表面工程重点整理最新版
地面工程知识点归纳总结
地面工程知识点归纳总结一、地面工程材料1. 沥青沥青是地面工程中常见的道路材料，其主要成分有沥青碳、沥青烃、沥青质等。
沥青主要用于路面铺设、修补和防水处理，在地面工程中具有很重要的作用。
2. 水泥水泥作为一种常见的建筑材料，在地面工程中也有着广泛的应用。
水泥主要用于混凝土的配制和铺设，可以制成各种形状和规格的地面结构。
3. 砾石砾石是地面工程中使用的一种粗骨料，通常用于混凝土和沥青路面的铺设和修补。
砾石质地坚硬，具有良好的耐磨性和承载能力。
4. 砂子砂子是地面工程中使用的一种细骨料，主要用于混凝土的配制和路面铺设。
砂子具有较好的填充性和流动性，可以提高混凝土的强度和耐久性。
5. 砖石砖石是地面工程中常见的表面装饰材料，主要用于路面铺设、广场铺装和建筑装饰。
砖石的种类繁多，颜色、形状和规格各异，可以根据设计要求进行选择和应用。
6. 钢筋钢筋是地面工程中使用的一种钢材材料，主要用于混凝土结构中的加固和增强。
钢筋具有高强度和良好的延展性，可以提高混凝土的抗拉和抗弯能力。
二、地面工程施工工艺1. 基础处理地面工程的基础处理是指在地面施工之前对地基进行处理，包括场地平整、土石方开挖、回填和压实等工作。
基础处理工作的质量直接影响着后续施工的安全和质量。
2. 路基建设路基建设是地面工程中的一个重要环节，包括路基的排水、填筑、压实、平整等工作。
良好的路基建设可以提高路面的承载能力和使用寿命。
3. 硬质路面施工硬质路面施工是指采用沥青、混凝土、砖石等材料进行路面铺设和修补的工作。
硬质路面施工需要严格控制材料配比、施工工艺和质量检测，以保证路面的平整度和耐久性。
4. 软质路面施工软质路面施工是指采用沥青混凝土、沥青砂浆、沥青面层等材料进行路面铺装和修补的工作。
软质路面施工需要注意保温、抗裂、收缩控制等问题，以确保路面的平整度和耐久性。
5. 地下管线施工地下管线施工是指在地面工程中进行管道、电缆、通信线缆等地下设施的铺设和维护工作。
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。
【精品】表面工程复习整理
1、电镀(1）定义:电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体为阴极,通过电解作用，使（2)镀液组成：镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。
主盐：是指镀液中能在阴极上沉积出来所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。
络合剂:作用在于获得络合离子,起到阴极极化作用。
附加盐:用于提高电镀液的导电性。
缓冲剂:用来稳定溶液酸碱度的物质。
阳极活化剂：提高阳极开始钝化的电流密度，保证阳极处于活化状态而能正常地溶解。
添加剂：用以改善镀层性能性质的物质。
(3）电流效率：是指实际析出物质的质量与理论计算析出物质的质量之比。
（4）分散能力:是指电镀液所具有的使金属镀层厚度均匀分布的能力。
(5）改善分散能力方法:1在电镀液中加入一定量的强电解质,2采用络合物电解液,3加入适量的添加剂,4合理安排电极的位置及距离,5使用异形电极。
(6）覆盖能力：是指电镀液所具有的使镀件的深凹处沉积上金属镀层的能力。
（7）极化:指的是有电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象。
（8)电沉积过程：液相传质，电化学反应和电结晶.液相传质的三种方式：电迁移、对流和扩散。
（9）金属共沉积的条件：两种金属中至少有一种金属能从其盐类的水溶液中沉积出来；两种金属的析出电位要十分接近。
（10）改变电位的方法：1改变镀液中金属离子的浓度;2采用络合剂；3采用适当的添加剂。
2、电刷镀(1)定义：是在被镀零件表面局部快速电沉积金属镀层的技术，其本质上是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液的电镀。
（2)优缺点：与常规电镀比，优点：1设备简单，携带方便;2工艺简单，操作简单；镀层种类多，与基材结合力强,力学性能好；4沉积速度快。
缺点：劳动强度大，消耗镀液较多，消耗阳极包缠材料。
（3)设备:直流电源、镀笔及供液、集液装置。
（4）阳极包裹的作用:1贮存刷镀用的溶液，2防止阳极与被镀件直接接触，3过滤阳极表面所溶下的石墨粒子。
表面工程整理
1、表面工程技术的概念、应用范围、发展趋势。
概念：利用各种物理的、化学的、物理化学的、电化学的、冶金的以及机械的方法和技术，使材料表面得到我们所期望的成分、组织结构和性能或绚丽多彩的外观。
