材料表面技术
材料表面处理技术
操作过程： 工件用汽油或酒精去油后晾干，在渗箱底部撒
5毫米厚的渗剂，垂直放置工件，以减少弯曲变形， 然后填满渗剂(非工作面可用旧渗剂填充，以减少 渗剂用量)，用水玻璃调粘土封箱。出炉或随炉冷 至室温开箱，渗硼后开箱直接淬火即可。渗剂可重 复使用，一般用旧渗剂和硝酸酒精溶液腐蚀后，检
查硼化层厚度及硬度。
电镀和化学镀
化学镀
气相沉积技术
离子注入
堆焊
熔覆技术
件带出和熔盐本身的消耗使熔盐变浅，需不断补充新盐。 （1）仅要求表面耐磨、抗介质腐蚀而对基体无强度要求的
零件为渗铬→空冷→沸水清除粘附残盐。 （2）对基体有一定强度要求的本质细晶粒钢件：渗铬→淬火
(水或油)→在加有缓蚀剂的沸腾的5％硫酸水溶液(以下简称含 酸沸水)中煮去未脱落的残盐→回火。 （3）淬火温度高于渗铬温度的高合金钢：渗铬后随炉升温→ 淬火→含酸沸水煮去残盐→回火。 （4）对基体强度有严格要求的本质粗晶粒钢件，渗铬后要重
含铝共渗及复合渗
钢铁和镍基、钴基等合金渗铝后，能提高抗高温 氧化能力，提高在硫化氢、含硫和氧化钒的高温 燃气介质中的抗腐蚀能力。为了改善铜合金和钛 合金的表面性能，有时也采用渗铝工艺 。
渗铝的方法很多。冶金工业中主要采用粉末法、 热浸、静电喷涂或电泳沉积后再进行热扩散的方 法。
含铬共渗及复合渗
碳素钢和合金钢（包括耐热钢和高温合金）在 渗铬后，可提高耐蚀、耐磨和抗高温氧化性 能。
感应加热 感应加热多数用于工业金属零件表面淬火， 是使工件表面产生一定的感应电流，迅速 加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属 热处理方法。
材料科学中的材料表面涂层技术
材料科学中的材料表面涂层技术材料表面涂层技术是一种能够对材料表面进行改性的技术，它可以通过在材料表面形成覆盖层或者添加物质的方式，改变材料的表面性质和功能。
这种技术在材料科学中应用广泛，可以改善材料的抗腐蚀性、磨损性、耐热性、耐磨性等性能，同时也可以赋予材料新的功能，如抗菌、自润滑等。
常见的材料表面涂层技术包括电镀、化学镀、喷涂、物理气相沉积等。
下面分别介绍一些常用的材料表面涂层技术。
电镀技术电镀是一种利用电化学反应在金属表面形成一层金属涂层的技术，常见的电镀方法包括电解镀、电沉积和电动力沉积。
电镀可以改善材料的耐蚀性、耐磨性和导电性，同时还可以美化材料表面。
化学镀技术化学镀是一种利用化学反应在金属表面形成一层金属涂层的技术，与电镀不同的是，化学镀不需要外加电源，而是通过在溶液中控制反应条件实现对金属表面的涂层。
化学镀技术可以改善材料的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性，同时还可以对材料进行局部涂层，满足特定的需求。
喷涂技术喷涂是一种通过将涂料喷洒在材料表面形成薄膜的技术，可以对材料进行表面涂层和维修。
喷涂的优点是涂层均匀、节省涂料、适用于复杂形状的材料，同时还可以控制涂层厚度和颗粒大小，以满足不同的需求。
物理气相沉积技术物理气相沉积是一种利用金属蒸气在材料表面沉积制成涂层的技术，主要包括磁控溅射、电弧放电和激光蒸发等。
物理气相沉积技术可以制备高品质、均匀、致密的涂层，可以改善材料的耐磨性、抗腐蚀性、导热性、防辐射等性能，同时还可以制备多层膜、纳米涂层等。
总之，材料表面涂层技术是一种能够对材料进行精细化处理的技术，它可以改善材料的性能和功能，满足不同领域和需求的应用。
未来，随着相关技术的不断推进，涂层技术将逐渐向高效、环保、多功能化等方向发展，为材料科学和产业发展带来更多机遇和挑战。
材料表面工程的技术手段与应用
材料表面工程的技术手段与应用随着社会的发展，科技的进步，现代工业对材料性能的要求越来越高，其中对材料表面性能的要求尤为突出。
如何对材料表面进行改性以达到更优异的性能成为了工业界的重要问题。
材料表面工程是现代表面技术的重要分支之一，其主要是利用先进的材料表面处理技术手段，对材料表面的原有性能进行改性以达到一定的需要，广泛应用于航空、电子、机械、汽车、建筑等领域。
一、材料表面工程的技术手段1.化学镀膜化学镀膜是表面工程的一种简单、方便、低成本的处理方式，主要是将金属离子还原成金属沉积在材料表面上，从而提高材料表面的硬度、耐腐蚀性和装饰性等。
常见的化学镀膜有镀铬、镀铜、镀镍等。
2.物理镀膜物理镀膜是利用真空技术将一层金属沉积在材料表面上的一种表面处理方式，主要包括真空镀膜和溅射镀膜两种。
