表面工程

1. 表面工程技术是保证产品质量的基础工艺艺术，满足不同工况服役与装饰外观的要求，显著提高产品的使用寿命、可靠性与市场竞争能力。

2. 表面工程技术是节能、节材和挽回经济损失的有效手段。采用有效的表面防护手段，至少可减少腐蚀损失15~35%，减少磨损损失33%左右。

3. 表面工程技术在制备新型材料方面具有特殊的优势

4. 表面工程技术是微电子技术发展的基础技术。以化学气相沉积、物理气相沉积、光刻技术和离子注入为代表的表面薄膜沉积技术和表面微细加工技术是制作大规模集成电路、光导纤维和集成光路、太阳能薄膜电池等元器件的基础。

1.传统表面工程技术的创新

2.复合表面工程技术的研究

3. 纳米表面工程

纳米表面工程是指充分利用纳米材料的优异特性提升和改善传统的表面工程，通过特定方法使材料表面纳米化、纳米结构或功能化，从而使材料表面性能提高或赋予其全新功能的系统工程。关键技术主要包括：纳米热喷涂技术、纳米电刷镀技术、纳米减摩自修复添加剂技术、金属材料表面自身纳米化、纳米表面粘结技术、纳米涂装、纳米薄膜气相沉积技术等。

4.大力发展绿色再制造工程

5.研究开发新型功能材料

6.向自动化、智能化的方向迈进

7.追求环保零排放

无论用何种金属加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度，过去称为表面光洁度。国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。 这是滚压（无切削加工方式）加工的基础条件。

滚压加工是一种无切屑加工，在常温下利用金属的塑性变形，使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的，是磨削、车削等机械加工无法做到的。

滚压是一种无切削的塑性加工方法。

表面工程技术最突出的技术特点是无需改变整体材质，就能获得本体材料所不具备的某些特殊性能。表面技术多获得的表面覆盖层厚度一般从几十微米到几毫米。

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。

表面工程按学科特点分类

表面工程按工艺特点分类

1. 在改善和美化人们生活中的应用

2. 在保护、优化环境中的应用

(1)净化大气：采用化学气相沉积和溶胶-凝胶等技术制成的催化剂载体，可有效地治理被污染的大气。

(2)净化水质：过滤膜可采用化学气相沉积、阳极氧化和溶胶-凝胶等表面工程技术来制备。

(3)吸附杂质：采用表面技术制成的吸附剂，可使空气、水、溶液中的有害成分被吸附，还可去湿、除臭。

(4)活化功能：远红外具有活化空气和水的功能。

(5)绿色能源：表面工程技术是开发绿色能源的基础技术之一，许多绿色能源装置都应用了气相沉积镀膜和涂覆技术。

3.在结构材料中的应用

表面工程技术在耐腐蚀性和装饰性方面起着重要作用，同时在强化、耐磨、装饰等方面也起着重要作用。

(1)表面防护：表面防护主要是指材料表面防止化学腐蚀和电化学腐蚀等的能力。采用表面工程技术能显著提高结构件的防护能力。

(2)耐磨性：耐磨性是指材料在一定摩擦力条件下抵抗磨损的能力。它与材料特性以及载荷、速度、温度等磨损条件有关。利用热喷涂、堆焊、电刷镀和电镀等表面技术，在材料表面形成Ni基、Co基、Fe基、金属陶瓷等覆层，可有效地提高材料或制件的耐磨性。

(3)表面强化：主要指通过各种表面强化处理来提高材料表面抵御除腐蚀和磨损之外的环境作用的能力。

(4)表面装饰：具有光亮、色泽、花纹和仿照等功能。合理地选择电镀、化学镀、氧化等表面技术，可以获得镜面镀层、全光亮镀层、亚光镀层、缎状镀层，不同色彩的镀层，各种平面、立体花纹镀层、仿贵金属、仿古和仿大理石镀层等。

4.在功能材料和元器件中的应用

功能材料主要指具有优良的物理、化学和生物等功能，以及一些声、电、光、磁等互相转换功能，而被用于非结构目的的高技术材料，常用来制造各种装备中具有独特性能的核心部件。材料的功能特性与其表面成分、组织结构等密切相关。