应用范围：1表面技术在结构材料上的应用主要使其具有：表面防护、耐磨、强化、修复、装饰等功能2表面技术在功能材料上的应用3表面技术在人类适应、保护和优化环境方面的应用4表面技术在研究和生产新型材料中的应用发展趋势：复合表面技术、完善表面技术设计体系多种功能涂层开发新型涂层材料研究开发向自动化、智能化方向迈进固体表面特性：固体界面的特性：固体表面的结构:理想表面清洁表面吸附表面表面偏析晶体表面缺陷：点线面固体表面吸附的定义及产生原因：吸附表面有时也称界面。
它是在清洁表面上有来自体内扩散到表面的杂质和来自表面周围空间吸附在表面上的质点所构成的表面。
产生原因：在固态晶体表面上的原子和分子的力场是不饱和的，清洁的固体表面处于不稳定的高能状态。
如果某种物质能与表面作用，降低其表面能，则这种物质就将吸附与固体表面。
吸附是固体表面最重要的性质之一固体表面上气体的吸附可分为物理吸附和化学吸附产生物理吸附的力是分子间引力，或称范德力。
固体吸附剂与气体分子之产普遍存在着分子间引力，当固体和气体的分子引力大于气体分子之间的引力时，即使气体的压力低于与操作温度相对应的饱和蒸气压，气体分子也会冷凝在固体表面上。
化学吸附亦称活性吸附。
它是由于固体表面与吸附气体分子化学键力所造成的，是固体与吸附质之间化学作用的结果，有时它并不生成平常含义的可鉴别的化合物。
化学吸附的作用力大大超过物理吸附的范德华力金属磨损的定义类型定义：由于机械作用，间或伴有化学或电的作用，物体作用表面材料在相对运动中不断损耗的现象类型：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损、气蚀磨损磨损过程主要包括次表面变形、裂纹形核及扩展过程。
粘着磨损的定义：在法向载荷作用下，两个接触的表面相对滑动时产生金属材料从一个表面转移到另一个表面的现象磨损机制：电化学腐蚀的概念、机理概念：金属在环境中，由于他们之间所产生的电化学反应作用而引起的损坏或变质机理电化学腐蚀的实质就是浸在电解质溶液中的金属表面上，形成了以金属为阳极的腐蚀电池。
表面工程学要点
第一章绪论第二章第一节：表面工程学的定义与内涵1.1、表面工程技术发展概况磨损、腐蚀、断裂是机械零件工程构建的三大主要破坏形式。
前二者造成经济损失占很大比重。
腐蚀和磨损均是发生于机件表面的材料流失过程，其他形式的失效过程有许多也是从表面开始促进了表面工程学的发展与形成延缓和控制表面破坏1.2、表面工程学的定义表面工程学围绕腐蚀、摩擦与磨损和功能特性（声，光，磁，电的转换）三大因素，成为80年代后期重点发展的关键技术之一，形成表面工程学。
定义:为满足特定的工程需求，使材料表面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。
1.3、表面工程学的内涵提高耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性能、装饰性，或具有特殊功能（如电性能、磁性能和光电性能等）能够在材料表面加工或制作各种功能结构元器件的有关技术。
如光刻技术、离子刻蚀技术等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、离子注入等快速成型制造内涵扩展经过内涵扩展以后的表面工程技术，由单纯的表面改性扩展到表面加工和合成新材料等领域，涵盖材料科学、物理、化学、冶金、机械、电子与生物等领域，成为新型的、名副其实的交叉学科。
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，各具特点表面工程的特点与意义1）作用于表面，对基材组织与性能影响不大；2）采用表面技术替代整体合金化；3）兼有装饰和防护功能；4）化学气相沉积，物理气相沉积，掩模，光刻等表面薄膜沉积技术和表面细微加工是制造大规模集成电路的基础；5）生成型制造法是以表面加工为基础；6）可以在表面制备整体合金化难以做到的特殊性能合金。
第三节表面工程技术的分类按学科特点：利用外来元素与基材元素相混合，形成成分不同于基材和添加材料的表面新材料。
1）表面合金化技术喷焊、堆焊、离子注入、激光熔覆、热渗镀。
表面工程学重点分析
第二章表面工程技术的物理、化学基础一、固体的表面：理想表面、清洁表面、机械加工面、一般表面。
1、表面：固体材料与气相接触的面（1）理想表面：将晶体切开后形成的表面；（2）洁净表面：在特殊条件下获得的固体表面，表面有极少量的吸附物。
（3）清洁表面：零件经过去油、除锈等预处理后的表面。
（4）机加工表面：机械加工后的表面，表面粗糙度取决于加工方法。
（5）一般表面（实际表面）：放置在大气中的材料表面。
二、固体的界面及其结合方式：冶金结合、扩散结合、外延生长、化学键结合、分子键结合、机械结合。