真空镀膜是将金属加热至蒸气状态，将气体抽空后，由真空镀膜设备内的电子围绕金属，离子产生激发，然后金属沉积在材料表面上的一种表面处理方式。
溅射镀膜是将材料置于被放电的惰性气体间，利用被放电的气体产生的离子将材料表面上的原子溅射掉，然后使被溅射的材料沉积在所需表面上的一种处理方式。
3.化学处理化学处理主要是利用化学反应改变材料表面的物理结构和化学性质，达到材料的改性目的，如氧化、氟化、磷化等。
其中，氧化处理是指将材料表面置于高温酸性或碱性溶液中使其氧化形成一定厚度的氧化层，从而提高材料表面的硬度和抗腐蚀性等。
4.电化学处理电化学处理是指在电解液中，利用电场变化来使材料表面的原有金属结构进行变化，从而起到一定改性效果的处理方式，如阳极氧化、电化学陶瓷涂层等。
二、材料表面工程的应用1.抗腐蚀材料表面的腐蚀问题是材料在使用过程中面对的主要问题之一，而材料表面工程从原始材料选择、制备加工、表面改性等多方面入手，通过现代的表面处理技术控制材料表面的微观结构、物理化学性质，从而实现材料表面的抗腐蚀性能的提高。
2.功能材料表面工程技术在功能材料的制备中发挥了非常重要的作用。
材料工程中的材料表面改性技术
材料工程中的材料表面改性技术材料工程是指通过对物质进行选择、设计及制备等一系列工艺技术的研究，以满足各种工程要求的学科。
随着现代工业、科学的不断发展，材料工程在我国的重要性越来越突出。
而材料表面改性技术作为材料工程领域的一个研究热点，尤为重要。
一、材料表面改性技术的定义材料表面改性技术是材料工程中的一个研究方向，是指通过物理、化学、机械等手段对材料表面进行改性的一种技术。
通过改变材料表面的物理、化学、机械等性质，可以改善材料性能，提高应用效果。
二、材料表面改性技术的分类材料表面改性技术可以分为物理改性、化学改性和机械改性三个方面。
1.物理改性物理改性是指通过物理手段对材料表面进行改变，其主要包括磨削、抛光、喷砂、离子注入、激光处理等方法。
其中，离子注入可使表面产生高度压应力，提高表面硬度；激光处理则可以在一定深度及表面上形成网状结构，进而提高材料表面的耐磨性、耐蚀性和耐氧化性。
2.化学改性化学改性是指通过化学手段对材料表面进行改变，其主要包括表面硬化、电解硬化、电沉积、化学蒸发沉积、喷涂等方法。
其中，喷涂是将高能量的流体材料喷射到材料表面上形成一层薄的保护膜，目的是提高材料表面的抗磨性、耐蚀性和耐高温性。
3.机械改性机械改性是指通过机械手段对材料表面进行改变，其中包括压缩、拉伸、机械合成等方法。
其中，机械合成是将材料在高温、高压、高速等条件下进行混合处理，形成新的复合材料，以达到增强材料硬度、韧度、塑性和耐磨性的目的。
三、材料表面改性技术的应用材料表面改性技术在各个领域都有着广泛的应用，如机械制造、电子、航空航天、汽车和医疗等行业。
1.机械制造机械制造行业对材料表面的硬度、韧度、磨损和腐蚀等性能要求较高，因此该行业广泛应用材料表面改性技术。
例如，机械制造行业中广泛使用的是喷涂技术，可以增强机械零件的耐磨性和耐蚀性。
2.电子电子行业应用材料表面改性技术主要是为降低材料表面的电阻和电噪声等。
例如，利用电沉积技术封闭材料表面的孔洞，可以提高材料的绝缘性和降低电噪声。
材料表面工程技术的研究与应用
材料表面工程技术的研究与应用随着社会的不断发展和科技的不断进步，各行各业都对材料的性能要求越来越高。
而随着材料与科技的快速发展，材料的表面工程技术也得到了广泛的应用。
材料表面工程技术主要是指对材料表面进行改良和处理，以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，从而提高材料的使用寿命以及降低整体使用成本。
一、材料表面工程技术的种类材料表面工程技术包括各种方法，比如离子注入、化学沉积、物理气相沉积、溅射、电解沉积和喷涂等物理和化学处理方式。
不同的材料和不同的表面条件需要不同的处理方法。
比如，喷涂是可以用于大面积区域处理的方法，可以增加防护层来提高材料的耐用性;电解沉积则可以用于小尺寸和具有高精度的细节部分。
二、材料表面工程技术的应用材料表面工程技术应用广泛，主要应用于以下几个领域：1.航空航天领域在航空航天领域，材料的耐用性和抗氧化性是非常重要的。
许多航空航天组件要经常受到高速飞行、极端温度和压力等环境的考验，因此对材料的表面处理成为重中之重。
材料表面工程技术有助于增加组件的寿命和可靠性。
2.汽车工业在汽车工业中，汽车零部件的表面处理也非常重要。
