第八章-纳米表面工程
第八章 自组装纳米加工技术
纳米粒子组装成的二维或三维类晶体结构的用途：
1)直接用来作为光子晶体材料,或高密度磁存储介质
通过自组装形成类晶体的不仅仅是聚苯乙烯纳米球，还可以是其 他 各种材料,如二氧化硅纳米球、金属材料纳米球、半导体材料纳米球、 磁材料纳米 球或由聚苯乙烯包裹的其他材料的纳米球。
2)作为母版，由其翻制成其他材料的周期性纳米结构。
在固体表面沉积的随机分布的分子在特定温度下会自动形成纳米晶体结构
(a)制作非晶硅天层结构
(b)高温退火处理
(C)清除衬底与夹层
分子自组装
分子间发生电子交换
化学过程
不同分子电位与极性之间 相互吸引和排斥
物理过程 纳米粒子自组装
分子或原子在固体表 面的迁移与扩散
(a)表面形貌诱导组装示意图
(b)聚苯乙烯小球在V形槽中的组装
自上而下：复杂的电路结构由平面衬底表面逐层建造形 成。自上而下的加工方式其最小可加工结构尺寸最终受 限于加工工具的能力：光刻工具或刻蚀设备的分辨能力。
自下而上：大自然，在上亿年间通过自组装 （Selfasseinbly)和自构建 (Self-ConStmCtion)方式,从分子水 平基础上创造了世间复杂万物。而分子这一最基本的构 建单元与目前最小可加工的结构相比至少小一个数量级, 所以纳米加工技术 的最终发展是分子水平的自组装技术。 如果把分子自组装看做是一种微纳米结构加工手段，则 从分子水平出发构建纳米或微米结构是一种“自下而上” （Bottom-Up)的加工方式,它彻底颠覆了传统的自上而下 的加工理念。
分子自组装纳米加工有两方面的优势：一是组装结构为 分子尺度，远远小于目前传统纳米加工所能实现的结构 尺寸；二是低成本。
原理上，分子自组装过程是自动的、自发的，不需要昂 贵的加工设备，但真正实现上述两方面优势还需要相当 长 的研发过程。目前分子自组装或其他自组装技术作 为一种微纳米加工手段还是相当原始的，大多数自组装 结构呈现二维准晶格阵列结构。即使是二维准晶格阵列， 要实现大面积长程有序（long range ordered)还是相当困 难的。在大多数情况下， 自组装必须与传统微纳米加 工技术相结合，即所谓“自上而下与自下而上相结 合”，以保证自组装的结构有实用价值。
纳米微粒的表面修饰
改性方法：
配制一定浓度的十二烷基硫酸钠(A. R. ) 溶液, 将一定量的 氧化铈粉末加入溶液中, 在25 ℃下用电动搅拌器搅拌1 h , 过滤, 滤饼在干燥箱中干燥2 h , 取出用气流粉碎机粉碎, 过160 目筛即得到改性的纳米氧化铈。
改性机理：
表面活性剂不仅可吸附在颗粒的表面上, 而且还可渗入到 微缝隙中并能向深处扩展, 如同在缝隙中打入一个“楔子”, 起到劈裂的作用。 当水为介质时, 十二烷基硫酸钠是阴粒子表面活性剂, 表面 带负电荷, 它可通过范德瓦尔斯力吸附于固体颗粒缝隙的表 面,使缝隙表面因带同种电荷产生排斥力。 渗透压的作用使团聚强度降低。
干燥２４ｈ。
高聚物：优良的力学性能和成膜性
陶瓷材料：良好的电性能 将具有压电性能的陶瓷与聚合物复合,所得材料可以克服陶
将填料充分
将偶联剂与其低沸点
•
干法即喷雾法
湿法称溶液法
直接加入法是将所有配合剂和树脂一起混合 （控制料温低于偶联剂的分解温度）
偶联修饰方法 纳米氧化铝具有高硬度、高强度、热稳定性好、 在乙醇溶剂中加入偶联剂，将２ｇ纳米Ａ２Ｏ３加入到水解偶联剂溶液中， 耐磨蚀等一系列特性，被用作橡胶、树脂等有 机材料的改性填料。 水浴加热至一定温度，反应一定时间后过滤，用甲苯洗涤，于６０℃真空
下表为硅偶联剂在各种无机纳米粒子表面化学结合 程度的评价．很清楚硅偶联剂对羟基含量少的碳酸
钙、碳黑、石墨和硼化物陶瓷材料不适用．
表5．6列出一些有代表性的硅偶联剂及与其 相溶的聚合物．
溶剂配制成一定浓度 脱水后在高速 的溶液,然后在一定温 分散机中,于 度下与无机填料在高 处理技术 一定温度下与 速分散机中均匀分散, 雾气状的偶联 从而达到填料的表面 • 硅烷偶联剂的实际使用方法主要有两种:预 剂反应制成活 改性. 性填料; 处理法（干法和湿法）和直接加入法；
表面工程
表面工程表面工程——是表面经过预处理后，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、组织结构和应力状况，以获得表面所需性能的系统工程。
表面工程技术分类：表面改性、表面处理、表面涂覆、复合表面工程、纳米表面工程技术。
表面工程与人们的生产、生活息息相关。
表面工程技术的应用，带来了材料的节约和优化使用，减少了设备的腐蚀。
据估算，中国主要支柱产业部门每年因机器磨损失效所造成的损失在400亿元人民币以上，而通过表面技术改善润滑，降低磨损可能带来的经济效益约占国民经济总产值的2％以上。
表面工程技术在表面物理、表面化学理论的基础上，融汇了现代材料学、信息技术、工程物理、医学、农业、制造技术，显现出了边缘学科的强大生命力。
在知识经济占主导地位的21世纪，表面工程技术将更深地融入高新技术的各个领域。
生物技术将是表面工程技术研究最活跃的领域之一。
在基因图谱识别与地址图谱编制中，识别和分辨率的高低很大程度上取决于传感器的表面材料。
随着表面技术的发展，复制基因片断、肽链体和活性生物体将不会只是理想。
表面工程技术是微电子与信息技术发展的重要支柱。
计算机的集成电路、光盘读写头、显示器、存储器、接口，以及光缆、卫星，表面技术遍及信息网络的各个角落。