1、界面：固相之间的分界面；（1）冶金结合：覆层与基材之间是通过熔化或熔融后重新凝固结晶而成，如堆焊。
冶金结合属于金属键结合，结合强度最高。
（2）扩散结合：两个固相平面在加热、加压等条件下，固相原子在界面处相互扩散并连接在一起，如扩散焊。
扩散结合属于原子级的冶金结合。
（3）外延生长：沿单晶衬底的晶轴向外延伸，生成与原晶格相同的新单晶涂层。
外延生长界面结合强度取决于结合键的类型，如分子键、共价键、离子键和金属键（依次增强）。
（4）化学键结合：涂层与基材之间发生化学反应形成化合物。
化学键的结合强度高，但界面韧性差。
（5）分子键结合：以范德华力结合的界面，界面上没有发生扩散或化学反应，如物理气相沉积。
虽然分子键的结合力稍差，但可以满足某些要求。
（6）机械结合：涂层与基体之间靠相互镶嵌连接结合在一起，如喷涂。
机械结合的结合强度较差。
三、表面张力及表面能1、表面张力（1）液体表面张力：使液体表面向最小表面积趋向的力。
（2）固体表面张力2 、表面能因物质表面原子和内部原子排列差别引起的一种物理表现。
其物理意义是指产生1cm2新表面需消耗的等温可逆功。
液态表面能与表面张力在数学上是相等的。
3、表面能及表面张力的关系（1）缩小表面积的过程是自发过程。
结晶时，固相中的小晶粒合并长大成大晶粒等。
（2）表面张力减小的过程是自发过程。
如固体或液体物质表面发生的吸附现象，就是因为该吸附物质可以减小表面张力。
表面工程学各章要点
性能比较
单盐电解液 优点
成分简单，成本较低； 阴极电流效率很高； 废水处理方便； 可以使用较大的阴极电流密度。
络盐电解液 优点
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，氰化物电镀液是 典型的例子。
问题和对策
简单金属离子还原反应的交换电 流密度较大，阴极极化性能一般比 较小(镍，铁，钴例外)，因此，镀 层结晶较粗，镀液分散能力和覆盖 能力也较差，仅适用于形状比较简 单的工件。 选择适当的添加剂，可以使镀层 结晶得到明显细化，还可获取光亮 镀层。镀液分散能力和覆盖能力可 以改善。
附加盐的作用
增加溶液的导电性
如：硫酸盐镀镍电解液（主盐为 NiSO4）中加入Na2SO4 或 MgSO4， 酸性镀铜电解液（主盐为 CuSO4）中加入 H2SO4。
提高阴极极化作用
多数附加盐都有较小的提高阴极极化作用，从而使镀层结晶细化。对 此作用的解释是：由于金属离子（如上面所说的Na+离子）的存在及向阴 极的迁移，使阴极附近放电金属离子的浓度降低。
电镀液组成
1. 单盐溶液→SnSO4 ↘CuSO4 溶液中是简单金属离子Sn2+和Cu2+ 。 问题：→需要高的过电位，镀层质量不好→粗糙 2. 络和物溶液→金属离子与络和剂形成络和离子，如[Zn(NH3)4]2+ 络和后溶液的平衡电位向负方向移动，有利于电沉积进行。 如：ψZn2+/Zn=－0.736v ψ [Zn(NH3)4]2+ /Zn=－0.1.26v 但是，关于络和离子的本质与沉积机理至今仍不清楚 白猫黑猫→技术 3. 导电盐→不参加反应，↑溶液导电能力，↓槽端电压。如Na2SO4。 4. 缓冲剂→在弱酸、弱碱溶液中加入，可自行调节PH值，↑溶液稳定性。 5. 阳极活化剂→活化阳极，提高离子供给能力。 6. 添加剂→各种各样，视目的而定。 如：光亮剂、整平剂、润湿剂、细化晶粒剂等等。
表面工程基础知识
表面工程基础1.表面工程的定义表面工程—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。
建筑涂饰工程施工要点总结
建筑涂饰工程是建筑装饰工程的重要组成部分，它不仅能起到美化建筑物的作用，还能保护建筑物表面，延长建筑物使用寿命。
本文将对建筑涂饰工程施工的要点进行总结，以期为建筑涂饰工程施工提供参考。
一、施工前准备1. 设计方案：在进行建筑涂饰工程施工前，应根据建筑物的特点和使用要求，设计合理的涂饰方案。
方案应包括涂料种类、颜色、涂层厚度、涂饰方式等。
2. 材料准备：根据设计方案，提前准备好涂料、辅助材料、施工工具等。
3. 基面处理：对建筑物表面进行处理，确保基面干净、平整、牢固。
对于混凝土基面，应进行打磨、除尘、浇水润湿等处理；对于木材基面，应进行打磨、除尘、防腐、防火等处理。
4. 施工环境：确保施工环境温度、湿度适宜，避免在雨、雾、风等恶劣天气条件下施工。
二、施工过程中注意事项1. 涂饰顺序：按照设计方案规定的顺序进行涂饰，一般先涂饰底漆，再涂饰面漆。
2. 涂饰方法：根据涂料的特性和设计要求，选择合适的涂饰方法，如刷涂、滚涂、喷涂等。
3. 涂层厚度：控制涂层厚度，避免出现流淌、针眼、起泡等现象。
涂层厚度应均匀一致，确保涂层质量。
4. 涂饰遍数：根据涂料的特性和设计要求，确定涂饰遍数。