(1)电学特性：利用电镀、化学镀、气相沉积、离子注入等技术可制备具有电学特性的功能薄膜及其元器件。

(2)磁学特性：通过气相沉积技术和涂装等表面技术制备出磁记录介质、磁带、磁泡材料、电学屏蔽材料、薄膜磁阻元件等。

(3)光学特性：利用电镀、化学镀、转化膜、涂装、气相沉积等方法，能够获得具有反光、光选择吸收、增透性、光致发光、感光等特性的薄膜材料。

(4)声学特性：利用涂装、气相沉积等表面技术，可以制备掺杂Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺款频段的吸波涂层、红外隐身涂层、降低雷达波反射系数的纳米复合雷达隐身涂层，声反射和声吸收涂层以及声表面波器件等。

(5)热学特性：采用磁控溅射，涂装等方法制备。

(6)生物学特性：具有一定的生物相容性和物理化学性质的生物医学材料，利用等离子喷涂、气相沉积、等离子注入等方法形成的一用涂层，可在保持基体材料特性的基础上，提高基体表面的生物学性质、耐磨性、耐蚀性和绝缘性等，阻隔基体材料离子向周围组织溶出扩散，起到改善同人体机能的作用。在金属材料上制备生物陶瓷涂层，提高材料的生物活性，用作人造关节、人造牙等医学植入体。将磁性涂层涂覆在人体的一定穴位上，有治疗疼痛、高血压等功能。

(7)各种转换功能：采用表面工程技术可获得进行光-电，热-电，光-热，力-热，磁-光等转换功能的器件。

5.在再制造工程中的应用

(1)再制造工程的内涵 再制造工程是在维修工程和表面工程的基础上发展起来的新兴科学，是以产品全寿命周期论为指导，以实现废旧产品的性能提升为指标，以优质、高效、节能、节材和环保为准则，以先进生产技术和产业优化为手段，来修复、改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。简而言之为是废旧产品高技术修复、改造的产业。其重要特征是，再制造以后的产品质量和性能达到或超过新品，成本只是产品的50%，可节能60%，节材70%，对环境的不良影响显著降低，可有力的促进资源节约型、环境友好型社会的建设。

(2) 再制造工程的效益和特色 效益体现在废旧产品的零部件因被直接用作再制造的毛坯而不是回炉冶炼获得钢垫，避免了回炉时对能量的消耗和对环境造成的二次污染；避免了由钢锭到新零件的二次制造时对能源的再次消耗和对环境的再度污染。一方面提高了产品的绿色度，另一方面避免了成为固体垃圾而造成的环境污染。

表面工程技术的作用就是制备出由于本体材料性能的表面覆盖层，赋予工件表面耐蚀性、耐磨性即获得电、磁、光、声、热等功能。

表面工程高效

——几秒就可将表面加工至需要的表面精度，效率是

磨削的5-20倍、车削的10-50倍以上。

表面工程优质

——一次进给实现Ra0.05-0.1um的镜面精度；并使表

面得到挤压硬化，耐磨性、疲劳强度提高；消除

了表面受力塑性变形，尺寸精度能相对长期保持 稳定。

表面工程经济

——无需大型设备的资金、占地、耗电、废渣处理等

投入；无需专业的技工投入。

表面工程方便

——可装夹在任何旋转与进给设备上，无需专业培训

就可加工出镜面精度。

表面工程环保

——没有切屑（保护环境）、低能耗。

表面工程安全

——无切削滚压刀具没有刀刃。

无切削加工技术安全、方便，能精确控制精度，几大优点：

1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能达到Ra≤0.08µm左右。

2、修正圆度，椭圆度可≤0.01mm。

3、提高表面硬度，使受力变形消除，硬度提高HV≥40°

4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。

5、提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用反而降低。

冷态塑性变形引起的残余应力：1、表层金属产生残余压应力。2、里层产生残余拉应力。

滚压不是去除材料方式的加工，滚压后的表层金属纤维完整 。

加工后工件最高可达表面粗糙度Ra≤0.05µm，椭圆度≤0.01mm ，硬度的提高，铁类可提高Hv40左右，不锈钢可提高Hv100左右，疲劳强度提高30%。使工件表面受力塑性变形消除，尺寸精度相对长期保持稳定，极大提高了零部件的使用寿命。