表面技术还将为人类探索外星宇宙、开采海底资源保驾护航。
专家们正在开发对太阳能进行选择性波断吸收的涂层材料，一旦获得突破太阳能将深入到各类建筑物，深入到家家户户。
大量能源利用设备采用表面合金涂层，提高了导热或绝热性能，大大降低了能耗。
表面工程技术通过各种装备渗透到社会生活的方方面面。
随着表面工程技术研究的深入，将来的表面材料不仅美观耐用，而且会向环保型、智能型、仿生型发展。
21世纪，表面技术将为提高人类生活质量，优化人类生活环境作出贡献。
不用擦拭的皮鞋、不用清洗的高楼玻璃幕墙、既美观又免于打扫的公路路标和隔离墙、防雨又透气的衣服鞋帽，这些听似异想天开的事物，将因为"表面工程技术"的不断进展最终实现。
第八章 组织工程与生物材料
8.2 细胞培养
细胞培养是指从体内取出的细胞或组织在模 拟体内生理环境，于无菌、合适温度和一定营养 条件下在体外培养，使其生存、生长、增殖，并 保持其结构和功能的方法。 它包括从活体中取出的细胞或已建立的细胞 系在体外培养生长、增强，但不再分化为组织。
一、细胞培养的基本条件 (一)无污染环境 无毒和无菌是保证细胞生存的首要条件。 (二)基本的营养物质
合适的孔尺寸、高孔隙率和相连的孔形态，以适于细胞 的黏附和生长，细胞间的信号传导，养分传送，以及降 解产物和新陈代谢产物的排出，以及血管和神经的长入。 高的表面积和合适的表面理化性质以利于细胞粘附、增 殖和分化,以及负载生长因子等生物信号分子 特定的三维外形（厚度和形状） 合适的可生物降解吸收性 与植入部位组织力学性能相匹配的结构强度
8.3 支架设计及制备技术
组织工程支架作为组织工程的平台，不 仅提供了细胞生长的框架，使之形成特定 的组织或器官形状;而且作为细胞外基质成 分之一，是细胞间信号传导和相互作用的 媒介，同时也是细胞生长所必需的生物活 性剂。
一、组织工程支架的基本条件（设计要求）：
良好的生物相容性，在生物体内不会引起炎症或 致畸反应
皮肤细胞
结缔组织细胞 肌肉细胞
骨细胞
软骨细胞
微粒细胞
(二)培养细胞的生命期 体内细胞常处于动态平衡中，其生存期与机体 寿命相一致。大多数二倍体(2n)细胞在培养中维 持有限生存期，约1年左右。 在全生存期中大致经历以下三个阶段： 第Ⅰ期；即原代或初代培养期。 从体内取出组织或细胞首次在体外进行接种 培养，称原代或初代培养。其细胞称原代或初代 细胞。 当原代培养细胞增殖到一定密度后，需分出 部分细胞进行再培养，此过程称传代。从原代培 养直到第一次传代期间称原代培养期，一般持续 约1－4周。原代培养细胞呈二倍体核型，与体内 细胞性状相似，是较好的实验材料。
纳米材料概论重点
纳米材料概论重点纳米材料概论重点纳米:纳米是一个长度单位，简写为nm。
1 nm=910 m=10 埃。
光子晶体是指具有光子带隙（简称PBG）特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结原子团簇：由几个乃至上千个原子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体（原子团簇尺寸一般小于20nm）。
水热法:水热反应是高温高压下在水(水溶液)或水蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。
水热法是在高压釜里的高温(100～1000℃) 、高压(1～100 Mpa)反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解，在高压环境下制备纳米微粒的方纳米材料的定义：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在1-100纳米范围的具有特殊功的材料称为纳米材料.即三维空间中至少有一维尺寸在1-100纳米范围的材料或由它们作为1、人工纳米结构组装体系—按人类的意志，利用物理和化学的方法人工地将纳米尺度的物质单元组装、排列构成一维、二维和三维的纳米结构体系2、纳米结构的自组装体系—指通过弱的和较小方向性的非共价键，如氢键、范德华键和弱的离子键协同作用把原子、离子或分子连接在一起构筑成一个纳米结构或纳米结构的花样。
3、量子尺寸效应—是指当粒子尺寸下降到接近或小于某一值（激子玻尔半径）时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象。
当能级间距大于热能、电场能或磁场能时，纳米微粒就会出现一系列与宏观物质不同的反常特性。
4、宏观量子隧道效应—电子具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。
近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观量子隧道效应。
5、纳米表面工程－是通过特定的加工技术赋予材料以纳米表面、使表面纳米结构化，从而使材料的表面得以强化、改性或赋予表面新功能的系统工程。
基本单元构成的具有特殊功能的材料。
莲花效应（lotus effect），也称作荷叶效应，是指莲叶表面具有超疏水性以及自洁（self-cleaning）的特性。
纳米表面工程
纳米复合材料在高温环境下仍能保持优良的性能 ，适用于高温和高负荷的场合。
3
独特的电磁性能
纳米复合材料可以具有特殊的电磁性能，如导电 、绝缘、磁性等，广泛应用于电子、通信和磁学 等领域。