一般而言，底漆涂饰1-2遍，面漆涂饰2-3遍。
5. 涂饰间歇时间：根据涂料的干燥时间，合理控制涂饰间歇时间。
一般而言，底漆涂饰后需等待4-6小时方可进行面漆涂饰。
6. 涂饰缝隙、阴阳角：对缝隙、阴阳角等特殊部位进行涂饰时，应采用特殊的涂饰工具，如刷子、批刀等，确保涂层均匀、美观。
三、施工后验收与保养1. 验收标准：按照设计要求和施工质量标准，对涂饰工程进行验收。
验收内容包括涂层厚度、涂层质量、颜色均匀度等。
2. 保养措施：涂饰工程完成后，应采取适当的保养措施，防止涂料受损。
如避免强烈阳光直射、防止水分侵入、禁止踩踏等。
总之，建筑涂饰工程施工要点包括施工前准备、施工过程中注意事项和施工后验收与保养。
只有严格把控这些要点，才能确保涂饰工程的质量，达到美化建筑物、保护建筑物表面的目的。
表面工程 考点汇总
表面工程葵花宝典第一章：表面工程技术概论考点1：表面工程的概念：从材料的表面特性出发，利用表面改性技术、涂镀层技术和薄膜技术，使材料表面获得原来没有的新性能的系统工程。
考点2：润湿：固体表面与液体接触时原来的固相-气相界面消失，形成新的固相-液相界面的现象。
润湿是液体与固体表面接触时产生的一种表面现象，液体对固体表面的润湿程度可以用液滴在固体表面的散开程度来说明考点3：表面技术按作用原理分类：原子沉积、颗粒沉积、整体覆盖、表面改性。
第二章：材料表面工程技术基本理论考点4：在几个原子范围内的清洁表面其偏离三维周期性结构的主要特征是表面弛豫、表面重构和表面台阶结构、表面偏析、化合物、化学吸附考点5：表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状误差，也称微观粗糙度考点6：吸附、吸收和化学反应是固体与气体发生作用的三种表现考点7：按几何特征，晶体表面缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类考点8：表面平整一般采用磨光、滚光、抛光及刷光和振动磨光(1)磨光是借助粘有磨料的特制磨光轮(或带)的旋转，以磨削金属零件表面的过程(2)滚光是将成批零件与磨削介质一起在滚筒中作低速旋转，靠零件和磨料的相对运动进行光饰处理的过程(3)抛光是用抛光轮和抛光膏或抛光液对零件表面进一步轻微磨削以降低粗糙度，也可用于镀后的精加工(4)刷光是把刷光轮装在抛光机上，用刷光轮上的金属丝(钢丝、黄铜丝等)刷，同时用水或含某种盐类，表面活性剂的水溶液连续冲洗去除零件表面锈斑、毛刺、氧化皮及其他杂物(5)振动磨光是将零件与大量磨料和适量抛磨液置入容器中，在容器振动过程中使零件表面平整光洁考点9：基体表面清洁的目的是：(1)作为前序处理工艺的一部分，为下一涂装或其他表面加工(如电镀、热喷涂等)打基础(2)作为一项单独表面处理技术，可提高工件寿命或恢复工件原状态或节能需要(锅炉清除水垢，提高热效率)；(3)消除工件(设备)隐患，提高安全性(如传热设备局部过热可通过清洗来解决)，消毒、灭菌，除放射性污染，有利于人体健康考点10：喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品表面，利用磨料强力的撞击作用，打掉其上的污垢物，达到清理或修饰目的的过程考点11：喷丸的原理和设备与喷砂相似，只是采用的磨料不同。
表面工程学章节重点word
第一章课程内容—以材料表面改性和强化为主，掌握表面工程的基本概念和基础理论，了解表面工程所涉及的各类处理技术及其近些年来的发展和在工业中的应用。
课程目的—通过本课程的学习既能系统的掌握专业基础与共性知识，又能培养合理设计零件的能力；同时开扩视野，拓展知识面，为产品设计提供一个创新的平台。
表面技术亦或是表面工程学是—门新兴的边缘学科，它涉及到多个工程领域，诸如机械工程、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。
它在学术上丰富了材料科学、表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论，开辟了一系列的研究领域。
表面技术产生的主要原因：(1) 高科技的发展对机件质量的要求越来越高。
(2) 器件的微型化。
元器件的微型化使表面问题更为突出。
因为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、制造各种形状，如导电线路等。
(3) 降低材料成本。
以普通材料代替昂贵材料。
从理论上，表面工程在有关边缘学科交叉渗透的基础上形成了具有特色的基础理论和技术理论；从应用上，表面工程已深入到国民经济的方方面面，并将产生越来越大的经济效益和社会效益。
1.1 表面工程的定义和内涵定义：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。