因为汽车结构复杂，需要各种不同种类的组件。
同时，汽车也需要经受各种极端环境的考验，如沿海地区的腐蚀、高温和低温等。
因此，汽车零部件的表面处理无论是在机械方面还是在外观上都有很多要求。
3.化工领域在化工领域，物料需要在高温、高压和高腐蚀环境下工作。
因此，对设备表面的保护也非常重要。
表面工程技术可以帮助化学工艺设备抵御腐蚀，提高设备的使用寿命。
三、材料表面工程技术的未来未来的研究和发展趋势指向更高效和可持续的材料表面处理。
未来的目标是将成本和性能进行均衡，从而使表面工程成为更实用的处理方式。
为此，表面工程材料的发展趋势主要体现在以下方面：1.发展更环保的工艺随着环保意识的提高，未来的表面处理工艺要尽可能减少化学废物的排放，减少对环境的损害。
未来或许可以采用更环保、更可持续的方法。
材料表面处理技术的现状和应用
材料表面处理技术的现状和应用随着人们对材料科学的不断研究和深入了解，材料的表面处理技术也在不断发展和完善。
表面处理技术是指对材料表面进行一定的工艺处理，以提高材料的性能、增强材料的抗腐蚀性、延长材料的寿命等多种功能。
本篇文章将就材料表面处理技术的现状和应用进行探讨。
一、电化学表面处理技术电化学表面处理技术是指利用电化学反应对金属表面进行处理的一种技术。
这种技术不仅可以提高材料的表面硬度，还可以增强材料的耐腐蚀性和降低材料的磨损率。
在工程领域，这种技术被广泛应用于钢材的电镀和电解处理过程中，可以生成稳定的金属氧化物膜，增加材料的耐蚀能力。
二、紫外辐射表面处理技术紫外辐射表面处理技术是一种利用紫外辐射对材料表面进行处理的一种技术。
这种技术主要应用于高分子材料的表面处理中。
紫外辐射可以使高分子表面产生交联反应，从而使材料的附着力和硬度得到提高，同时还可以增加材料的表面能，提高表面润湿性。
三、激光表面处理技术激光表面处理技术是指通过激光的聚焦和能量效应来改变材料表面的物理和化学性质。
这种技术不仅可以提高材料表面的机械性能和硬度，还可以增加材料表面的耐热性和耐腐蚀性。
在实际应用中，激光表面处理技术被广泛用于精密机械、电子元器件等领域。
四、表面涂覆技术表面涂覆技术是指将一层或多层材料涂覆在材料表面上的一种技术。
这种技术不仅可以改变材料表面的颜色、亮度和纹理，还可以提高材料的防腐性能和耐磨性能。
在工程领域中，表面涂覆技术被广泛应用于汽车、航空航天、纸品等多个领域。
五、表面喷砂技术表面喷砂技术是一种利用高速喷射出的硬度颗粒对材料表面进行处理的一种技术。
这种技术可以改善材料表面的光洁度和表面粗糙度，从而增强材料的表面附着力和耐腐蚀性。
在实际应用中，表面喷砂技术被广泛用于钢材、铝材等材料的表面处理过程中。
六、表面脉冲喷涂技术表面脉冲喷涂技术是指一种高速脉冲喷射出的冷态等离子体对材料表面进行处理的一种技术。
这种技术可以增加材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
材料表面处理工艺
实物案例
2.1 机械抛光
定义：机械抛光是依靠非常细小的抛光粉的磨 削、滚压作用除去试样磨面上的极薄一层金属 抛光常常用于增强产品的外观 防止仪器的污 染 除去氧化创建一个反射表面，或防止腐蚀 的管道。
流程
优点
粗抛
零件的整平性好
是用硬轮对经过或未经过磨光的表面 光亮度高
进行抛光,它对基材有一定的磨削作用, 属于精加工
IMF 大致与IML相同但主要用于在IML的 基础上做3D处理 IMR 重点在于胶料上的离型层
产品表面薄膜去掉，只留下油墨在 产品表面
研发时间短 设计灵活 成本较低 安全环保
装饰图案内 藏，永不磨 损
高抗刮性和 透光性
高度集成， 快速装配 应用领域广
优点
缺点
耐划伤、抗 前期周期长
腐蚀性强
易产生胶片
使用寿命长 脱落、扭曲
类别
特点
空气喷涂 无空气喷涂 静电喷涂
大流量低压力雾 化喷涂 热喷涂 自动喷涂
材料不受限制 涂层材料极为广泛 温升小 不产生应力和变形 操作工艺灵活方便 涂层性能多种多样
优点
喷涂作业生产效 率高 适用于手工及自 动化生产 应用领域广泛 喷涂速度快 手感光滑细腻 漆膜最终效果好 膜质较厚
缺点
漆雾高度分散 既污染环境 不利于人体健康 浪费涂料
能去除粗的磨痕
效率高投入少
中抛
比较适合加工简
是用较硬的抛光轮对经过粗抛的表面 单件 中、小产品
作进一步的加工
它可除去粗抛留下的划痕,产生中等光
亮的表面
精抛
是抛光的最后工序,用软轮抛光获得镜
面般的光亮表面,它对基本材料的磨削
作用最小.