纳米光电器件
提高光电转换效率
在光电器件中引入纳米结 构，可以改善光吸收、光 散射和光电转换效率，提 高器件性能。
实现超快响应速度
纳米光电器件具有极快的 响应速度，适用于高速光 电信号处理和通信系统。
降低能耗
通过优化纳米光电器件的 能效设计，可以实现更低 的能耗，延长设备使用寿 命。
生物医学应用
生物传感器和诊断试剂
利用纳米材料独特的生物相容性和生物活性，可以开发出高灵敏 度和特异性的生物传感器和诊断试剂。
药物传递和基因治疗
THANKS
感谢观看
溶胶凝胶技术
溶胶凝胶技术是一种基于溶液的制备方法，通过控制溶液 中的化学反应条件，可以制备出各种纳米颗粒和薄膜，广 泛应用于陶瓷、玻璃、金属等领域。
03
CATALOGUE
纳米表面工程的应用实例
纳米涂层
增强的耐磨性和耐腐蚀性
01
通过在材料表面形成纳米级的涂层，可以显著提高材料的耐磨
性和耐腐蚀性，延长使用寿命。
纳米表面工程的制造技术
物理气相沉积技术
物理 真空蒸发、溅射、离子注入等方法，可用于制备各种纳米 材料和涂层。
化学气相沉积技术
化学气相沉积技术也是一种重要的纳米表面工程技术，通 过控制化学反应条件和反应过程，可以制备出具有特定结 构和性能的纳米材料和涂层。
纳米表面工程可以用于药物传递和基因治疗，实现药物的精准释放 和基因的有效转染，提高治疗效果并降低副作用。
纳米工程在轴承表面改性中的应用与展望
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ３ ５ ， 型的纳米 材料被研制 出来 ， 许多技术
ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｕ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ， ｇ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｍ ａ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ａ ｎ ｏ ｉ ｆ ｌ ｍ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｌ ｏ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｂ ｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｌ ｉ ｆ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｉ ｎ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ；ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ
现代表面工程技术
同时，复合电镀、纳米电镀等新型电镀技术不断涌现，为电镀行业带来
新的发展机遇。
化学镀技术
原理
化学镀是一种无需外加电流，通过化学反应在基体表面沉积金属或合金层的过程。与电镀 相比，化学镀具有设备简单、操作方便、镀层均匀等优点。
应用
化学镀技术广泛应用于电子、航空、石油等领域。例如，化学镀镍可用于电子器件的电磁 屏蔽和耐磨涂层；化学镀铜可用于印刷电路板的导电层；化学镀金可用于精密仪器的装饰 和防腐等。
现代表面工程技术
• 表面工程概述 • 表面预处理技术 • 表面涂层技术 • 表面改性技术 • 表面复合处理技术 • 表面工程新技术展望
01
表面工程概述
表面工程定义与分类
表面工程定义
表面工程是一种通过改变材料表面性 质、组成、结构或形态，以获得所需 性能或功能的综合性技术。
表面工程分类
根据表面处理方式和目的的不同，表 面工程可分为表面改性、表面涂层、 表面合金化、表面复合处理等多种类 型。
THANKS
感谢观看
微粒选择
根据使用要求，选择不同材质、形状和大小的微粒，如陶瓷颗粒、 金刚石、碳纤维等。
工艺参数
控制电镀液成分、温度、电流密度等工艺参数，实现微粒与金属 离子的均匀共沉积。
复合化学镀技术
复合化学镀原理
利用化学反应在基体表面沉积金属或合金，同时 加入微粒形成复合镀层。
镀液成分
选择合适的还原剂、络合剂、稳定剂等，保证镀 液的稳定性和沉积速度。
应用
热喷涂技术广泛应用于航空航天、石油化工、机械制造等领域。例如，热喷涂陶瓷涂层可用于航空发动机的高温防护 ；热喷涂金属涂层可用于修复磨损的机械零件；热喷涂塑料涂层可用于管道的防腐等。
表面工程分类
表面工程分类表面工程是一门研究物体表面处理和改性的学科，它涉及到多个领域，如材料科学、化学、物理等。
表面工程的主要目的是改善物体表面的性能，提高其耐磨、耐腐蚀、耐高温等特性，同时也可以改善物体的外观和触感。
表面工程可以分为多个分类，下面将对其中的几个常见分类进行介绍。
1. 表面涂层表面涂层是一种常见的表面工程技术，它主要通过在物体表面涂覆一层薄膜来改变物体的性能。
常见的表面涂层包括防腐涂层、防划伤涂层、防反射涂层等。
这些涂层可以提高物体的耐腐蚀性、硬度、光学性能等。
2. 表面改性表面改性是通过物理、化学或机械手段对物体表面进行处理，从而改变其性质和性能。
常见的表面改性技术包括表面氮化、表面硬化、表面合金化等。