1、提高耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳、耐氧化、防辐射性能；

2、提高表面自润滑性；

3、实现表面的自修复性（自适应、自补偿和自愈合）；

4、实现表面的生物相容性；

5、改善表面的传热性或隔热性；

6、改善表面的导电性或绝缘性；

7、改善表面的导磁性、刺激一星或屏蔽性；

8、改善表面的增光性、反光性或吸波性；

9、改善表面的湿润性或憎水性；

10、改善表面的黏着性或不黏性；

11、改善表面的吸油性或干磨性；

12、改善表面的摩擦因数（提高或降低）；

13、改善表面的装饰性或仿古作旧性等

14、还有诸如减震、密封、催化等。

表面改性--镜面滚压

镜面滚压原理：它是一种压力光整加工，是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用滚压工具对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。表面滚压能在表面产生约5mm深的残余压应力区，因此能较大幅度地改善材料表面的疲劳寿命、抗应力腐蚀能力，特别适合晶体结构为面心立方的金属与合金的表面改性。

表面工程柄部图

螺纹柄、BT柄、十字柄等，柄部的不同只是为了适应加工的机床使用，如：钻床、铣床、车床、镗床、加工中心、攻钻专机（如图）等。

表面工程滚压刀应用

而滚压刀的内部结构没有其它变化，为适应加工工件的不同，有不同的尺寸要求，滚压刀基本是根据工件的需要定制，要扩大滚压刀具的加工范围，就必须考虑工件的尺寸范围，并确定滚压刀的加工与调节范围，以扩大使用范围，从而降低刀具的采购成本。2100433B

· 1983年首次由Prof. T.Bell提出。英Birmingham大学成立澳福森表面工程研究所

· 1985年发行表面工程(Surface Engineering)杂志

· 1986年在布达佩斯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年在英国，1988年在日本召开ICSE

· 1987年12月在京成立中国机械工程学会表面工程研究所。88年创刊《表面工程》杂志。11月召开首届表工程 研讨会。1998年表面工程杂志更名为《中国表面工程》(CSE)