缺点
人工要求高 劳动强度大 污染严重 影响工人健康 能源消耗高 光泽保持时间不 长,发闷、生锈
材料表面处理技术
材料的表面处理工艺1．表面被覆定义：表面被覆是指一种在原有材料表面堆积新物质的技术，其目的是使原材料更有耐蚀性、色彩性或赋予原材料其它的表面功能。
依据被覆材料和被覆方式的不同，表面被覆处理有镀层被覆、涂层被覆、搪瓷和景泰蓝表面被覆处理层是一种膜，如涂层或镀层覆盖首饰表面的处理过程，是一种重要的金属表面处理工艺。
依据于被覆材料和被覆处理方式的不同，表面被覆处理有镀层被覆（电镀、阳极氧化着色、熔射镀、蒸发沉积镀和气相镀等），有以涂装为主体的有机涂层被覆，还有以陶瓷为主体的搪瓷和景泰蓝等被覆。
1>镀层被覆塑料制品的表面处理主要包括涂层被覆处理和镀层被覆处理。
一般塑料的结晶度较大，极性较小或无极性，表面能低，这会影响涂层被覆的附着力。
由于塑料是一种不导电的绝缘体，因此不能按一股电镀工艺规范直接在塑料表面进行镀层被覆，所以在表面处理之前，应进行必要的前处理，以提高涂层被覆的结合力和为镀层被覆提供具有良好结合力的导电底层。
镀层被覆能在首饰表面形成具有金属特性的镀层，将金属表面转变成金属氧化物或者无机盐覆盖膜，这是一种较典型的表面被覆处理工艺。
镀层被覆不仅可以提高金属的耐蚀性和耐磨性，并能改变金属表面的颜色、硬度、平滑感、光泽感和肌理感，因此能保护和美化首饰。
按镀层的表面状态可分成镜面镀层和粗面镀层两类，或分为有光镀层、半光镀层和无光镀层。
镀层被覆处理的缺点是镀层的色彩单调，并对制品的大小和形状有所限制。
镀层被覆的方法有电镀、化学镀、熔射镀、真空蒸发沉积镀、气相镀等，还有特殊方法——刷镀法和摩擦镀银法。
随着首饰材料的多样化和对镀层功能的要求，发展了合金镀、多层镀和复合镀及功能镀等方法2>涂层被覆在首饰表面形成以有机物为主体的涂层，即涂层被覆，这是一种简单而又经济可行的表处理方法，在工业上通常称为涂装。
涂层被覆的目的有三个，一是提高首饰的耐久性；二是将首饰的表面转变成涂层所具有的色彩、光泽和肌理；三是赋予制品隔热、绝缘、耐水、耐药品和耐腐蚀等性能。
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。
材料表面处理技术的研究及应用
材料表面处理技术的研究及应用一、背景介绍：材料表面处理技术在现代工业生产中的重要性材料表面处理是指通过化学、物理或机械手段对材料表面进行改变，以达到所需的功能和效果。
在现代工业生产中，材料表面处理技术具有非常重要的地位，其应用范围包括但不限于汽车、航空、电子、建筑等各个领域。
如何有效地研究和应用好这些技术已成为相关领域研究人员的重要任务。
二、常见的材料表面处理技术及其原理1.化学氧化处理化学氧化处理是指使用氧化剂在材料表面进行氧化反应。
目的是提高产品的外观质量，防腐、防锈、耐腐蚀能力等。
其原理是将含有氧化剂的液体浸泡在材料表面进行反应，使得表面生成一层致密的氧化膜，从而保护材料。
2.电化学表面处理电化学表面处理指利用电化学原理，通过电解、阳极氧化、阴极保护等方式实现对材料表面的处理。
其原理是利用电化学反应，使得材料表面发生化学变化。
通俗点来讲，就是将金属材料浸泡在电解质溶液中，然后通过电流的作用，使得表面发生氧化还原反应，从而形成一层具有特定结构和性质的表面处理层。
3.表面镀覆技术表面镀覆技术是指通过将金属或非金属材料镀覆在基材表面，从而形成一层保护层或者改性层的处理技术。
其原理是将镀层材料在镀液中进行电沉积，从而覆盖在基材表面。
镀层可以起到防腐、提高硬度、外观美化等多种作用。
三、典型应用案例1.汽车制造汽车表面处理是一个非常重要的领域。
它不仅可以提高汽车表面质量，防腐、防锈，更可以提高汽车的耐久性、降低零部件的损耗。
在汽车表面处理方面，化学氧化和电化学表面处理技术应用较为广泛。
通过对铝、镁、钢等材料表面的处理，可以显著提高其耐腐蚀、表面硬度、外观质量等特性。
2.建筑领域建筑领域应用表面处理技术主要是针对装修材料和建筑材料。
通过对比建筑原材料和加工过的建筑材料的外观和性能，我们发现表面处理可以大大提升建筑材料的性能和美感。
例如在天然石材材料表面处理过程中，可以使其具有防水、抗污染等性能。
3.电子行业在电子行业，表面处理主要是为了保护电子零部件，提高其功能和寿命。
材料表面技术
电镀应用
§2 电镀和化学镀
（8）耐蚀镀： ①镀Zn，如镀Zn钢板；还可电镀Zn合金，如Zn-Ni（13％）， Ni4Zn3金属间化合物。 ②镀Sn，美丽的光泽，对含果实类耐有机酸耐蚀能力很好，对 Sn的钎焊性能好，用于食品罐头盒、无线电接插件及引线等 元件。 ③镀Ni，常存在孔隙，需多层电镀，用于汽车、仪表等。 ④镀Cu，用于多层电镀的底层或中间层。 ⑤镀Mn，用于海水中混凝土钢筋。
材料表面技术§1 材料表面技术述§2 电镀和化学镀§3 化学转化膜技术
