薄膜与涂层现代表面技术

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材料表面技术分类

材料表面技术:材料表面涂镀技术、材料表面改性技术、材料表面微细加工技术、表面检测分析与质量评估。

材料表面涂镀技术:物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD、电镀及阳极氧化、化学镀、热喷涂喷焊、电刷镀、电泳涂层、涂镀(喷塑油漆)、表面复合处理技术、材料纳米化表面工程技术。

材料表面改性技术:活性气体离子处理、气体扩渗、液体扩渗、固体扩渗、机械强化、激光表面处理、电子束表面改性、离子束表面改性。

材料表面微细加工技术:光刻加工、电子束微细加工、离子束微细加工、激光束微细加工、微细电火花加工、微细喷粉加工、超声波加工、微细电解加工、微电铸加工、LIGA技术加工。

表面检测分析与质量评估:表面分析技术、表面物化特性、表面几何特性、表面力学特性、质量标准与质量评估。

表面工程学

现代材料表面工程学:材料表面工程基础理论、材料表面工程技术、材料表面检测技术、材料表面工程技术设计、材料表面工程应用。

材料表面工程基础理论:腐蚀与防护理论,表面磨擦与磨损理论,表面完整性与界面理论,表面物理化学,表面装饰与美学,表面机、力、热、光、声、电、磁等功能膜层设计理论,表面功能特性间耦合转换、复合性能理论,表面失效理论及其分析理论,低维材料的结构理论。

材料表面工程技术:材料表面改性技术、薄膜技术、涂层技术、材料表面复合处理技术、材料表面纳米化工程技术。

材料表面改性技术:表面形变强化,表面相变强化,表面扩散渗入,化学转化,电化学转化,等离子表面强化,离子束、电子束、激光束表面改性。

薄膜技术:光学薄膜沉积技术,电子学薄膜沉积技术,光电子薄膜沉积技术,集成光学薄膜沉积技术,传感器用薄膜沉积技术,金刚石薄膜(含类金刚石薄膜)沉积技术,防护用(耐蚀、耐磨、抗高温氧化、防潮、高强高硬、装饰等)薄膜沉积技术。

涂层技术:热喷涂技术、电化学沉积技术、有机涂层技术、无机涂层技术、热浸镀技术、防锈技术。

材料表面复合处理技术:镀覆层——热处理,表面热处理——表面化学处理,热处理——表面形变强化,镀膜——注入——扩渗,离子注入——镀膜,激光——气相沉积,电子束——气相沉积,等离子喷涂——激光。

材料表面纳米化工程技术:纳米颗粒复合电刷镀技术,纳米热喷涂技术,纳米涂装技术,纳米减摩自修复添加剂技术,纳米固体润滑干膜技术,纳米粘涂技术,纳米薄膜沉积技术。

材料表面检测技术:表面微观结构分析技术,表面化学分析技术,表面物理性能测试技术,表面力学性能测试技术,表面几何特性测试技术,表面无损检测技术。

材料表面工程技术设计:表面层成分结构设计,表面复合功能层设计,表面选择与应用设计,表面涂镀层制备工艺设计,表面工程施工设计,表面工程设备与工艺流程设计,表面工程车间设计。

材料表面工程应用:表面层特性及其综合利用,表面层原料及加工技术,表面层标准及检验,表面界面维修与再造,表面质量与工艺过程控制,表面工程管理与经济分析。

薄膜功能分类

薄膜技术:装饰功能薄膜、物理功能薄膜、机械功能薄膜、特殊功能薄膜。

装饰功能薄膜:各种色调的彩色膜,幕墙玻璃用装饰膜,塑料金属化装饰膜,包装装潢及装饰薄膜,镀铝纸。

物理功能薄膜:光学薄膜、微电子学薄膜、光电子学薄膜、集成光学薄膜、信息存储膜。

光学薄膜:阳光控制膜,低辐射系数膜,防激光致盲膜——Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Ta2O5、NiAi、金刚石和类金刚石薄膜Au、Ag、Cu、Al,反射膜,增反膜,选择性反射膜,窗口薄膜。

