刷、减磨及润滑的能力；
授课学时：2学时
章节名称
第一章绪论
备注
教学目的
和要求
通过学习了解表面工程的任务和作用及发展史，知道表面技术的分类，明白本课程的学习方法。
重点
难点
（1）表面工程的定义和内容
（2）表面工程的进展
（3）表面工程的分类
（4）表面工程技术在现代科技中的作用
（5）表面工程技术的发展趋势
教学方法
教学手段
1、教学方法：课堂讲授法为主；用精讲的方法突出重点，
表4、涂层技术
防腐蚀-------Zn、Cd、Cu、Ni、Ag、Au、Pt、Rt、
CuNiCr、SiC---Ni、AbO3,---Ni、Ni-P
抗氧化
电镀技术耐磨损、耐腐蚀
（化学镀、刷镀）减磨、防粘结、导电
装饰
复合镀层
非晶态镀层
耐磨蚀耐曝晒――聚氯乙烯涂料、氯化橡胶涂料、
丙烯酸涂料、脂肪族聚氨酯涂料
表面腐蚀与防护理论
表面摩擦与磨损理论
表面科学基础理论表面完整性与界面理论
表面装饰与美学
表面功能材料及应用
表面失效及其理论分析
表面改性技术
表表面工程技术薄膜技术
涂层技术
面表面预处理技术
表面加工技术表面层的机械加工
工表面层的特种加工
表面层结构设计
程表面层工艺设计
表面层材料设计
学表面工程技术设计表面工程设备设计
(7)提高材料制件表面完整性、光洁度、提高抗疲劳和抗腐蚀疲劳的能力；
1．４ 表面工程技术的研究方向及发展趋势
（1）传统表面工程技术的创新
（2）发展复合表面技术
（3）绿色再制造工程
（4）表面工程领域中的清洁生产
小结：表面工程的分类
三大表面技术的应用
表面工程技术在现代科技中的作用
思考题
1．找找看，在我们身边有哪些使用了表面工程技术的物品?