§4 表面涂敷技术 §5 气相沉积技术 §6 高能束表面技术简介
§1 材料表面技术概述
表面工程是利用物理的、化学的、物理化学的以及机械 的等工艺方法，使工件表面获得可要求的成分、组织和性能， 以提高产量质量的工程。始于20世纪80年代 。 主要包括： （1）热处理，表面淬火、化学热处理等，以提高表面强度、硬度、
（10）复合镀：在金属基体上分布一些高硬度氧化物、碳化物 质点，常以Ni、Co为主体金属，如化学镀Ni-P、Ni-B为主体 金属，分散硬颗粒是SiC等，Ni-P-SiC复合镀层的耐磨性比镀 Ni层高70％，已用于汽车发动机。
电镀应用
硬币的设计
§2 电镀和化学镀
第五套人民币硬币 1元硬币 白铜、钢芯镀镍 5角硬币 黄铜、钢芯镀铜 1角硬币 不锈钢
电镀实验演示视频
电镀生产实例视频 1 2
电镀应用
§2 电镀和化学镀
（1）镀Mo显著提高发动机QT缸体的耐磨性。 （2）汽油机铸铝活塞裙部外表面镀Sn。 （3）活塞环用合金ZT，第一道环镀Cr，第二道环镀Sn或P化。 （4）拉伸钢质零件，毛坯表面需镀Cu或P化，使毛坯表面形成 一层隔离层，能储存润滑剂，具有自润性能。 （5）电镀黄铜（仿金电镀），如Cu-Zn、Sn-Cu-Zn，可能到 18K～24K黄颜色仿金电镀层，可用于：灯饰、日用五金制品；汽 车轮胎子午线钢丝的电镀，提高橡胶与钢丝的结合强度；节约Au， 在镀Au前先镀黄铜。 （6）减摩镀—轴承电镀，电镀软金属如Sn、Pb、In等，在摩擦 表面上改善磨合性能。
材料学中的材料表面改性技术
材料学中的材料表面改性技术引言材料表面改性技术是材料学中的重要研究领域，它涉及到对材料表面性能的调控和改善，从而提高材料的功能和应用范围。
本文将以材料学中的材料表面改性技术为主题，探讨其原理、分类和应用，并介绍一些典型的表面改性技术。
一、表面改性技术的原理材料的性能往往受到其表面的影响，因此改善材料表面的性能是提高整体材料性能的有效途径。
表面改性技术的原理主要包括两个方面：一是通过改变表面化学成分实现性能的改善，二是通过改变表面形貌和结构实现性能的改善。
1. 改变表面化学成分表面化学成分的改变是表面改性技术中常用的手段之一。
通过在材料表面引入新的元素或化合物，可以改变表面的化学性质，从而改善材料的耐腐蚀性、抗氧化性等性能。
例如，通过在金属表面形成氧化膜或硝化层，可以提高材料的耐腐蚀性能；通过在聚合物表面引入亲水基团，可以提高材料的润湿性能。
2. 改变表面形貌和结构表面形貌和结构的改变是表面改性技术中另一个重要的手段。
通过改变表面的形貌和结构，可以调控材料的摩擦性能、光学性能等。
例如，通过表面微纳米结构的设计和制备，可以实现超疏水表面或超亲水表面的构建，从而具有自清洁、自润湿等特殊性能。
二、表面改性技术的分类表面改性技术根据其作用机制和实现方式的不同，可以分为物理方法和化学方法两大类。
1. 物理方法物理方法是通过物理手段对材料表面进行改性的技术。
常见的物理方法包括激光处理、等离子体处理、溅射沉积等。
这些方法主要通过改变表面形貌和结构来实现性能的改善。
例如，激光处理可以通过局部加热和熔融来改变材料的表面形貌和结构，从而提高材料的硬度和耐磨性。
2. 化学方法化学方法是通过在材料表面引入新的化学成分来改性的技术。
常见的化学方法包括化学气相沉积、溶胶-凝胶法、离子注入等。
这些方法主要通过改变表面化学成分来实现性能的改善。
例如，化学气相沉积可以在材料表面形成薄膜，从而改变材料的表面化学性质和光学性能。
三、表面改性技术的应用表面改性技术在材料学中有着广泛的应用。
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。
材料科学中的材料表面处理技术及应用
材料科学中的材料表面处理技术及应用材料表面处理是一种将表面组织和性能改变为所需的形式和组成的技术，它在现代材料科学中具有非常重要的应用。
随着科技的进步和人们对材料表面功能的要求越来越高，材料表面处理技术也逐渐得到了广泛的应用。
一、表面处理的目的和分类材料表面处理的主要目的是改善材料表面的物理和化学性质，增加其表面粗糙度和表面能量，特别是增加性能、提高使用寿命以及减少材料的磨损和腐蚀等问题。
根据处理手段的不同，表面处理可以分为物理方法和化学方法两类。
1. 物理方法物理方法是指利用物理手段来改善材料表面物理性质的处理方法。
例如：机械拋光、化学机械抛光、激光加工、等离子体喷涂、磁控溅射、电子束加工等。
a、机械拋光：机械拋光是通过机械切削和磨削，使物体表面形成一定粗糙度和平整度的处理方法之一。
b、化学机械抛光：化学机械抛光是一种将化学腐蚀和机械磨光相结合的表面处理方法。
该方法对于精度要求较高的设备或构件，效果非常好。
c、等离子体喷涂：等离子体喷涂是一种利用等离子体喷涂机器设备把高温等离子体喷射到材料表面，从而使材料表面产生一定的变化和获得新的性能。