第1章 表面工程技术的分类、作用及选择原则1

1.1 表面工程及其特征1

1.1.1 表面工程的技术特征1

1.1.2 表面工程的科学体系2

1.2 表面工程技术的分类与作用4

1.2.1 表面工程技术的分类4

1.2.2 表面工程技术的作用和功能6

1.3 表面工程技术的设计、选择和应用16

1.3.1 表面工程技术设计、选择的原则16

1.3.2 表面工程技术的工艺规程21

第2章 热喷涂技术的设计与选择24

2.1 热喷涂技术原理与涂层的形成24

2.1.1 热喷涂涂层形成的基本过程24

2.1.2 热喷涂涂层的结构25

2.1.3 热喷涂涂层与基体的结合26

2.2 热喷涂的分类与技术特征27

2.2.1 热喷涂技术的分类27

2.2.2 热喷涂技术的特点28

2.2.3 热喷涂的工艺步骤29

2.3 火焰喷涂31

2.3.1 线材火焰喷涂31

2.3.2 粉末火焰喷涂32

2.3.3 高速火焰喷涂34

2.3.4 爆炸喷涂35

2.4 电弧喷涂37

2.4.1 电弧喷涂原理37

2.4.2 电弧喷涂设备38

2.4.3 电弧喷涂的特点38

2.5 等离子喷涂39

2.5.1 常规等离子喷涂39

2.5.2 真空等离子喷涂40

2.5.3 超声速等离子喷涂41

2.5.4 水稳等离子喷涂43

2.6 其他喷涂技术44

2.6.1 激光喷涂44

2.6.2 冷气动力喷涂45

2.7 热喷涂材料47

2.7.1 热喷涂材料的性能要求47

2.7.2 热喷涂材料的分类48

2.7.3 金属、合金线材与粉末49

2.7.4 自熔性合金67

2.7.5 陶瓷材料73

2.7.6 塑料粉末82

2.7.7 复合材料83

2.8 热喷涂涂层的设计与选择85

2.8.1 热喷涂涂层设计的基本原则85

2.8.2 热喷涂工艺、设备、材料的选择86

2.8.3 热喷涂技术的选择与应用90

第3章 电化学镀覆技术的设计与选择101

3.1 电镀101

3.1.1 电镀过程与基本理论基础101

3.1.2 电镀溶液的组成107

3.1.3 金属共沉积的条件及特征108

3.1.4 金属与合金的电镀112

3.1.5 复合电镀126

3.2 电刷镀131

3.2.1 电刷镀的基本原理131

3.2.2 电刷镀的特点132

3.2.3 电刷镀设备132

3.2.4 电刷镀工艺134

3.2.5 电刷镀溶液136

3.2.6 电刷镀的应用139

3.3 化学镀140

3.3.1 化学镀的基本原理141

3.3.2 化学镀镍142

3.3.3 化学镀钴146

3.3.4 化学镀铜149

3.3.5 化学镀铁152

3.3.6 化学复合镀154

3.4 电化学镀覆层的设计与选择159

3.4.1 电镀层159

3.4.2 电刷镀层163

3.4.3 化学镀层168

第4章 化学转化膜技术的设计与选择172

4.1 化学转化膜基础172

4.1.1 化学转化膜的分类172

4.1.2 化学转化膜的形成方式与制备方法173

4.1.3 化学转化膜的用途174

4.2 金属与合金的化学氧化174

4.2.1 钢铁的化学氧化174

4.2.2 铝及铝合金的化学氧化179

4.2.3 镁及镁合金的化学氧化181

4.2.4 铜及铜合金的化学氧化182

4.3 金属与合金的阳极氧化182

4.3.1 铝及铝合金的阳极氧化183

4.3.2 镁及镁合金的阳极氧化193

4.3.3 金属与合金的微弧氧化196

4.4 金属与合金的磷化处理200

4.4.1 磷化的分类、性质和机理200

4.4.2 钢铁的磷化处理202

4.4.3 有色金属的磷化处理204

4.5 金属的钝化206

4.5.1 金属钝化的分类206

4.5.2 钢铁的钝化207

4.5.3 有色金属及其合金的钝化208

4.6 化学转换膜的设计及选择210

4.6.1 化学氧化210

4.6.2 阳极氧化及微弧氧化213

4.6.3 磷化及钝化216

第5章 表面改性技术的设计与选择220

5.1 化学热处理220