内涵：（1）表面改性技术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)的有关技术。
2）表面加工技术在材料表面加工或制作各种功能结构元器件的有关技术。
如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。
（3）表面合成材料技术采用特定的表面工程技术，在材料表面合成常规工艺方法无法获得的新材料，或者利用材料的表面加工过程获得全新材料的工艺。
（如气相沉积技术可将气相原子直接在基材表面凝固成固相，离子注入技术可将粒子强行注入基材，获得相图上无法得到的非平衡材料等。
表面工程知识总结(热喷涂)
5．钢铁行业
锌浴轧辊 涂层性能: 防止粘附轧辊表面的锌渣 \降低锌的扩散 \提高耐磨 损性 \优化密封技术 特点 :提高了导辊的寿命 \改进了钢带的表面质量 炉底辊 涂层性能 :防止钢带因铁的氧化而被破坏 \抗氧化性和耐磨性温 度提高到 1100℃ 特点 :多层陶瓷层 \优化的密封技术
热喷涂材料的应用
10，上图喷涂工艺工程中，对气体的使用有什么样的要求，最高
的温度能够到达多少，喷涂材料有什么要求，喷涂对象为什么材料， 气体的速率能够达到多少，沉积速率？
a. 高温, 高能量密度 b. 高速 c. 稳定 d. 适用性广 100 ~ 700m/s
20000K;
105 ~ 106 W/cm2
被压缩的, 高Leabharlann 离子化, 稳定的电压和电流 几乎所有的材料
2.涡轮机中的应用
空气叶片:防腐蚀涂层 涂层能提高效率
刷涂 Al
电镀不受欢迎
完善的技术和
外部和内部的空气密封 : 间隙控制\ 大气等离子喷涂应用于耐磨 系统 \ 提高效率 \ 工业燃气轮机的新兴技术
3.汽轮机中的使用？
燃 烧 室 及 过 度 部分 : 热障涂 层 \ 大气 等离 子喷 涂 , 部分 采 用 CVD/PVD\具有抗氧化性的 Ni/Al 或 MCrAlY 粘结层 \具有隔热功能 的 YSZ 层 \抵抗热应力 \提高效率 支撑架 : 耐磨覆层 \ 大气等离子或 HVOF 喷涂碳化物涂层或 Stellite™（WC-4Cr-10Co） \叶片 \防氧化及硫化 \控制气氛等离子或 超音速火焰 MCrAlY \广泛的应用 \在粘接层中可能存在铝偏聚 \超 音速火焰喷涂大量小型零件相对经济 \控制气氛等离子喷涂能提供 更长的保护 \单独的粘接涂层也有应用 \延缓热疲劳 \热障系统 \控 制气氛等离子喷涂 MCrAlY 与等离子喷涂 YSZ 表面层 \普遍只用于第 一阶级叶片 密封涂层和叶尖涂层 :大气等离子喷涂： 陶瓷/氮化硼/聚酯， 其中 粘结层采用 MCrAlY \叶尖直接切入基体中 \如同有密封材料的系统 一样工作 \工业燃气轮机的新兴材料 进气口、排气口以及外壳 :防腐蚀 \溶胶涂镀方法 轴、轴承、混合接触点 :硬镀铬 \超音速或等离子喷涂氮化物或 硬质合金 \超音速火焰喷涂优势 \更高的结合强度 能 \厚度增加 \更好的表面光洁度 \ 更好的耐磨性
表面工程1班整理
1、常见的表面失效模式包括：腐蚀失效、磨损失效、疲劳失效、外观失效和表面特殊功能失效。
2、金属和非金属加工件表面的污垢物质，大致可分为五类：无色油和油脂，有色拉拔润滑剂，切屑、切削液和抛光膏，锈迹和氧化皮，其他表面油物。
3、作为前处理工序，常用的处理方法有：溶剂清洗、碱液清洗、电解清洗、乳化液清洗、酸洗和酸蚀以及盐浴清理氧化皮六种。
4、碱洗是靠碱液以及被消除的污物发生皂化作用，乳化作用，分散作用或这些作用的复合而使油污脱离工件表面的。
清洗方式有A浸渍法碱洗，B喷洗法碱洗。
碱性清洗液的组成：组成剂，添加剂，表面活性剂。
5、阳极电解清洗的原理及其局限性将工件作为阳极，其表面电极反应是析氧，工件表面放出的氧气气泡对油膜和污垢粒子产生剥离和冲刷作用将之除去，同时在气泡上升时增加溶液的搅拌作用，提高清洗效率。
局限性：阳极清洗效率较低，而且对用色金属（如铜合金，锡焊零件等）有较大的腐蚀性，会发生阳极溶解，不宜使用。
6、阴极点解清洗电解时工件接阴极，阴极电解清洗时，工件表面发生的电极反应是析氢，（同5）。
在相同的电流密度下，阴极上释放的氢气量理论上是阳极上释放的氧气的2倍。
此外，工件阴极表面与带负电荷的污垢相互排斥，也更有利于清洗，效率比阳极高。
局限性：对于氢脆敏感的金属不宜用阴极清洗。
7、精整包括：1人工打磨，刮研，2机加工，3喷砂，4刷光，磨光和抛光，5滚光，6化学和电化学精整，7热能和磨料流精整。
8、合金电沉积的必要条件及方法（1）镀层合金的组元中至少有一种金属能从水溶液中单独沉积；（2）合金中各组元金属的析出电位相等或相近。