微电子学薄膜:电极膜,电器元件膜——Si、GaAs、GeSi,传感器膜——Sb2O3、SiO、SiO2、TiO2、ZnO、AlN、Se、Ge、SiC、PbTiO3、Al2O3,超导元件膜——YBaCuO、BiSrCaCuO、Nb3Al、Nb3Ge,微波声学器件膜,晶体管薄膜,集成电路基片膜——Al、Au、Ag、Cu、Pt、NiCr、W,热沉或散射片膜。

光电子学薄膜:探测器膜——HF/DFCL、COIL、Na3+、YAG、HgCdTe,光敏电阻膜——InSb、PtSi/Si、GeSi/Si,光导摄像靶膜——PbO、PbTiO3、(Pb、L)TiO3、LiTaO3。

集成光学薄膜:光波导膜,光开关膜,光调制膜——Al2O3、Nb2O5、LiNbO3、Li、Ta2O5,光偏转膜——LiTaO3、Pb(Zr、Ti)O3、BaTiO3,激光器薄膜。

信息存储膜:磁记录膜——磁带、硬磁盘、软磁盘、磁卡、磁鼓等用:γ-(Fe2O3)、Co-Fe2O3、CrO2、FeCo、Co-Ni,光盘存储膜——CD-ROM、VCD、DVD、CD-E、GdTbFe、CdCo、InSb膜,铁电存储膜——Sr-TiO2,(Ba、Sr)TiO3、DZT、CoNiP、CoCr。

机械功能薄膜:耐腐蚀膜——TiN、CrN、SiO2、Cr7C3、NbC、TaC、ZrO2、MCrAlY、Co+Cr、ZrO2+Y2O3,耐冲刷膜——TiN、TaN、ZrN、TiC、TaC、SiC、BN,耐高温氧化膜——TiCN、金刚石和类金刚石薄膜、TiSiN、TiAlSiN、TiSiCN,防潮放热膜——Al、Zn、Cr、Ti、Ni、AlZn、NiCrAl,高强度高硬度膜——CoCrAlY、NiCoCrAlYHf、NiCoCrAlYTa,润滑与自润滑——MoS2,成型加工(防咬合、裂纹、耐磨损)——TiC、TiCN、TiSiCN。

特殊功能薄膜:真空下的干磨擦——DLC、金刚石;辐射下的润滑与耐磨——MoS2;高温耐磨与透光——金刚石;具某方面特殊功能的纳米薄膜——单层:金属、半导体、绝缘体、高分子,复合膜(包括纳米复合结构与复合功能):金属——半导体、半导体——绝缘体、金属——绝缘体、金属——高分子、半导体——高分子。

表面改性技术

材料表面改性技术:表面形变强化、表面相变强化、离子注入、表面扩散渗入、化学转化、电化学转化。

表面形变强化:喷丸强化;辊压强化——在金属表面、亚表面形成压应力区;孔挤压强化。

表面相变强化:感应加热表面淬火;激光表面淬火——在金属表面、亚表面形成新的相变区,形成硬化层;电子束表面淬火;流态床表面硬化。

离子注入:非金属离子注入——硼、氮、磷;金属离子注入——铬、金旦、银、铅、锡;复合离子注入——钛+碳、铬+碳、铬+钼、铬+磷;离子混合——钛+氮、钼+硅、钛+钯。

表面扩散渗入:非金属元素表面扩散——渗碳、氮、硼、硅、碳氮共渗;金属元素表面扩散——渗锌、锡、铍、铝、铬、钨、钼、钒;复合元素表面扩散——渗铝铬、铝硅、铝钛、铜铟、铝铬硅、钨钼硼硅。

化学转化:化学氧化——在铝、镁、钢、铜表面形成氧化膜;钝化——在钢、铜、锌、镉、铝、镁、钛上形成钝化膜;磷化——在钢铁上形成磷化膜;草酸盐处理——在钢铁上形成草酸盐膜;着色——在钢、铜、不锈钢、钛、铬形成颜色;钢件的发蓝——在钢件上形成黑色氧化膜;磨光、滚光、抛光——提高表面完整性和光洁度。

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