5.1.1 化学热处理的原理与分类220

5.1.2 渗碳223

5.1.3 渗氮228

5.1.4 碳氮共渗与氮碳共渗234

5.1.5 渗金属236

5.1.6 其他化学热处理239

5.2 表面热处理239

5.2.1 表面热处理的分类240

5.2.2 表面热处理的组织性能及材料240

5.2.3 感应表面热处理241

5.3 高能量密度表面处理244

5.3.1 激光表面处理244

5.3.2 电子束表面处理248

5.4 离子注入249

5.4.1 离子注入原理及特征250

5.4.2 离子注入的装置与工艺参数251

5.4.3 离子注入的改性原理251

5.5 化学热处理及表面强化技术的设计与选择252

5.5.1 化学热处理252

5.5.2 表面感应热处理260

5.5.3 表面激光热处理263

第6章 涂装技术的设计与选择266

6.1 涂装、涂料及成膜过程266

6.1.1 涂装的分类及其功能266

6.1.2 涂料的组成及分类267

6.1.3 涂装工艺过程与成膜过程270

6.1.4 多层涂膜与涂膜的防护机理273

6.1.5 常用涂料膜层274

6.2 浸涂277

6.2.1 浸涂的特点277

6.2.2 浸涂设备278

6.2.3 浸涂方法278

6.3 喷涂涂装279

6.3.1 空气喷涂279

6.3.2 高压无气喷涂282

6.3.3 静电喷涂283

6.4 电泳涂装285

6.4.1 电泳涂装的原理与过程286

6.4.2 电泳涂装的特点286

6.4.3 电泳涂装的设备287

6.4.4 电泳涂装工艺及影响因素288

6.5 粉末涂装289

6.5.1 粉末涂装的特点289

6.5.2 粉末涂料的种类及制备290

6.5.3 流化床涂装法292

6.5.4 粉末静电涂装293

6.6 涂装技术及涂膜的设计与选择296

6.6.1 涂装要素设计与选择的原则296

6.6.2 涂装技术的选择与应用297

第7章 气相沉积技术的设计与选择319

7.1 物理气相沉积320

7.1.1 物理气相沉积的特点320

7.1.2 真空蒸镀320

7.1.3 溅射镀膜324

7.1.4 离子镀膜328

7.2 化学气相沉积333

7.2.1 化学气相沉积的特点、分类与应用333

7.2.2 化学气相沉积原理334

7.2.3 化学气相沉积的设备及工艺335

7.2.4 化学气相沉积方法336

7.3 气相沉积技术的选择与应用342

7.3.1 物理气相沉积342

7.3.2 化学气相沉积348

第8章 复合表面处理技术的选择与应用353

8.1 表面复合化学热处理353

8.2 激光复合表面处理371

8.3 气相沉积复合表面处理378

8.4 电化学镀覆复合表面处理388

第9章 表面处理技术的比较与选择396

9.1 飞机起落架的电镀硬铬与超声速火焰喷涂WC涂层396

9.2 表面处理技术对Co"para" label-module="para">

9.3 热镀锌钢工件的表面FEVE氟碳涂料的涂装401

9.4 近海水工钢闸门的热喷锌 涂料封闭防腐技术404

9.5 45钢的氮碳共渗 化学镀镍双重表面强化工艺407

9.6 电站阀门三种表面镀层耐蚀和抗氧化性能的比较409

9.7 三种汽车零件磷化工艺的选择与改进410

9.8 无油润滑、高压动密封件渗氮与复合表面处理工艺414

9.9 重载传动件磨损轴颈的热喷涂修复417

9.10 不同镀覆层材料在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为419

9.11 汽轮机转子轴颈损伤原因及修复421

9.12 不锈钢/铝多层复合板的界面处理方法424

参考文献427

表面工程技术的物理、化学基础；表面淬火与形变强化技术；热喷涂、喷焊与堆焊技术；热扩渗 与热浸镀技术；电镀与化学镀；化学转化膜技术；涂装技术；气相沉积技术；高能束技术；微细加工技术；三维零件制造表面工程技术；表面涂层或薄膜的质量评定标准与检测方法等。2100433B