2. 化学方法化学表面处理是为了改变材料表面的化学性质的处理方法。
例如：薄膜涂覆、化学变色、防腐蚀处理、电化学氧化等。
a、薄膜涂覆：薄膜涂层技术是基于一定的化学反应来实现表面涂层的表面处理方法。
b、化学变色：化学变色是利用化学反应使某些金属在表面形成一定颜色的方法。
钛、钢材等都可以通过化学变色的方法实现装饰、防腐蚀等目的。
二、表面处理在材料科学中的应用材料表面处理技术在现代工艺中，是非常重要的一个环节。
它可以对大量材料进行表面加工，这些工艺的结果，往往能够显著地提高材料的使用性能。
1. 表面涂层表面涂层是目前广泛应用的表面处理技术之一。
这种技术基本上可以适用于任何材料，包括金属、陶器、玻璃、塑料等各种材料。
表面涂层适用于一些场合，例如：延长使用寿命、装饰环境、优化机械性能等。
材料表面处理技术与其应用
材料表面处理技术与其应用毫无疑问，材料表面处理是一项广泛应用的技术，它涉及到很多领域，如航空航天、医疗器械、汽车制造、电子设备等。
其作用是将材料表面进行改性或改善，以提高其性能与功能，并满足特定需求。
材料表面处理技术一直以来都是一个热门话题。
针对各个领域的具体需求，科学家们不断研发先进的材料表面处理技术，在大大提升材料性能的同时，也对众多行业产生了深远的影响。
一、材料表面处理技术1. 离子注入技术离子注入技术是一种利用离子轰击材料表面，在表面改变化学状态的技术。
其主要原理是将高能离子注入至表面层，形成新的化合物、晶体或化学键，从而改变表面性质。
此技术常常被用于硬质薄膜、光学及电子学器件的制造等领域。
2. 等离子体表面处理技术等离子体表面处理技术是一种利用高温等离子体生成的各类化学物质来加工材料表面的技术。
其主要目的是改善材料表面的特性，如硬度、润滑性、耐磨性、腐蚀抗性等。
在医疗器械和工业制造领域，等离子体表面处理技术的应用越来越广泛。
3. 金属渗出技术金属渗出技术是一种利用化学反应的方式将金属元素渗入到材料表面，从而形成新的化合物。
这一技术常常被用于生产高性能合金，以及改进材料的耐磨度、耐蚀性和抗氧化性等方面。
现在，金属渗出技术已经成为了一种备受欢迎的表面处理方法。
二、材料表面处理技术的应用1. 航空航天在航天航空领域，较为普遍的应用有高温渗镀技术和湿化学转移涂层技术。
前者能够增加发动机的使用寿命，后者则能够延长机翼的使用寿命。
另外，在海外也有使用等离子喷涂技术用于制造引擎部件来提供更高的强度、更高的耐热性、更高的可靠性等特性。
2. 医疗器械在医疗器械行业中，表面处理技术已经成为了必要的一环，以帮助制造出性能更加优越、安全可靠的产品。
这些技术涉及到镀金、镀银、表面涂层等方法，这些都无不增加了医疗器械的抗菌性能和生物相容性。
3. 汽车制造对于汽车行业而言，金属渗出技术是一种被广泛应用的方法。
它可以增强汽车零部件的耐热、耐腐蚀性能，从而提升汽车的使用寿命。
材料学中的表面处理技术
材料学中的表面处理技术材料学是研究物质性质和结构的学科，而表面处理技术则是材料学中的一个重要分支。
表面处理技术可以改善材料的性能和功能，提高其使用寿命和适应性。
本文将介绍几种常见的表面处理技术，并探讨其在材料学领域中的应用。
一、电化学沉积电化学沉积是一种利用电流在材料表面上沉积金属或合金的技术。
通过电化学沉积，可以在材料表面形成一层均匀、致密的金属膜，从而改善材料的导电性、耐腐蚀性和抗磨损性。
电化学沉积技术广泛应用于电子器件、汽车制造和航空航天等领域。
二、化学气相沉积化学气相沉积是一种利用气体化学反应在材料表面上沉积薄膜的技术。
通过控制气体反应条件和材料表面温度，可以在材料表面形成一层具有特定功能的薄膜，如防腐蚀膜、防反射膜和导热膜等。
化学气相沉积技术在光电子器件、太阳能电池和涂料行业中得到广泛应用。
三、等离子体处理等离子体处理是一种利用高能离子束对材料表面进行处理的技术。
等离子体处理可以改变材料表面的化学组成和晶体结构，从而提高材料的硬度、耐磨性和附着力。
等离子体处理技术在半导体制造、航空航天和医疗器械等领域中有着重要的应用。
四、热处理热处理是一种利用高温对材料进行处理的技术。
通过热处理，可以改变材料的晶体结构和力学性能，提高材料的强度、韧性和耐热性。
热处理技术广泛应用于金属材料的制备和加工过程中。
五、化学处理化学处理是一种利用化学物质对材料进行表面处理的技术。
通过化学处理，可以改变材料表面的化学性质和结构，提高材料的耐腐蚀性、抗氧化性和附着力。
化学处理技术在金属材料、陶瓷材料和聚合物材料的制备和加工过程中起着重要作用。
六、纳米材料修饰纳米材料修饰是一种利用纳米颗粒对材料表面进行修饰的技术。
通过纳米材料的修饰，可以改变材料的表面形态和性能，提高材料的导电性、光学性能和生物相容性。
纳米材料修饰技术在纳米电子器件、生物传感器和医疗材料等领域中有着广泛的应用。
总结起来，表面处理技术在材料学中具有重要的地位和应用价值。