这些技术可以提高物体的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
3. 表面涂装表面涂装是一种常见的表面工程技术，它主要是通过在物体表面涂装一层保护性膜来提高物体的耐久性和美观度。
常见的表面涂装技术包括喷涂、电泳涂装、粉末涂装等。
这些技术可以使物体具有防腐蚀、防划伤、防紫外线等功能。
4. 表面纳米结构表面纳米结构是一种将纳米材料应用于物体表面的技术，通过在物体表面形成纳米结构，可以改善物体的性能。
常见的表面纳米结构技术包括纳米涂层、纳米颗粒填充等。
这些技术可以使物体具有超疏水、超疏油、抗菌等特性。
5. 表面浸渍表面浸渍是一种将液体或气体渗透到物体表面的技术，通过浸渍可以改变物体表面的性质和性能。
常见的表面浸渍技术包括化学浸渍、电化学浸渍等。
这些技术可以使物体具有抗腐蚀、抗磨损、抗污染等特性。
表面工程的应用非常广泛，几乎涉及到所有行业。
例如，在汽车制造业中，表面工程可以提高汽车的耐腐蚀性和耐划伤性；在航空航天领域，表面工程可以提高航空器的耐高温性和防冰性能；在电子行业中，表面工程可以提高电子器件的导电性和耐腐蚀性。
表面工程是一门非常重要的学科，它可以通过对物体表面进行处理和改性，提高物体的性能和品质。
随着科技的不断发展，表面工程技术也在不断创新和进步，为各行各业带来了更多的应用和发展机遇。
表面技术12171
属材料的耐蚀性。
腐蚀的本性
自然界中大多数金属以化合物形式存在，而冶金过程需要
输入能量，所以金属处于化合物状态比单质状态具有较低
的能量。
从能量观点出发，金属和周围的环境组成了热力学不稳定
体系，腐蚀反应使能量降低，因而是自发进行的过程。
均匀腐蚀速度的表示方法
阴极：O2+ 2H2 O+4e→4 O H 或 2 H ++2e→H2
Fe溶解，氧或氢离子还原
电位较负的金属(阳极)腐蚀加快，电位较正的金属(阴极)腐
蚀减慢，甚至得到完全保护。
两种金属电极电位相差愈大，可能引起的腐蚀愈严重。这种
腐蚀破坏称为电偶腐蚀(Galvanic Corrosion)或双金属腐蚀
锌（负极），原电池装置。
铜的电位高，电流由Cu流向Zn，电子由Zn流向Cu，在锌板上金属失
去电子被氧化——在电化学上称阳极反应。
Zn → Zn 2+ +2e 在铜电极上，稀硫酸中的氢离子得到电子被还原——在电化学上称为 阴极反应 2H + +2e →H2
整个电极反应： Zn+2H +→Zn 2+ + H2↑
(Bimetallic Corrosion)。
例：铜器上有铁铆钉
单一表面工程技术对材料表面的改性效果有限，因 此目前应用的较多的是复合表面工程技术。
复合表面工程阶段
表面工程的第二阶段被称为复合表面工程阶段，即 将两种或多种传统的表面技术复合应用，起到“1+1>2” 的协同效果。例如，热喷涂与激光（或电子束）重熔的
复合，热喷涂与电刷镀的复合，化学热处理与电镀的复
纳米材料的表面、界面问题
纳米材料的表面、界面问题目录摘要 (2)1 纳米粒子和纳米固体的表面、界面问题 (3)1.1 纳米微粒的表面效应 (3)1.2 纳米固体的界面效应 (3)1.3 纳米材料尺度效应导致的热学性能问题 (4)1.4 纳米材料尺度效应导致的力学性能问题 (4)1.5 纳米材料尺度效应导致的相变问题 (4)2. 金属纳米材料的表面、界面问题 (5)2.1 高性能铜(银)合金中的高强高导机理问题 (5)2.2 金属复合材料的强化模型和物理机制问题 (5)2.3 原子尺度上的Cu/X界面研究 (6)3 纳米材料表面、界面效应的研究成果综述 (9)参考文献 (11)摘要纳米材料包含纳米微粒和纳米固体两部分，纳米微粒的粒子直径与电子的德布罗意波长相当，并且具有巨大的比表面；由纳米微粒构成的纳米固体又存在庞大的界面成分。
强大的表面和界面效应使纳米材料体现出许多异常的特性和新的规律，这些特性和规律使其展现出广阔的应用前景。
其中，在宏观尺度上制造出具有纳米结构和纳米效应的高性能金属材料，并揭示这些材料的组织演化特征以实现功能调控，是金属材料学科面临的重大科学问题和需要解决的核心关键技术。
本文将对纳米材料的表面、界面效应进行介绍并重点阐述金属纳米材料界面、尺度与材料塑变、强化关系的研究进展。
关键词：纳米材料；表面效应；复合材料、1 纳米粒子和纳米固体的表面、界面问题纳米粒子是指颗粒尺度在0.1-100nm范围的超细粒子，它的尺度小于通常的微粉，接近于原子簇。
是肉眼和一般显微镜看不见的微小粒子[1]。
只能用高倍的电子显微镜进行观察。
最早日本名古屋大学上田良二教授给纳米微粒下了一个定义：用电子显微镜能看到的微粒被称为纳米微粒[2]。
纳米固体是由纳米微粒压制活特殊加工而成的新型固体材料，它可以是单一材料，也可以是复合材料。
纳米固体最早是由联邦德国萨尔兰大学格莱特等人在80年代初首先制成的。
他们用气相冷凝发制得具有清洁表面的纳米级超级微粒子，在超高真空下加压形成固体材料。
纳米陶瓷涂层工程施工方案
一、工程概述纳米陶瓷涂层工程施工是一项高科技、高难度、高要求的工程。
本工程采用先进的纳米陶瓷涂层技术，对设备、管道、容器等金属表面进行防腐、耐磨、隔热等处理，以提高设备的使用寿命和降低能耗。
以下是纳米陶瓷涂层工程施工方案。
二、施工准备1. 材料准备：纳米陶瓷涂层材料、专用喷涂设备、辅助材料（如稀释剂、清洗剂等）。
2. 施工人员：施工人员需具备相关施工经验和技能，熟悉纳米陶瓷涂层材料的性能和施工工艺。