目录

第1章 绪论

1－1 材料表面工程技术的意义、目的和作用

1－1－1 材料表面工程技术的意义

1－1－2 材料表面工程技术的目的和作用

1－2 材料表面工程技术的发展与分类

1－2－1 材料表面工程技术的发展概况

1－2－2 材料表面工程技术的分类

思考题

第2章 表面物理化学基础

2－1 表面晶体学基础

2－1－1 表面原子的点阵

2－1－2 表面原子重组机理

2－1－3 几种重要材料的表面晶体结构

2－2 表面能与表面张力

2－2－1 表面能概念

2－2－2 液体的表面张力。

2－2－3 表面自由能

2－2－4 固体的表面张力及表面能

2－3 固体表面结构

2－3－1 不同晶面的表面能

2－3－2 晶体的平衡形状

2－3－3 表面结构的小面化

2－3－4 表面缺陷

2－3－5 金属表面的特点

2－4 固体表面的润湿

2－4－1 润湿现象及润湿角

2－4－2 内聚功（Wc）和粘附功（Wa）

2－4－3 铺展系数

2－4－4 润湿理论的应用

2－4－5 弯曲液面的附加压力

2－4－6 气泡最大压力法测定表面张力

2－5 Kelvin公式及其应用

2－5－1 饱和蒸气压与液面曲率半径的关系－Kelvin公式

2－5－2 微小固体颗粒的特性

2-5－3 介安状态

2－6 表面吸附热力学及表面力

2－6－1 吸附现象及其基本分类

2－6－2 吸附活化能

2－6－3 吸附热力学

2－6－4 表面吸附力

2－6－5 表面化合物

2－7 固体表面的吸附理论

2－7－1 吸附曲线

2－7－2 几种吸附理论

2－8 液体表面和固体表面对溶液的吸附

2－8－1 溶液表面的吸附现象

2－8－2 表面活性物质与表面非活性物质

2－8－3 液体表面吸附的Gibbs等温方程式

2－8－4 固体对液体的吸附

2－8－5 固体表面之间的吸附

2－9 表面原子的扩散

2－9－1 晶体表面缺陷的动能学

2－9－2 随机行走（RandomWalk）理论

2－9－3 宏观扩散的扩散系数

2－9－4 表面扩散定律

2－9－5 表面的自扩散和多相扩散

2－9－6 表面向体内的扩散

思考题

第3章 表面强度

3－1 扭转件的表面强度

3－1－1 扭转时剪应力沿截面的分布

3－1－2 表面强化层

3－1－3 表面的最大抗扭强度

3－2 弯曲件的表面强度

3－2－1 弯曲时应力沿截面的分布

3－2－2 弯曲件的表面强化

3－3 疲劳载荷下的表面强度

3－3－1 疲劳裂纹萌生于表面

3－3－2 影响疲劳强度的因素

3－4 表面膜层的应力

3－4－1 薄膜应力的起因

3－4－2 沉积工艺对应力的影响

3－5 表面活性介质对力学性能的影响

3－5－1 PeбиHгеp效应

3－5－2 影响Pебингерp效应的因素

3－5－3 PeбингербиPeнrep效应中的断裂理论

3－5－4 Peбингерp效应的利用及防止

3－6 表面抗磨强度

3－6－1 磨损概念

3－6－2 固体表面接触的基本理论

3－6－3 磨损的机制

3－6－4 耐磨设计与表面强化表面抗腐蚀强度

3－7－1 腐蚀的起因

3－7－2 腐蚀的分类

3－7－3 腐蚀速率

3－7－4 电位－pH图

3－7－5 金属的钝化及表面膜

3－7－6 控制腐蚀的途径

思考题

第4章 热渗镀

4－1 概述

4－2 热渗镀原理

4－2－1 热渗镀的基本过程

4－2－2 渗层的形成条件

4－2－3 渗层的形成及特点

4－2－4 热渗镀速率

43TRD渗镀法

4－3－1 处理方法

4－3－2 影响涂层厚度的因素

4－3－3 镀层性能

4－3－4 TRD处理的应用及与PVD和CVD镀层性能的比较

4－4 热浸镀

4－4－1 热镀锌

4－4－2 热渗镀铝

4－5 渗金属

4－5－1 渗铬

4－5－2 渗硼

4－5－3 渗其它元素

4－5－4 多元共渗

4－6 离子轰击渗镀原理

4－6－1 概述

4－6－2 气体的放电过程

4－6－3 气体放电方式及其伏安特性曲线

4－6－4 辉光放电的光区和有关特性曲线

4－6－5 阴极溅射

4－6－6辉光放电中的化学反应

4－7 离子氮化

4－7－1 离子氮化机理

4－7－2 离子氮化装置

4－7－3 主要工艺参数对氮化层组织的影响

4－7－4 钢离子氮化后的性能

4－7－5 离子氮化与其它氮化方法的比较

4－7－6 离子氮化的应用

4－8 离子渗碳

4－8－1 离子渗碳原理