材料表面工程技术及其应用发展
材料表面工程技术及其应用发展材料表面工程技术是一种针对材料表面进行改性的工艺方法，是将表面物理化学效应作为主要手段，通过材料表面的改性，使之具有所需的物理化学性能，并能够在一定的应用领域内寻找到具体应用。
随着工业发展，新型材料和新工艺的发展，在材料表面工程技术领域又出现了一些新的进展和发展。
这些新技术不仅能够改善材料表面的性能，而且还能降低加工成本、提高生产效率、延长产品寿命等诸多优点。
本文将从材料的基本表面工程技术和新型表面工程技术两个方面入手，探讨材料表面工程技术的应用发展现状及其未来发展趋势。
一、材料基本表面工程技术材料表面工程技术有着悠久的历史，其中最基本的工艺方法就是表面处理。
表面处理技术主要分为化学方法和物理方法两种，它们都可以提高材料表面的性能，以适应所需的特殊应用。
1. 化学方法化学方法是利用化学反应的原理，将一种材料的表面改变成另一种具有良好性能的物质。
工艺技术包括酸碱蚀刻、镀层、硅化等多个步骤，常见的有以下几种：（1）镀层技术。
镀层技术是在材料表面沉积一层具有特定性质的金属或合金，以提高它的耐腐蚀性、导电性、机械性等性能。
（2）合金化技术。
合金化技术是指通过某种方法，将一种单一金属与另一种非金属物质混合起来，形成一种新的化合物，以提高材料的密实度、耐腐蚀性、硬度、抗磨损等性能。
（3）氧化技术。
氧化技术是将材料表面经过氧化处理，形成一层氧化膜，以提高材料的氧化稳定性、机械强度、电学性能等。
2. 物理方法物理方法是利用材料表面的物理化学性质，通过物理手段达到改性的目的。
物理方法工艺技术包括机械加工、薄膜技术、沉积技术等，常见的有以下几种：（1）机械加工技术。
机械加工技术是指在材料表面切削、磨削、拋光等加工过程中，使其表面得到平坦、光滑、无毛刺的效果。
它可以提高材料的机械强度、表面光泽度、耐磨性等性能。
（2）热喷涂技术。
热喷涂技术是指将一种或多种材料加热至高温状态，喷出来的材料在表面冷凝形成一层膜，膜与基体结合强度高，不易脱落，可提高材料的耐磨、耐腐蚀等性能。
材料表面处理技术
2. 化学镀镍工艺的控制
（1）镀液温度：50℃ 以上。 （2）镀液pH值：对化学镀镍过程产生重大影响。 （3）装载比：零件的施镀面积与镀液体积之比，用dm2/L表示。 （4）镀液的老化 ：化学镀镍过程中，镍盐和次磷酸盐将逐渐消耗。 （5）镀液的搅拌与过滤：保证镀液及温度的均匀。 （6）镀后热处理：提高化学镀镍层的硬度。
8.5.2 光化学蚀刻技术
定义：化学蚀刻技术与光刻技术结合在一起使用的技术．
主要工艺过程：
8.5.３ 阳极氧化与化学蚀刻的综合训练
（1）选取材料； （2）前处理： a）脱脂除油；b）清洗； c）出光；d）清洗 （3）阳极氧化； （4）清洗； （5）着色； （6）清洗。 （7）封闭及干燥。 （8）上蜡。 （9）描图。 （10）雕刻。 （11）腐蚀。 （12）清洗。 （13）除蜡。
8.3 铝及铝合金的阳极氧化处理
阳极氧化：
在适当的电解质溶液中，将要处理的金 属作为阳极，在外电流的作用下，使其 表面生成氧化膜的过程。
8.3.1 阳极氧化膜的形成机理
进行阳极氧化时，在阳极发生下列反应： H2O - 2e → [O] + 2H+ 2Al + 3[O] → Al2O3 在阴极发生氢离子的还原反应： 2H+ + 2e → H2↑ 酸对生成的氧化膜进行化学溶解： Al2O3 + 6H+ →2Al3+ + 3H2O
8.2.3 化学镀镍溶液的配制
1. 按需配制镀液的体积进行计算，称量出各种化学药品。 2. 用适量热水并在不断搅拌下溶解镍盐。 3. 将络合剂及其他添加剂也用热水溶解，再将镍盐溶液在搅 拌条件倒入其中，混合均匀。 4. 将另配制的次磷酸钠在搅拌下加入到镍盐及络合剂溶液中。 上述溶液的配制用水量应为总体积的3/4左右。 5. 用稀碱溶液调整pH值，稀释至规定体积。 6. 必要时溶液进行过滤，便可使用。
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1.
2.测量阴极极化曲线可以用恒电流法，也可以用恒电位法。测出阴极极化电流密度和与之对 2
应的阴极极化电流的数值，在Ei坐标系或Elgi坐标系中将其关系表示出来，就得到阴极极化曲线。
3.提高阴极电流密度。
络合剂和添加剂的使用。
5.如何使组成合金的两种或两种以上的金属在阴极电位下共同析出？为什么标准电位相差较大的金属离子的合金电镀不能完全采用调整金属离子浓度的方法进行？
1.要使各组分金属共同析出，阴极电位必须降低到各组分金属的析出电位以下。（两种金属析出电位相近）
2.如果相差太大，析出电位较正的金属将优先沉积，甚至完全排斥析出电位较负金属的沉积。
弱浸蚀前最好先进行一次电化学除油。
表整永远是最后一道工序。
绝不能把酸性物质带入氰化电镀液中，会产生氢氰酸（剧毒）。
4.
