表面工程技术

三部分组成
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表面工程技术源远流长
世界三大名刃之一
日本刀的覆土烧刃
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1.1 表面工程
• 1.1.1 表面技术及其发展背景
19世纪工业革命以来，为适应高强度、高硬度 和耐磨、耐蚀、耐高温等特殊要求，需不断开发 各种特殊的合金材料，但这些材料往往价格昂贵 。因此，人们试图采用各种表面技术对普通钢材 表面进行加工，改变其表面性能，以适应复杂的 工作环境。
综合性、复合型学科
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表面技术的定义
Raw material + energy
Product
Surface Engineering Product
Good product
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1.1.2 表面技术的定义
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。
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1.1 表面工程 （Surface Engineering）
“Surface Engineering is treatment of the surface and near-surface regions of a material to allow the surface to perform functions that are distinct from those functions demanded from the bulk of the material”
01第一章表面工程技术(张湘辉)
参
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考 文 献
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1.材料表面工程技术. 王振延，哈尔滨工业大学出版社. 2.材料表面工程导论. 赵文轸，西安交通大学出版社. 3.表面工程. 刘新田，河南大学出版社. 4.表面工程. 徐滨士，刘世参，机械工业出版社.
5. Surface Engineering. ASM Handbook, Vol. 5, 1994.
----- from Wikipedia
“材料表面工程是材料表面处理技术的总称”-------赵文
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表面工程技术源远流长
中国古代的鎏金工艺
“承旋”，酒器，东汉建武年 间，现藏于北京故宫博物院
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兽形盒砚，东汉制，出土于
1980年陕西临潼姜寨新石器时
代墓葬品，由石砚、盒身、盒盖
定义
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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。
• 表面工程学科发展的重要标志是1983年英国伯 明翰大学沃福森表面工程研究所的建立和1985 年国际刊物《表面工程》的发行。
• 1986年10月国际热处理联合会决定接受表面工 程的概念，并把自己的会名改为国际热处理及 表面工程联合会。
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பைடு நூலகம்
表面工程技术的背景
• 表面工程形成一门独立的学科是近 20 来年的事：
3. 具备基本的研究与开发表面工程新技术的能 力。
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材料表面工程
概论
第一章
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第一章 材料表面工程概论
主要内容： 1.1 表面工程的概述 1.2 表面工程技术的功能与分类 1.3表面工程的科学体系 1.4表面工程技术的应用 1.5表面工程技术的发展趋势
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一些有用的资源
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材料表面工程技术
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概论 表面工程技术的物理、化学基础
表面淬火和表面形变强化技术 热喷涂技术 电镀和化学镀
气相沉积技术 高能束表面改性技术
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学习本课程的目的和要求
1. 学习掌握表面工程技术的基本理论和基本特 点。
2. 能够根据工程的需要选择相应的表面工程技 术或几种技术的组合，选择所用材料和制定 最佳工艺，解决工程问题。
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美国：美国国家材料政策委员会向美国国 会提出的一份报告：
德国：1983年，前联邦德国调查，摩擦磨 摩擦磨损引起的损失1000亿美元/年； 损损失287亿马克；
英国：摩擦磨损损失51500英镑/年；
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腐
美国：国家标准局1978年调查：
蚀
1975年腐蚀损失达820亿美元，占
国民生产总值的4.9%；
1983年 表面工程的概念被首次提出
1986年 国际热处理联合会更名为国际热处理与表面工 程联合会
1987年 中国机械工程学会表面工程研究所成立
1988年《表面工程》杂志创刊，后更名为《中国表面 工程》
2000年 全国焊接学会原“堆焊与热喷涂专业委员会” 正式更名为“堆焊及表面工程专业委员会”。
• 目前，全世界范围内，表面工程的应用已取得巨大的经 济效益，而且也逐渐发展成为横跨多个学科的边缘性、
1995年腐蚀损失达3000亿美元；
中国：1983年调查：腐蚀损失400亿元/年
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
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延缓和 控制表 面破坏 的方法
促进 了表 面工 程学 的发 展与 形成
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表面工程技术的背景
• 表面工程概念的提出始于20世纪80年代。 1983年英国T·Bel教授首先提出了表面工程的概 念。
-----from ASM Metal Handbook
“Solids are composed of a bulk material covered by a surface. The surface which bounds the bulk material is called the Surface phase. Surface engineering involves altering the properties of the Surface Phase in order to reduce the degradation over time. ”
另外，磨损、腐蚀等失效都是首先发生在材料
表面，通过对材料表面进行有效处理，可极大地
提高材料寿命。基于这样的背景，逐步形成了一
门新兴学科——表面工程学。
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1.1.1 表面工程技术发展背景
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。
数据
磨 损