4－8－2 等离子渗碳的特点

4－8－3 等离子渗碳的应用

思考题

第5章 热喷涂

5－1 概述

5－1－1 热喷涂方法的分类

5－1－2 热喷涂技术的特点

5－1－3 热喷涂技术与其它表面技术的比较

5－1－4 热喷涂技术的发展

5－1－5 各种热喷涂方法比较

5－2 热喷涂的一般原理

5－2－1 粒子流的特点

5－2－2 涂层的形成

5－2－3 喷涂粒子与基体的结合强度

5－3 火焰喷涂

5－3－1 线材火焰喷涂

5－3－2 粉末火焰喷涂

5－3－3 基体表面预处理

5－3－4 火焰喷涂的应用

5－4 等离子喷涂

5－4－1 等离子的形成及其特点

5－4－2 等离子弧喷涂原理

5－4－3 等离子喷涂设备

5－4－4 等离子喷涂工艺

5－4－5 等离子喷涂的应用

5－4－6 等离子喷涂法的新进展

5－5 爆炸喷涂和超音速喷涂

5－5－1 爆炸喷涂

5－5－2 超音速喷涂

5－6 热喷涂用材

5－6－1 金属、合金及陶瓷喷涂线材

5－6－2 非复合型热喷涂用粉末

5－6－3 复合型热喷涂用粉末

5－7 热喷涂涂层的特性

5－7－1 热喷涂涂层的基本特点

5－7－2 防锈防蚀性能

5－7－3 耐磨性能

5－7－4 耐高温性能

5－7－5 热喷涂涂层的改质

5－8 涂层设计

5－8－1 喷涂工艺的选择原则

5－8－2 根据使用条件设计热喷涂层

5－8－3 喷涂材料的选择原则

思考题

第6章 堆焊

6－1 概述

6－1－1 堆焊概念

6－1－2 堆焊金属组织的一般规律

6－2 异种金属熔焊（堆焊）理论

6－2－1 熔合区的形成与结构

6－2－2 扩散过渡层的产生

6－2－3 碳化物形成元素对扩散层的影响

6－2－4 非碳化物形成元素对扩散层的影响

6－2－5 液相合金元素向固相中的扩散

6－3 手工电弧堆焊

6－3－1 手工电弧堆焊工艺

6－3－2 堆焊材料

6－3－3 堆焊材料的选择

6－3－4 手工堆焊的几个要点

6－4 埋弧自动堆焊

6－4－1 埋弧自动堆焊原理

6－4－2埋弧自动堆焊设备

6－4－3 埋弧自动堆焊用材

6－4－4 埋弧自动堆焊工艺规范

6－5 振动电弧堆焊

6－5－1 振动电弧堆焊基本原理

6－5－2 振动电弧堆焊主要设备

6－5－3 振动电弧堆焊工艺规范

6－6 等离子喷焊与氧乙炔粉末喷焊

6－6－1 等离子喷焊

6－6－2 氧－乙炔火焰金属粉末喷焊

6－7 其它堆焊方法

6－7－1 气体保护堆焊法的特点

6－7－2 电渣堆焊

思考题

第7章 电镀

7－1 概述

7－2 电沉积的基本原理

7－2－1 电镀溶液

7－2－2 金属的电沉积过程

7－2－3 金属离子的放电位置

7－3 金属的电结晶

7－3－1 过电位在电结晶中的意义

7－3－2 电极反应与极化

7－3－3 形核理论

7－3－4 螺旋位错生长理论

7－3－5 镀层的组织结构

7－4 影响电镀层质量的基本因素

7－4－1 镀液的影响

7－4－2 电镀规范的影响

7－4－3 pH值及析氢的影响

7－4－4 基体金属对镀层的影响

7－4－5 前处理的影响

7－5合金电镀

7－5－1 电镀合金的特点

7－5－2 合金电镀原理

7－5－3 合金共沉积的类型

7－5－4 阴极极化曲线在合金共沉积理论中的作用

7－5－5 电镀合金的阳极

7－6 复合镀

7－6－1 复合镀层的沉积机理

7－6－2 复合镀的条件

7－6－3 复合镀的性能特点及应用

7－7 电刷镀

7－7－1 电刷镀的原理与特点

7－7－2 刷镀电源

7－7－3 刷镀溶液

7－7－4 刷镀工艺简介

7－7－5 刷镀技术的应用

思考题

第8章 化学镀

8－1 概述

8－1－1 离子还原的电子来源

8－1－2 化学镀的条件

8－1－3 化学镀的特点

8－2 化学镀镍

8－2－1 化学镀镍原理

8－2－2 化学镀镍工艺

8－2－3 化学镀镍层的组织结构和性能

8－2－4 化学镀镍合金技术的发展前景

8－3 化学镀铜

8－3－1 化学镀铜原理

8－3－2 化学镀铜工艺

思考题

第9章 化学转化膜

9－1 概述

9－1－1 转化膜形成的基本方式

9－1－2 转化膜的基本用途

9－1－3 转化膜技术的发展动向

9－2 化学成膜的基础理论

9－2－1 磷酸盐膜化学反应机理

9－2－2 铬酸盐膜化学反应机理

9－2－3 草酸盐膜化学反应机理

9－2－4 化学氧化机理