3. 施工现场：施工现场需满足以下条件：（1）环境温度：5℃以上，相对湿度不大于80%；（2）施工现场无腐蚀性气体、粉尘等污染；（3）施工现场具备安全防护设施，如防护网、警示标志等。
三、施工工艺1. 施工前处理（1）表面处理：对施工表面进行彻底的清洗、去油、去锈、去尘等处理，确保表面无油污、锈迹、灰尘等杂质。
（2）粗化处理：采用喷砂、抛丸等方法对表面进行粗化处理，提高涂层与基材的附着力。
2. 涂层施工（1）喷涂：采用专用喷涂设备进行纳米陶瓷涂层材料的喷涂，喷涂压力控制在0.3-0.5MPa。
（2）涂层厚度：根据设计要求控制涂层厚度，一般厚度为0.1-0.3mm。
（3）涂层固化：喷涂完成后，将施工表面置于炉内进行固化，固化温度控制在150-200℃，固化时间根据涂层厚度和材料性能确定。
3. 施工后处理（1）检查：涂层固化后，对涂层进行外观检查，确保涂层均匀、无气泡、无裂纹等缺陷。
（2）验收：根据设计要求和施工规范，对施工质量进行验收。
四、施工注意事项1. 施工过程中，施工人员应穿戴防护用品，如防护服、防护眼镜、口罩等。
2. 施工现场应保持通风良好，避免涂层材料挥发对人体造成伤害。
3. 施工过程中，注意涂层材料的使用量，避免浪费。
4. 施工结束后，对施工现场进行清理，确保环境整洁。
五、施工进度安排根据工程实际情况，制定合理的施工进度计划，确保工程按期完成。
六、施工质量保证1. 施工过程中，严格执行施工规范和质量标准，确保施工质量。
表面纳米化综述
部分）课题申请指南‖中还规定了纳米材料必须具有明确的纳米效应[14]。
由以上可以看出，对于纳米材料，人们最早研究和研究最多的还是纳米粉体或颗粒状材料，尤其
是在合成方法及结构表征等方面做了大量的工作。但要使纳米材料真正走上工程应用，制备出大尺寸
实际上，上述方法不仅制备工艺复杂，生产成本较高，而且所能制备的块体纳米材料在尺寸和形
状上也有一定的局限性，其实际应用必然受到限制。考虑到在大多数服役环境下，材料的失稳多始于
表面，因此只要在材料上制备出一定厚度的纳米结构表层，即实现表面纳米化 (Surface Nanocrystallization-- SNC )，就可以通过表面组织和性能的优化提高材料的整体性能和服役行为[28]。基于这一点，在1999年卢柯和吕坚提出了“表面纳米化”这一新概念[29-31]，该项技术既着眼于当前的科技水平又面向实际工程应用，为利用纳米技术提高传统工程金属材料的性能和使用寿命提供了一
的关注，正在成为纳米材料研究的新热点[9-12]。国际上，把这类材料称为纳米组装材料或者称为纳
米尺度的图案材料（Patterning material on the nanometre scale）。它的基本内涵是以纳米颗粒以及由它
们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，基本包括
纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序的排列。如果说
第1阶段和第2阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点更强调按人们的
意愿设计、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。
第8章 界面现象
3、比表面
对于一定量的物质而言，分 散程度越高，其表面积就越大， 表面效应就越突出。 • 常用物质的比表面(specific surface area)来表示物 质的分散度(dispersion degree)： A ① 单位质量物质所具有表面积：a S S（m 2 kg 1 ） m ② 单位体积物质所具有表面积：a AS（m 1 ） V V
•实例分析：沸石止沸
３、亚稳状态及新相的生成
③ 过冷液体
•定义： 按照相平衡条件应该凝固而未凝固的液体。
•产生原因：
ps
O' O 微小晶体 T0
gl
普通晶体
T
•实例分析：
Tr
纯净的水有时冷却到-40℃仍不结冰。若加入 小晶体做新相种子，则过冷液体可迅速凝固。
３、亚稳状态及新相的生成
④ 过饱和溶液 按相平衡条件应该析出晶体而未析晶的溶液。 •定义： •产生原因：
Wr dGT , P dAs
G A s
T , P
即为恒温恒压下使液体增加单位表面积时所增加 的吉布斯函数，称为表面吉布斯函数 ，单位J.m-2。
１、表面张力、表面功、表面吉布斯函数
F / 2l
相同点
Wr / dAs
G A s T , P
2 l
g —l
o
s —l
l
s
１、表面张力、表面功、表面吉布斯函数
讨论
表面张力的方向如何判断？
你能解释下面的实验现象吗？
(a)
(b)
１、表面张力、表面功、表面吉布斯函数
从能量角度分析
若将体相中分子移到表面以扩大液 体表面积，则必须由环境对系统做功：
表面工程学
表面工程学表面工程学概论表面工程是改善机械零件、电子电器元件基质材料表面性能的一门科学和技术。
对于机械零件，表面工程主要用于提高零件表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗疲劳强度等力学性能，以保证现代机械在高速、高温、高压、重载以及强腐蚀性介质工况下可靠而持续地运行；对于电子电器元件，表面工程主要用于提高元件表面的电、磁、声、光等特殊物理性能，以保证现代电子产品容量大、传输快、体积小、高转换率、高可靠性；对于机电产品的包装及工艺品，表面工程主要用于提高表面的耐腐蚀性和美观性，以实现机电产品优异性能、艺术造型与绚丽外面的完美结合；对生物医学材料，表面工程主要用于提高人造骨骼等人体植入物的耐磨性、耐蚀性，尤其是生物相容性，以保证患者的健康并提高生活质量。