相应方法：a可以采取调整镀液中的金属离子浓度，b采用加入络合剂或添加剂以改变平衡电位和过电位，c调整电流密度以及借助金属共沉积时电位较负组分的去极化作用。
9、为了控制镀层质量而增大阴极电化学过电位，常用的两种方法：1加入络合剂，2加入有机表面活性物质。
10、镀层厚度的均匀是否，主要决定于电流在阴极（被镀工件）上分布是否均匀，以及电流效率。
表面工程重点
第二章 1、转化膜技术：是将金属工件浸渍于处理溶液中，通过化学或电化学反应，使被处理金 属表面溶解并与处理溶液发生反应，在金属表面形成一层难溶的化合物膜层。转化膜以“基体金属发 生溶解、参与反应”，形成的是“难溶的化合物膜层” 区别于电镀层、化学镀层或有机涂层等其它表 面处理。 2、转化膜的分类：（1）按形成机理分：化学转化膜和电化学转化膜（2）按其成分分氧化膜、磷酸 盐膜、铬酸盐膜、草酸 盐膜（3）按用途分：防护性膜、装饰性膜、功能膜。 3、转化膜用途：防锈、耐磨减磨、涂装底层、塑性、加工、绝缘。 4、钢铁的化学氧化（发蓝、发黑） （1）钢铁高温化学氧化[2,5]：在140℃左右，将钢铁零件浸入含有氧化剂的氢氧化钠溶液中，获 得以 Fe3O4为主的氧化膜。3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3、Fe+NaNO3+2NaOH=Na2FeO2+NaNO2+H2O 、6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+7NaOH+NH3 8Na2FeO2+NaNO3+6H2O=4Na2Fe2O4+9NaOH+NH3、Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH
18、镀镍：镍具有银白色（略呈微黄）的金属光泽，具有铁磁性，相对原子量为58.68,密度为 8.9g/cm3,标准电极电位为 –0.25V,比铁正。在空气中，镍镀层极易形成一层化学稳定性较高的钝化膜 。由于实际镍镀层是多孔的且属于阴极性镀层，因此，镍镀层常常与其它金属镀层组成多层组合体系 ，用作底层或中间层，如：Cu/Ni/Cr、Ni/Cu/Ni/Cr 等。它们广泛用于日用五金、轻工、家电、机械等 。镀镍溶液大致可分为酸性和碱性两大类。在实际生产中，以硫酸盐 + 氯化物的所谓瓦特型镀液应用 最为普遍。 19、合金电镀：【概念】：在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致 镀层的过程叫做合金电镀。【优点】：合金电镀在结晶致密性、外观色泽、硬度、耐蚀性、耐磨性、 导磁性、减磨性和抗高温性等方面远远【优于单金属电镀】。此外通过合金电镀还可以制取高熔点和 低熔点金属组成的合金，以及具有优异性能的非金态合金镀层。【基本原理】：1）合金共沉积的条 件：（a)两种金属中至少有一种金属能从其盐类的水溶液中沉积出来（b) 两种金属的沉积电位必须十 分接近或相等（2） 合金共沉积所采用的措施：（a) 选择合适的金属离子价态（b） 改变金属离子的 浓度（c） 采用络合剂（d） 加入适当的添加剂 20、合金共沉积的类型：（1）正则共沉积（过程受扩散控制）、（2）非正则共沉积（过程受扩散控 制小）、（3）平衡共沉积（两金属从处于化学平衡的镀液中共沉积）、（4）异常共沉积 （电位 低的金属优先沉积）、（5）诱导共沉积 （钛、钼、钨等金属在铁族金属的诱导下析出）。 21、复合电镀：在电镀或化学镀溶液中加入非溶性的固体粒，并使其与主体金属共沉积在基体表面， 或把长纤维埋入或卷缠于基体表面后沉积金属，形成一层金属基的表面复合材料的过程称为复合电镀 ，也叫弥散镀或分散镀。所得镀层称为复合镀层或弥散镀层。 22、复合镀层的沉积机理：固体微粒与金属离子的共沉积经历下列几个步骤：（1）搅拌镀液使微粒 向阴极表面迁移并与之碰撞（2）微粒一端进入阴极表面的双电层内，在静电 场作用下被吸附（3）在重力和搅拌力作用下，部分微粒脱离，并在一定条件下脱离与吸附达到动平 衡（4）粒子与金属离子共沉积，粒子与阴极牢牢结合（5）金属在粒子间沉积，随着镀层的不断生长 ，把微粒埋没在镀层中。 23、复合镀层种类及应用：（1） 耐磨复合镀层： 以Ni、Co、Cr、Co-Ni 等为基质，与Al2O3、ZrO2、 TiC、SiC等 微粒组合的复合镀层 （2） 减磨复合镀层：以Ni、Cu、Sn、Pb等为基体，以石墨、二硫化 钼、氟化石墨、四氟乙烯等作为分散相（3） 耐蚀复合镀层[4,6]：Fe-Ni-Cr（4） 耐高温复合镀层[6] ：
材料表面工程重点
金属表面处理技术:指通过一些物理、化学、机械或复合方法使金属表面具有与基体不同的组织结构、化学成分和物理状态，从而使经过处理后的表面具有与基体不同的性能。
