现代表面技术

•随着经济和科技的迅速发展，对产 品抵御环境的能力和可靠性提出更高 的要求。许多产品的性能取决于表面 特性和状态。
应用表面技术，可以降低经济成本 生产优质产品，也可在更宽广的领 域生产新材料和新器件。
三. 表面工程学的开创
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。
四、表面预处理新技术 1.超声波清洗 (1)定义：频率高于16kHz的高频声波，常用范围16-24kHz。超 声波清洗以纵波推动清洗液，使液体产生无数微小的真空泡， 当气泡受压爆破时，产生强大的冲击波对油污层进行冲刷，以 及由于气蚀引起的激烈的局部搅拌。 超声波反射引起的声压对液体也有搅拌作用。 超声波在液体中还具有加速溶解和乳化作用等。 (2)清洗效果：取决于清洗液、清洗方式、清洗温度与时间、超 声波频率、清洗件的数量和复杂程度 (3)清洗液：有机溶剂、碱液、水剂清洗液
第二章 金属表面预处理及净化 一、定义 表面预处理---表面加工前，对材料表面进行的机械、化学 或电化学处理，使表面呈净化、粗化或钝化状，以便进行 后续表面处理的过程。 又称表面制备或表面调整。 二、处理目的 1. 除去材料表面附着的油污、锈蚀产物、氧化物等异物； 2. 除去毛刺、飞边，调整精整程度不适当等； 3. 增加覆层与基材的结合力，提高表层质量。
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。
在短短的时间内，表面工程学 就在国际上得到巨大的反响。
我国对表面工程学的兴起作出了快 速反应，1987年中国机械工程学会表面 工程研究所在北京成立。
表面工程已被我国列为2010年长 远发展规划项目。
二. 表面工程的现实意义
材料表面失效是零件失效主要原因，带来 惊人的破坏和损失。例如仅腐蚀一项年损 失就超过水灾、火灾、地震和台风飓风加 上恐怖分子所造成损失的总和。
表面工程是抗磨损,抗腐蚀的最积极手段, 通过表面强化,防护来提高零件的使用寿命,减 少维护费用和资源耗散.
4.表面加工技术：
在材料微观区域内(<100um)进行各种形状和尺寸的精密加 工，使其成为具有各种功能的元器件，如能够在单晶硅表 面制作大规模集成电路的光刻技术，离子刻蚀技术等。
5.表面分析和性能检测技术
表面分析：分析材料表面的形貌、成分和组织结构，指从 几个原子层的物理表面到纳米微米毫米数量级的整个材料 表面改性层或涂层 表面性能检测：表面质量，表面层厚度，表面层与基体的 结合状态，表面层的力学、物理和化学性能。 材料的大部分分析检测方法均可以应用在表面工程方面
第一章 前言
一、表面技术的发明 二、表面工程的现实意义 三、现代表面பைடு நூலகம்术的开创 四、表面工程学的定义 五、本课程的主要学习内容
第二章 金属表面预处理及净化（课下自学） 第三章 电镀和化学镀技术---化学镀
一、表面技术的发明 最早的表面技术发明，恐怕要 追溯到远古人树叶加身以抵御
大自前然风沙言雨雪侵蚀的创举。
人类很早就掌握了表面技术为 自己的生存和发展服务。
这一发明一直被沿 用至今，只不过现代布 料已经代替了远古树叶， 这就是文明。
在漫长的文明发 展历史长河中，中国 人为发展表面技术作 出了卓越的贡献。典 型的例子有：
他们发明的意义不仅仅是宝剑 本身，而是用生命谱写了一曲 壮丽的表面渗碳的赞歌，因而 受到后人的敬仰！
1988年全国首届表面工程现状与未来 发展研讨会召开，同年创办了《中国表面 工程》杂志。
根据统计，从第六个国家五 年计划以来，通过在机械制造和 维修领域推广应用表面工程，取 得的经济效益达几百亿元。
四、表面工程学定义： 表面工程技术是为满足特定的工程需求，使材 料或零部件表面具有特殊成分、结构和性能的 物理、化学方法和工艺。 表面工程是多学科交叉，综合，复合系统为特 色，逐步发展的新兴学科，以“表面” “界面” 为研究核心。 涉及几乎所有工程材料：金属，陶瓷，半导体， 高分子，各类复合材料。
现代，中国神舟5 号宇宙飞船的发射成 功，也标志着中国的 表面工程技术走向太 空层次。
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。
专家预测，表面工程将成为主导21 世纪工业发展的关键技术。
三、主要章节和课时规划（暂定）： 第一章 前言，1节 第二章 金属表面预处理及净化，1节 第三章 电镀与化学镀技术，3节 第四章 转化膜与着色技术，4节 第五章 气相沉积技术，4节 第六章 表面淬火与表面形变强化技术，4节 第七章 热扩渗技术，4节 第八章 热喷涂技术，3节 第九章 高能束表面改性技术，3节 第十章 其它表面工程技术，1节 第十一章 表面分析与性能检测，4节
三、表面预处理工艺 1. 化学法 碱液清洗脱脂、有机溶剂清洗脱脂、表面活性剂清洗 脱脂、酸洗除锈 2.物理法：超声波清洗 3. 机械清理与表面精整 机械清理：机械打磨、磨粒冲击----除锈，除氧化皮、 飞边、毛刺等。
表面精整-----消除金属或者非金属制品表面粗糙 状态，使之达到一定表面粗糙度要求 工艺：抛光、磨光、滚光 滚筒精整及振动精密：将工件与磨料、水和化合 物等介质置于一容器中，利用容器的滚动、转动 或振动，使工件与介质或工件之间相互磨削，实 现精整表面。
特殊 性能树 ？？
表面工程 工艺树 ？？
五、表面工程具体工艺-----本课程内容 1.表面涂覆技术：
电镀和化学镀，转化膜与着色技术，热喷涂、堆焊与熔接， 热浸镀，气相沉积
2.表面改性技术：
喷丸强化，表面热处理，化学热处理，高能束表面改性， 离子注入表面改性
3.表面复合处理技术：
如化学热处理与电镀或者气相沉积复合
现代表面技术
一、课程特点 1.选修课 开卷考 签到 平时成绩 2.学习任务的特点：要点分散，思路集中 二、参考书籍 1.现代表面技术，郦振声，杨明安， 机械工业出版社 2.表面工程学，曾晓雁，吴懿平， 机械工业出版社 3.现代表面工程技术，姜银方，化学工业出版社 4.表面工程的理论与应用，徐滨士，国防工业出版社