表面工程中的各项表面技术已应用于各类机电产品中，可以说，没有表面工程，就没有现代机电产品。
表面工程是现代制造技术的重要组成部分，是维修与再制造的基本手段。
表面工程对节能、节材、保护环境、支持社会可持续发展发挥重要的作用。
专家们语言，表面工程将成为21世纪工业发展的关键技术之一。
表面工程已成为从事机电产品设计、制造、维修、再制造工程技术人员必备的在知识，成为机电产品不断创新的知识源泉。
表面工程的内涵及功能“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、组织结构和应力状况，以获得所需要表面性能的系统工程。
”由此可见，表面工程的处理对象是金属或非金属的固态表面，获得所需表面性能的基本途径是改变固态表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况。
之所以称表面工程是一项系统工程是因为表面工程是以表面科学为理论基础，以表面和界面为研究对象，首先把相互依存、相互分工的零件基体与零件表面构成了一个系统，同时又综合了失效分析、表面技术、涂覆层性能、涂覆层材料、预处理和后加工、表面检测技术、表面质量控制、使用寿命评估、表面施工管理、技术经济分析、三废处理和重大工程实践等多项内容。
装备再制造技术
装备再制造技术在装备再制造诸多技术中，每种技术各有优长，也各有应用的局限性，有些技术应用面很广，而且技术已经很成熟，如堆焊技术、普通镀液电刷镀技术、普通丝材高速电弧喷涂技术、修复热处理技术、自修复技术等；有些技术是近期发展的高新技术，如微纳米表面工程技术、材料制备与成形一体化技术、再制造快速成形技术等。
一、微纳米表面工程技术微纳米表面工程技术是在材料或零部件表面获得微纳米结构或微纳米复合结构膜层的各种表面技术的统称。
与传统表面工程技术相比，纳米工程技术具有以下几方面显著的优越性：1）赋予表面新的服役性能。
纳米材料的奇异特性保证了纳米表面工程涂覆层的优异性能。
包括：①涂覆层本身性能的提升，如涂覆层的硬度、强度、耐磨性和抗接触疲劳性能等大幅度提高；②涂覆层的功能提升，如高性能的声、光、电、磁等纳米结构功能膜及超硬膜的制备。
2）使零件设计时的选材发生重要变化。
纳米表面工程中，在许多情况下，传统意义上的基体材料只起载体作用，而纳米表面涂覆层成为实现其功能或性能的主体，如高速工具钢刀具可以改用强度、韧性高的传统材质，而通过在切削刃表面沉积纳米超硬膜来提高其切削性能，耐蚀材料和抗高温材料也可以选用普通材质，通过把与介质接触的表面进行纳米化处理而提高材料的耐蚀、抗高温性能。
3）为表面技术的复合提供新途径。
纳米表面工程为表面工程技术的复合提供了一条全新的途径，具有广阔的应用前景。
例如，表面纳米化技术与离子渗氮技术相结合，使渗氮工艺由原来的500℃条件下处理24h转变为300℃条件下处理9h。
1.微纳米表面工程技术的分类微纳米表面工程技术可以在材料表面制备出纳米结构或纳米/微米复合结构的表层，根据获得表面微纳米膜层的途径不同，有微纳米表面工程纳米化和表面复合纳米化，当前已经开发出了多种实用的纳米表面工程技术。
（1）纳米颗粒复合电刷镀技术电刷镀技术是表面工程的重要组成部分，已被广泛应用于机械零件表面修复与强化。
近年来，纳米颗粒材料在电刷镀技术中的应用，产生了纳米颗粒复合电刷镀技术，促进了复合电刷镀技术在高温耐磨及抗接触疲劳载荷等更广阔领域中的应用。
表面工程略微整理版
洁净表面：大块晶体的三维周期结构与真空间的过渡区,它涉及所有不具有晶体内特性的原子层,为1个~几个原子层,厚度0.5~2nm污染表面：指被任何其他东西所污染，或吸附其他原子、分子的材料表面。
抱负表面：当一块无限大的无缺陷的晶体被提成两个半无限大的晶体时，假如在分割面附近区域中的原子排列、电子的密度分布都和分割前同样，并且晶体在分割时没有原子进入或跑出分割面，这个分割面就是抱负表面冶金结合：覆层与基体之间通过熔融过程实现结合扩散结合：覆层与基材之间通过原子扩散结合磨粒磨损：指由于硬颗粒或硬突起物使材料迁移而导致的磨损粘着磨损：指当接触表面作相对运动时,由于固相微凸体的焊合作用使材料从一个表面转移到另一个表面导致的磨损表面疲劳磨损：指由于在表面上反复滚动或滑动时所产生的循环交变应力引起疲劳而使材料脱落的磨损冲击磨损：两固体表面间反复冲击作用下材料损伤和脱落的磨损形式磨光：是普通的运用砂粒、刃口将M机械性切割下来的过程，重要目的是去除金属零件表面的毛刺/砂眼/氧化皮/锈迹/沟纹等,使其具有一定的平整度和粗糙度抛光：是机械、化学、电化学结合过程，重要目的是消除M零件表面的微观不平,使其具有镜面外观电化学抛光：指将工件作为阳极,浸于特定的抛光介质中并通以直流电进行抛光化学抛光：将工件浸于合适的的溶液中进行抛光.