经过表面处理后的金属材料，其基体的化学成分和力学性能并未发生变化(或未发生大的变化)，但其表面却拥有了一些特殊性能，如高的耐磨性、耐蚀性、耐热性、导电性、电磁特性、光学性能等。
典型的固体表面有：理想表面、洁净表面、清洁表面、机加工表面和一般表面。
理想表面：将晶体切开后形成的表面洁净表面:在特殊条件下获得的固体表面，表面有极少量的吸附物。
TLK模型平台(Terrace) ：低晶面指数平台；台阶(Ledge) ：单分子或单原子高度的平台；扭折(Kink) ：单分子或单原子尺度的扭折。
固体表面上的能量是不均匀的，有的部位高，有的部位低，这将导致表面的吸附和化学反应是不均匀的清洁表面:零件经过去油、除锈等预处理后的表面。
毕氏层（Bilby层）：因机械加工力引起的晶格点阵强烈畸变而形成的非晶态层，具有粘性液体膜似的非晶态外观，厚约5~10 nm。
固体表面的吸附现象:由于物质表面原子或分子力场不饱和，所以有吸引周围其它物质(主要是气体、液体)分子的能力。
吸附可以减少物质表面某些过剩的自由能，物质表面因吸附物的存在而稳定，所以吸附是自发进行。
固体表面的吸附有物理吸附和化学吸附：物理吸附：固体表面与被吸附分子之间不发生电子的转移，它们之间靠范德华力结合。
物理吸附对温度很敏感，提高温度容易解吸，所以物理吸附是可逆的。
化学吸附：吸附原子与固体表面原子之间有电子的转移，二者靠化学键力结合。
从热力学角度讲，化学吸附的自由能减小要比物理吸附大得多，状态更稳定，而且是不可逆的过程。
润湿现象与机理液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿（1）亲水物质：能被水润湿的材料，如玻璃、石英等；（2） 疏水材料：不能被水润湿的物质，如石蜡、石墨等液体在固体表面的铺展系数定义为当θ=0°时，SL/S = 0，液体L 在固体S 表面上会自动展开；当SL/S<0时，液体在固体表面上不易铺展，负值越大越难铺展。
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1、表面化合物的特点
2、物理吸收和化学吸收的相同不同点（P19）
3、辉光放电
放点区域：从阴极到阳极可将辉光放电分为三个区域：阴极放电区，正柱区，阳极放电区。
4、离子镀膜和溅射镀膜、等离子体。
5、摩擦的分类及影响因素
6、电镀P（109）
7、电化学腐蚀
金属腐蚀定义：金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏称为金属腐蚀。
根本原因在于其热力学上的不稳定性即，金属及其本身较其某些化合物原子处于自由能较高的状态。
8、离子注入 (打印PPT)
9、化学热处理的类型与特点（P175或者网上的相关PPT）
10、真空蒸发镀膜
真空蒸发设备主要部分：
1. 真空系统：为蒸发过程提供真空环境
2. 蒸发系统：放置蒸发源的装置，以及加热和测温装置
3. 基板及加热系统：该系统是用来放置硅片或其它衬底，对衬底加热及测温装置
缺点
（1）坩埚、加热元件以及各种支撑部件可能造成污染；
（2）电阻加热的加热功率和加热温度受到限制
（3）不适用于高纯和难熔物质的蒸发
12、膜分类
13、薄膜制备方法
化学气相沉积Chemical Vapor Deposition （CVD）：把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物的单质气体供给基片，利用加热、等离子体、紫外光以及激光等能源，借助气相作用或在基板表面的化学反应（热分解或化学合成）生长要求的薄膜。
物理气相沉积：Physical Vapor Deposition （PVD）
在真空条件下，用物理的方法，将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子，并通过气相过程，在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜。
包括蒸发沉积(蒸镀)、溅射沉积(溅射)和离子镀等。
14、热喷涂
定义：热喷涂技术是使用某种方式的热源，使喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，用高压气流将其雾化，并以一定速度喷射到经过预处理的零件表面，从而形成涂层的技术。
原理：利用热源将喷涂材料融化或软化，借助热源本身动力或外加的压缩空气流，将喷涂材料雾化成微粒，形成快速的离子流，然后喷射到基材表面获得表面涂层。
虽然热喷涂方法多，但喷涂过程、涂层形成和涂层结构基本相同
1、种类——主要根据热源分类
气体燃烧热源：线材火焰喷涂、棒材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、粉末火焰喷涂
气体放电热源：电弧喷涂、等离子喷涂、等离子喷焊
