材料表面工程

材料表面工程(材料化学专业)

目的和要求

材料表面工程是一门新的边缘学科, 它不但涉及到诸如表面物理学、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, 而且其本身也溶入了诸多学科的新技术. 本课程首先概要介绍表面物理化学和表面强度等材料表面工程基础理论知识, 然后就表面工程中10个大类表面技术的原理、工艺特点和应用领域进行重点介绍, 最后简要介绍材料表面工程中常用的一些分析和测试方法和技术. 本课程作为材料系高年级学生一门专业选修课, 目的在于给学生一个向导的作用, 让学生掌握整个材料表面工程的基本知识, 为学生将来从事这方面的工作或研究奠定一个较为扎实的基础, 课程以介绍各个相关表面工程技术的基本原理和研究方法为主, 也兼顾介绍一些生产工艺和发展方向等.

基本内容及学时分配

第一章绪论 (2学时)

1.1材料表面工程技术的意义、目的和作用

1.2材料表面工程技术的发展与分类

第二章表面物理化学基础 (4学时)

2.1 表面能与表面张力

2.2 固体表面结构

2.3 固体表面的润湿和吸附理论

2.4 Kelvin公式及其应用

2.5 表面原子的扩散

第三章表面强度 (2学时)

3.1 表面活性介质对力学性能的影响

3.2 表面膜层的应力

3.3 表面抗磨强度

3.4 表面抗腐蚀强度

3.5 疲劳载荷下的表面强度

第四章热渗镀 (2学时)

4.1 热渗镀原理

4.2 热浸镀

4.3 离子氮化

4.4 离子渗碳

第五章热喷涂 (2学时)

5.1 热喷涂原理

5.2 火焰喷涂

5.3 等离子喷涂

5.4 热喷涂涂层的特性和设计第六章堆焊 (2学时)

6.1 堆焊原理

6.2 电弧堆焊

6.3 等离子堆焊

第七章电镀 (2学时)

7.1 电沉积的基本原理

7.2 影响电镀层质量的基本因素7.3 合金镀

7.4 复合镀

7.5 电刷镀

第八章化学镀 (2学时)

8.1 化学镀基本原理

8.2 化学镀镍

8.3 化学镀铜

第九章化学转化膜 (2学时)

9.1 化学成膜的基础理论

9.2 铝阳极氧化膜

9.3 磷化膜

9.4 化学氧化与草酸盐钝化

9.5 溶胶 - 凝胶成膜

第十章金属表面彩色化 (2学时)

10.1 金属表面着色原理

10.2 铝和铝合金着色

10.3 化学法生成彩色氧化膜

10.4 磷化膜彩色

第十一章涂料与涂装 (2学时)

11.1 涂料成膜原理

11.2 涂膜防护原理

11.3 涂料品种和涂装方法简介

第十二章气相沉积 (2学时)

12.1 物理气相沉积

12.2 化学气相沉积

12.3 膜/基体系的选择

第十三章高能束表面改性 (2学时)

13.1 激光加工技术

13.2 离子注入技术

13.3 电子束技术

第十四章表面分析与测试 (2学时)

14.1 表面分析技术

14.2 表面机械性能测试

14.3 表面物理性能测试

14.4 表面化学性能测试

主要参考书

(1)赵文轩主编, 材料表面工程导论, 西安交通大学出版社, 1998

(2)丁莹如, 秦关林编著, 固体表面化学, 上海科学出版社, 1988

(3)顾培夫编著, 薄膜技术, 浙江大学出版社, 1990

(4)李恒德, 萧纪美编著, 材料表面与界面, 清华大学出版社, 1990

(5)李鹏兴, 林行方编著, 表面工程, 上海交通大学出版社, 1989