干法热镀锌：预解决干燥溶剂解决浸锌清洗氧化还原法：氧化/还原浸锌喷吹/冷却钝化解决涂油气体碳氮共渗：指在780～880℃同时渗入C/N原子,以渗碳为主的工艺氮碳共渗：指在520～580℃同时渗入C/N原子,以渗氮为主的工艺QPQ工艺：盐浴氮碳共渗＋氧化盐浴冷却＋抛光＋氧化盐浴T.D工艺：通过将钢铁材料置于硼砂熔盐浴中进行渗M(铬/钒/铌)的工艺机械结合：表面凸凹不平，互相嵌合扩散结合：高温下发生原子扩散，接合面上形成固溶体或金属间化合物爆炸喷涂：将一定比例的氧和乙炔送入枪内,后将氮气与粉末混合输入，由火花塞点火,使混合气体燃烧爆炸,粉末被加热和加速,由枪口喷射到基体表面形成涂层的技术超音速喷涂：氧和乙炔(或煤油/丙稀/氢气)在燃烧室燃烧后被压缩/加速,喷向工件基体表面形成涂层的技术（实质是火焰喷涂+超音速）电镀：指运用电化学的方法在零件表面沉积一薄层M或合金的技术化学镀：在无外加电流时具有欲镀M离子的溶液在还原剂的作用下使M离子还原成M而沉积在制品表面的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （5）纳米固体润滑干膜技术
固体润滑技术不仅扩充了润滑油、脂的应用 范围，而且弥补了润滑油、脂的缺陷。例如， 加入纳米AL2O3颗粒，使固体润滑干膜的摩擦 系数增大，耐磨性提高。某重载车辆平面弹子 滚道部位，采用纳米固体润滑干膜对其进行处 理后，涂层能有效地隔绝腐蚀介质，同时涂层 起到较好的减摩润滑作用。该技术可用于特殊 情况下，贵重零部件的减摩、耐磨。
3
第八章
纳米表面工程
1 纳米表面工程的内涵 与传统的表面工程相比，其特点是：取决 于基体性能的因素被弱化，表面处理、改性
和功能化的自由度扩大，表面加工技术的作
用更加突出，产品的附加值更高。
4
第八章
纳米表面工程
1 纳米表面工程的内涵
什么是“纳米表面”
纳米量级厚度的薄膜 表面含有纳米颗粒与原子团族 表面含有纳米碳管 复合纳米表面
第八章
纳米表面工程
3 实现表面纳米化的三种途径 目前，这些技术经过不断地发展和完善， 已比较成熟。 （2）表面自身纳米化方法 对于多晶材料，采用非平衡处理方法增加 材料表面的自由能，可以使粗晶组织逐渐细 化至纳米量级。这种材料的主要特征是：晶 粒尺寸沿厚度方向逐渐增大；纳米结构表层 与基体之间没有明显的界面；处理前后材料 的外形尺寸基本不变。 11
NC组装
高速氧-燃气喷涂（HVOF）
3 4 5 6 3结构
O2 (H2, C3H6, C3H8)
1-燃烧室，2-粉末入口，3-燃气通道， 4-送粉通道，5-冷却水道，6-喷嘴。 23
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （2）纳米热喷涂技术 例如，美国纳米材料公司通过特殊粘结处 理制成专用热喷涂纳米粉，用等离子喷涂方 法获得了纳米结构的Al2O3/TiO2涂层，该涂 层致密度达95％～98％，结合强度比传统喷 涂粉末涂层提高2～3倍，表明纳米结构涂层 具有良好的性能。研究表明，采用热喷涂技 术制备的纳米结构涂层性能优异，在一些贵 重、关键零件的应用方面具有良好前景。 24
14
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （1）纳米薄膜制备技术 按薄膜的用途，可以将其分为功能性薄膜 和保护性薄膜两大类。两大类中又有纳米多 层膜和纳米复合膜之分。纳米多层膜一般是 由两种厚度在纳米尺度上的不同材料层交替 排列而成的涂层体系。
15
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （1）纳米薄膜制备技术 由于膜层在纳米量级上排列的周期性，两 种材料具有一个基本固定的超点阵周期，双 层厚度为5～10nm，一些涂层在X射线衍射图 上产生了附加的超点阵峰，对这些涂层又称 之为纳米超点阵涂层。纳米复合膜是由两相 或两相以上的固态物质组成的薄膜材料，其 中至少有一相是纳米晶，其他相可以是纳米 晶，也可以是非晶态。 16
+
水溶性粘结 剂
含纳米颗粒 的糊状材料
纳米喂料
20
热喷涂法制备NC
原位生成喷雾合成法
按液相合成法在液相中先生成纳米粒子， 通过过滤、渗透、反渗透及超离心等手段除 出纳米粒子以外的组分，再加入液相介质何 其它组分，用液相喷雾分散法获得NF。
21
热喷涂法制备NC
机械研磨合成法 通过机械研磨、机械合金、高能球磨等方法直 接将微米粉或非晶金属箔加工成NF。具体为：在干 燥的高真空料机内通入保护气体（Ar, N2）；或在 CH3OH和液氮介质中通过对磨球/粉体比、磨球数量 和尺寸、球磨能量、球磨温度、介质等参数的控制， 对粉末粒子反复进行熔结、断裂过程，使晶粒不断 细化，达到纳米尺寸。除去CH3OH和液氮介质后， 0D-n会因自身的静电引力自行团聚成微米级的纳米 结构喂料。 22
26
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （3）纳米颗粒复合电刷镀技术 在不同的加热温度下，表现出比传统快速 镍刷镀层 更好的 显微硬度 和抗微动磨损性 能。其中添加纳米AL2O3复合镀层的使用温 度达400℃，且在此温度下复合镀层的显微值 为 HV600 ，抗接触疲劳循环次数由传统镀层 的 2 × 105 提高到 2 × 106 ，提高了一个数量 级。纳米电刷镀技术可用于设备贵重零部件 的修复与再制造。 27
1
第八章
纳米表面工程
1 纳米表面工程的内涵