电热热源：电容放电喷涂、感应加热喷涂
爆炸热源：燃气重复爆炸喷涂、线材电爆喷涂
激光热源：激光喷涂、激光喷焊
、热喷涂特点—是一种对材料表面改性的重要手段，与其他表面技术相比有其自己与众不同的特点，
热喷涂方法多。
热喷涂材料种类广泛。
金属及其合金、陶瓷、塑料、尼龙以及他们的复合材料都可用作喷涂材料。
基体材料使用范围广。
几乎所有的固体材料表面都可以热喷涂，一般也不受零件尺寸及场地的限制，即可进行大面积喷涂，也可进行局部喷涂。
基体材料受影响小。
喷涂时可使基体控制在较低温度，所以基体变形小，组织和性能变形小，保证了基体质量基本不受影响。
涂层厚度可以控制。
涂层厚度从几十微米到几微米，可根据要求确定。
操作环境较差。
存在粉尘、盐雾和噪音等问题，因此需要加强防护措施。
涂层结合原理——包括涂层与基材的结合（结合力）及涂层之间的结合（内聚力）。
15、电镀锌的特点
1、抗腐蚀性好，结合细致均匀，不易被腐蚀性气体或液体进入内部。
2、由于锌层比较纯，无论在酸或碱环境底下都不易被腐蚀。
长时间有效的保护钢体。
3、经铬酸钝化后形成各种颜色使用，可根据客户喜爱挑选，镀锌美观大方，具有装饰性。
4、锌镀层具有良好的延展性，在进行各种折弯，搬运撞击等都不会轻易掉落。
16、渗金属的特点
与渗非金属相比,金属元素的原子半径大,不易渗入，渗层浅，一般须在较高温度下进行扩散。
金属元素渗入以后形成的化合物或钝化膜，具有较高的抗高温氧化能力和抗腐蚀能力，能分别适应不同的环境介质。
18、磨损类型
任一工作物质，由于表面相对运动而产生的物体损失。
(1)并不局限于机械作用，如：随同化学作用而产生的腐蚀磨损、界面放电作用而引起物质转移的电火花磨损、由于伴同热效应而造成的热磨损等现象等；
(2) 强调磨损是相对运动中所产生的现象，比如橡胶表面老化、材料腐蚀等非相对运动中的现象不属于磨损研究的范畴；
(3) 发生在物体工作表面材料上，其它非界面材料的损失或破坏，不在磨损范围之内；
(4)磨损是不断损失或破坏的现象，损失包括直接耗失材料和材料的转移，破坏包括产生残余变形，失去表面精度和光泽等。
说明磨损过程是连续的，有规律性的。
(5）单方磨损，双方磨损。
魔粒磨损：由于硬颗粒或硬突起物使材料产生迁移而造成的一种磨损。
课堂讨论：
摩擦和磨损有什么区别和联系？哪一个更复杂？
新汽车的发动机都要经过一段时间的跑和，跑和主要属于哪种磨损机理？
人体内移植的髋关节，采用钛合金制造，使用一段时间后金属离子进入人体体液，这是什么磨损机理？
19、大气腐蚀
三、影响大气腐蚀的因素
1、临界湿度
2、温度
3、大气成分
1)SO2—Fe/Zn/Cd
2)海盐颗粒(NaCl)（吸湿作用，增大了薄膜液膜层的电导；Cl-有很强的侵蚀性。
）
3)固体颗粒（灰尘）（本身具有腐蚀性：铵盐，提高电导、酸度；无腐蚀性但能吸附腐蚀性物质：碳颗粒吸附SO2，在水膜中形成H+溶液；无腐蚀性也不吸附腐蚀性物质：沙粒落在金属薄膜形成缝隙而凝聚水分，形成氧浓差腐蚀。
）
防止大气腐蚀的措施：1、提高材料耐腐蚀性
2、使用涂层和金属镀层－油漆、锌镀层
3、气相缓蚀剂、暂时性保护涂层亚硝酸二环己胺、凡士林
4、降低大气湿度-加热空气、冷冻除水、吸湿剂(活性炭、硅胶、氯化钙)
RH<50%，～30％，尤其库房中
5、合理设计，减少大气污染等
24、金属钝化理论
25、浓差极化：以Zn2+的阴极还原过程为例。
当电流通过电极时，由于阴极表面附近液层中的Zn2+被还原沉积到阴极上，因而降低了它在阴极附近的浓度。
如果本体溶液的Zn2+来不及补充上去，则阴极附近液层中Zn2+的浓度将低于它在本体溶液中的浓度，就好像是将此电极浸入一个浓度较小的溶液中一样，而通常说的平衡电极电势都是指相应本体溶液的浓度而言，显然，此电极电势将低于其平衡值。
这种现象称为浓差极化。
用搅拌的方法可使浓差极化减小，但由于电极表面扩散层的存在，故不可能完全除去。
26、堆焊
层组织结构：焊缝的一次组织近似铸锭的组织结构，因冷却太快，主要形成柱状晶组织，等轴晶组织较少。
基体金属或焊层金属在冷却过程中会有相变发生，热会引起基体金属晶粒的长大，发生二次结晶。
只要晶格相同，基体金属和焊缝金属的熔合区就有相容性。
而且只要熔合区没有组织的畸变，金相组织类型相同的异种金属接头、晶界的吻合也是清晰的。
对于组织类型不同的钢，熔合区内出现一种晶格过度到另一种晶格的单原子层，过渡期总存在一定应力。
异种金属堆焊时熔合区内会发生异扩散，在焊缝金属融合线附近形成一个化学成分变化不大的扩散过渡层。
常用堆焊材料——铁基、镍基、碳化钨基和铜基等。
常用方法：氧-乙炔堆焊，焊条电弧堆焊，埋弧堆焊，气体保护和自保护明弧堆焊
震动电弧堆焊，电渣堆焊，等离子弧堆焊。
30、固体界面
31、界面
32、吸附现象。