4.如何能使镀层金属离子发生还原反应，沉积出金属？
要使电极反应成为还原反应，必须使其发生阴极极化，向工件通入阴极电流，只有当阴极电位EC<E析，（金属的析出电位）这种金属才有可能在阴极表面沉积出来。
6.在浓差极化控制下电镀，镀层质量往往不能符合要求。为什么？为什么金属离子的还原反应的过电位大才能形成结晶细致的镀层？
1. 浓差极化是是由于溶液中的物质扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化。若扩散速度很慢，则扩散到电极表面的反应粒子立即发生反应，从而使电极表面附近反应粒子浓度为零，这时浓差极化叫做完全浓差极化，这时电极上的电流密度出现最大值，叫做极限电流密度。
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影﹑树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。
厚度：电镀层厚度的测量方法有破坏检测法与非破坏检测法两大类。其中破坏检测法有点滴法液流法﹑溶解法﹑电量法和金相显微法等;非破坏检测法有磁性法﹑光切显微镜法等。 结合力：(一)弯曲试验覆盖能力和整平能力的测试方法。分析影响电解液分散能力的因素？
1.分散能力：Haring槽实验法，弯曲阴极法。
覆盖能力：内孔法，凹穴法，直角阴极法。
整平能力：旋转圆盘电极法，旋转铜丝电镀法。
2.电化学因素，主要包括电解液的导电性，阴极反应的极化性能，电镀工艺参数等。 几何因素，包括阴极和阳极的形状及其排布，镀槽形状，尺寸，相对位置等。
1.为了后期的镀层工艺更加顺利和良好的进行。
2.整平（磨光，抛光等），除油（电解，化学等），浸蚀（浸在酸中），表整（表面调整，表面活化（酸，浸蚀）等）
3.强浸蚀前应先除油。
工件表面矿物油，磨光膏等过多时，应先有机溶剂除油，再利用化学或电解补充除油。 应重视水洗。
酸洗液的不同浓度，温度，种类对钢铁件有不同的浸蚀作用。
《材料表面技术》复习纲要
常见问题
1.机械磨光和机械抛光作用有何不同?
磨光会消耗被磨材料，抛光不会消耗被抛材料。
磨光是除去宏观缺陷，抛光只是提高表面光洁度，微观缺陷。
抛光的光亮度比磨光更高更亮。
2.总结除油（有机溶剂除油、化学除油、水基清洗剂除油、电解除油）的基本配方和特点，为什么电解除油速度比化学除油快？
内应力：幻灯投影法﹑电阻应变仪法﹑螺旋收缩仪法﹑X射线衍射法等多种。
耐蚀性：腐蚀试验可根据实际工况条件对镀层样品进行浸泡试验，然后根据表面状态与失重进行评定。
孔隙率：1.贴滤纸法：将浸有测试溶液的润湿纸贴于经预处理的被测试闰上，滤纸上的试液渗入孔隙中与中间镀层或基体金属作用，生成具有物征颜色的斑点在滤纸上显示。然后以滤纸上有色斑色的多少来评定镀层孔隙率。
电解除油：
配方：氢氧化钠，碳酸钠等
特点：电解除油速度比化学除油快得多，除油彻底。
答：电解除油主要通过镀件表面电解产生的氢气，氧气剥离作用，再加上除油剂的辅助效果达到除油效果。而化学除油主要依靠除油剂除油。
3.工件进行镀前预处理的作用是什么？有哪些镀前预处理工序，在生产过程中应该怎样使用？预处理工艺流程的一般原则。电镀的一般预处理工艺流程。
10.附加盐、添加剂等在电解液中的作用。
附加盐：
增加溶液的导电性。
提高阴极极化作用。
扩大阴极电流密度范围。
促进阳极溶解。
防止金属盐水解。
缓冲作用。
添加剂：
11.镀层外观、厚度、结合力、内应力、耐蚀性、孔隙率、硬度、脆性等性能的检测方法。
外观：目力观察，是否有针孔，麻点，起瘤﹑起皮﹑起泡﹑脱落﹑阴阳面﹑斑点﹑烧焦﹑暗
9.单盐电解液和络盐电解液的各自特性、优缺点及适用范围。为什么络盐电解液电流效率比单盐电解液低？
1.单盐：成分简单，成本较低。
阴极电流效率很高。
废水处理简单。
可以利用较大的阴极电流密度。
络盐：
阴极极化性能强，而且主要表现为电化学极化，所以镀层结晶细致，镀液分散能力好。
2.由于阴极还原反应的平衡电位降低，副反应速度比较大，故电流效率比单盐电解液低。
有机溶剂除油：
配方：有机烃类，有机氯化烃类
特点：有机溶剂适应性宽，无论动物性，植物性，矿物油都可以溶解。
除油速度快。
除油难以彻底，故多用于油污严重的工件。
化学除油：
配方：碱性溶液加乳化剂
特点：设备简单，操作容易，成本低，无毒也不会燃，但需要加热。
水基清洗剂：
配方：表面活性剂的水溶液
特点：与化学除油相比，减少了加热的能源消耗，与溶剂除油相比避免了燃料消耗。 无毒，无刺激性气味，改善劳动条件。
2.涂膏法：将含有相应试液的膏状物涂覆于被测试样上，通过泥膏中的试液渗入镀层孔隙与基体金属或中间镀层作用，生成具有特征颜色的斑点，要据此斑点来评定镀层的孔隙率。
3.浸渍法：将试样浸于相应试液中，通过试液渗入镀层孔隙与基体金属或中间镀层作用，在镀层表面产生有色斑点，然后检查镀层表面有色斑点多少来评定镀层的孔隙率。本法适用于检验钢铁﹑铜或铜合金和铝合金基体表面的阴极性镀层的孔隙率。
只有在高电流密度下浓差极化才占据主导地位。这时整个电极过程的速度被浓差极化控制着，使得阴极附近金属离子严重缺乏，造成氢气析出，导致阴极附近PH值上升，产生一些金属氢氧化物或碱式盐，他们以胶体的状态吸附在电极表面上，并夹杂在镀层中，形成空洞、麻点、疏松、烧焦等。
2.这是因为细小的晶粒只有在比平衡电位负的电位下才是稳定的。过电位的绝对值愈大，晶核愈容易形成，晶核尺寸愈小，愈有利于形成大量细小晶粒。