在开展相关理论研究与实践应用的基础上， “纳米表面工程”这一新的概念和领域应运而 生。2000年，徐滨士等人在《中国机械工程》 杂志上首先提出了“纳米表面工程”的概念。 2002年国际表面工程学科创始人、中国工 程院外籍院士、英国伯明翰大学T. Bell教授 访华时对纳米表面工程的提法给予充分的肯 定，并确定与中国学者联合开展纳米表面工 程的研究工作。
第八章
纳米表面工程
1 纳米表面工程的内涵 纳米技术是 20 世纪 80 年代末期诞生并正在 崛起的新技术。1990年7月，在美国巴尔的摩 召开了国际首届纳米科学技术会议（ NanoST）。纳米科技研究范围是过去人类很少涉 及的非宏观、非微观的中间领域（ 10 -9 ~10 7 m ），它的研究开辟了人类认识世界的新层 次。纳米材料与技术的发展得到了世界各国 的高度重视。
7
第八章
纳米表面工程
3 实现表面纳米化的三种途径 在金属材料表面获得纳米结构表层主要途 径有三种：表面涂覆或沉积方法、表面自身 纳米化方法和混合纳米化方法。 （1）表面涂覆或沉积方法 首先利用纳米粉体制备技术获得具有纳米 尺度的颗粒，再将这些颗粒通过表面技术固 结在材料的表面，形成一个与基体化学成分 相同（或不同）的纳米结构表层。
第八章
纳米表面工程
3 实现表面纳米化的三种途径 由 非平 衡 实 现 表 面 纳 米 化 主 要 有 两 种方 法，即表面机械（加工）处理法和非平衡热 力学法，不同方法所采用的工艺和由其导致 纳米化的微观机理均存在着较大的差异。 （3）混合纳米化方法 在制备热喷涂层、电刷镀层、粘结层等表 面工程涂覆层时，在基质层中复合纳米颗粒 以改变涂覆层本身的综合性能或制备出特殊 的功能涂层。 12
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （3）纳米颗粒复合电刷镀技术 电刷技术是表面工程的重要组成部分，该 技术具有设备轻便、工艺灵活、镀覆速度 快、镀层种类多等优点，被广泛应用于机械 零件表面修复与强化，尤其适用于现场及野 外抢修。近年来，纳米级颗粒材料在电刷镀 技术中的应用，使芾恶化电刷镀技术在高温 耐磨及抗接触疲劳载荷领域呈现出强大生命 力。 25
9
第八章
纳米表面工程
3 实现表面纳米化的三种途径 这种材料的主要特征是：纳米结构表层内晶 粒大小比较均匀、晶粒尺寸可以控制；表层与 基体之间存在着明显得界面；材料的外形尺寸 较处理前有所增加。 许多常规表面涂层和沉积技术都具有开发纳 米表面膜层的潜力，如PVD、CVD、电解沉积 等。通过工艺参数的调节，可以控制纳米结构 表层的厚度和纳米晶粒的尺寸，整个工艺过程 的关键是实现表层与基体之间以及表层纳米颗 10 粒之间的牢固结合。
4. 实用纳米表面技术 （6）纳米粘结剂技术 纳米材料因其优异的特性，在表面粘涂与 粘结技术 领域显 示出广阔 的应用前景 。例 如，含金刚石的纳米胶粘剂具有优异的耐磨 性和很高的粘结强度。实验表明，随着纳米 级金刚石粉在胶粘剂中加入量的增加，涂层 的耐磨性提高，当加入量为8％时，耐磨性是 未添加的2.2倍，拉伸强度可达50MPa，比未 添加的提高27.5％。 32
热喷涂法制备NC
纳米粒子（0D-n）：质量太小，不能直接 喷涂；喷涂过程中被烧结。
纳米结构喂料 ( Nanostrucyured Feedstock, NF )
纳米结构喂料的制备 液相分散喷雾合成法，原位生成喷雾合成法，机 械研磨合成法。
19
热喷涂法制备NC
液相分散喷雾合成法
超音速分散
纳米颗粒
热空气吹干
5
第八章
纳米表面工程
2 纳米表面工程产生的背景 随着纳米科技的发展，微机电系统的设 计、制造日益增多，制造技术以由亚微米层 次进入到原子、分子级的纳米层次。纳米机 器人、纳米钳、纳米电机、……，此类机电 系统涉及到大量的表面科学表面技术问题， 且随着尺寸减小和表面效应的出现，传统的 的表面设计和加工方法以不再适应。
第八章
纳米表面工程
3 实现表面纳米化的三种途径 目前，较为成熟的使用纳米表面工程技术 制备的表面涂覆层主要属于这种方式。
13
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 围绕以上途径开展研究，当前已经开发出 多种实用的纳米表面工程技术。 （1）纳米薄膜制备技术 薄膜技术是通过某些特定工艺（常用溅射 法），在物体表面沉积附着一层或者多层与 基体材料材质不同的薄膜，使物体表面具有 与基体材料不同性能的技术。
17
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （2）纳米热喷涂技术 热喷涂纳米涂层组成可分为三类： 单一纳米颗粒材料的复合体系，特别是陶 瓷或金属陶瓷颗粒的复合体系具有重要的作 用和意义。目前，完全的纳米材料涂层离普 及及应用还有相当距离。大部分的研究开发 工作集中在在传统涂覆层技术基础上，添加 复合纳米材料，可在较低成本情况下，使涂 覆层功能得到显著提高。 18
第八章
纳米表面工程
4. 实用纳米表面技术 （3）纳米颗粒复合电刷镀技术 在电刷镀镀液中添加纳米颗粒时制备的复 合镀层的摩擦性能有较大改善。在快速镍镀 层中分别添加纳米AL2O3、SiC、金刚石 粉，通过对纳米粉进行表面改性处理，有效 地提高了纳米粉在镍基复合镀层中的共沉积 量，显著的改善了纳米粉在镀层中的均匀程 度。
8
电阻加热
纳米固体薄膜制备技术
溶胶-凝胶法 物理气相沉积 （PVD） 电镀法 气相沉积 分子束外延 （MBE）
真空 蒸发
感应加热 电子束加热 激光加热 直流溅射