9－3 铝的电化学氧化理论

9－3－1 一般原理

9－3－2 铝上阳极氧化膜的形成

9－3－3 氧化膜的微观结构

9－4 磷化膜

9－4－1 假转化型磷化（成膜溶液的磷化）

9－4－2 转化型磷化（非成膜型溶液的磷化）

9－5 铬酸盐膜

9－5－1 铬酸盐膜成膜工艺

9－5－2 铬酸盐膜的性质

9－6 铝的阳极氧化工艺及性质

9－6－1铝的阳极氧化工艺

9－6－2 铝的阳极氧化膜的性质

9－7 化学氧化与草酸盐钝化

9－7－1化学氧化

9－7－2 草酸盐钝化

9－8溶胶凝胶成膜

9－8－1概述

9－8－2 溶胶－凝胶工艺

9－8－3溶胶－凝胶膜的应用

思考题

第10章 金属表面彩色化

10－1 金属表面着色机理

10－1－1 电解发色法

10－1－2 涂料浸渍着色法

10－1－3　电解着色法（二步法）

10－2　铝和铝合金的着色

10－2－1 电解发色工艺

10－2－2 氧化膜染色工艺

10－2－3 电解着色工艺

10－2－4 采用周期换向电流所得的铝氧化层的特殊着色法

10－3 铬酸盐及磷酸盐钝化膜的彩色

10－3－1 铬酸盐膜的彩色

10－3－2 磷化膜的彩色

10－4化学法生成彩色氧化膜

10－4－1 化学彩色氧化膜工艺

10－4－2 不锈钢的化学彩色

10－4－3 铜的化学彩色氧化膜

思考题

第11章 涂料及涂装

11－1 概述

11－1－1 涂料及其进步

11－1－2 涂料的性能及特点

11－1－3 涂料的基本组成

11－1－4 涂料的分类

11－2 高分子涂料成膜机理

11－2－1 涂膜形成的物理化学变化

11－2－2 非交联型成膜

11－2－3 交联型成膜

11－3 涂膜防护机理

11－3－1 涂膜对介质的屏蔽作用

11－3－2 电解质对涂膜的渗透

11－3－3 防锈颜色的防蚀机理

11－3－4 涂膜的综合防蚀作用

11－3－5涂膜的破坏

11－4 涂料品种简介

11－4－1 一般涂料

11－4－2 水性涂料

11－4－3 粉末涂料

11－4－4 元素有机聚合物涂料

11－4－5橡胶涂料

11－4－6特殊用途的涂料

11－5 涂装方法简介

11－5－1 一般涂装方法

11－5－2静电涂装法

11－5－3 电泳涂装法

11－5－4 粉末静电喷涂法

11－5－5 其它粉末涂覆法

思考题

第12章 气相沉积

12－1概述

12－2 物理气相沉积（PVD）

12－2－1　气相沉积的基本过程

12－2－2 蒸发镀膜

12－2－3 溅射镀膜

12－2－4 离子镀膜

12－3 化学气相沉积（CVD）

12－3－1 CVD的化学反应和特点

12－3－2　CVD的方法

12－3－3 CVD的应用

12－3－4 金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD ）

12－3－5 等离子体辅助化学气相沉积（PCVD ）

12－3－6　激光化学气相沉积（LCVD）

12－4　PVD和CVD两种工艺的对比

12－5 膜/基体系的选择

12－5－1 硬质膜的选材

12－5－2 硬质膜的结构和性能的关系

思考题

第13章 高能束表面改性

13－1 概述

13－2 激光束与材料表面的交互作用

13－2－1 激光器的种类

13－2－2 激光束与金属的交互作用

13－2－3 激光加工的种类

13－3 激光相变硬化

13－3－1 激光相变硬化中的几个问题

13－3－2激光相变硬化的特点

13－3－3 激光相变硬化的效果

13－3－4 激光相变硬化的实际应用

13－3－5 激光熔化淬火

13－3－6 激光非晶化

13－3－7 激光退火

13－3－8 激光冲击硬化

13－4 激光表面合金化与激光熔覆

13－4－1 激光表面合金化

13－4－2 表面激光熔覆

13－5 离子注入基本原理与特点

13－5－1 注入离子的产生

13－5－2 注入元素的浓度分布

13－5－3 离子注入改性的一般机理

13－5－4 离子注入的极限浓度

13－6 离子注入技术的应用

13－6－1 离子注入技术的优缺点

13－6－2用离子注入改变材料的摩擦磨损性能

13－6－3 离子注入对疲劳性能的影响

13－6－4 离子注入在腐蚀工程中的应用

13－6－5 离子注入――研究合金基础理论的工具

13－6－6 离子注入发展动向

13－7 电子束技术

13－7－1 电子束对材料表面的作用

13－7－2 电子束加热和冷却

13－7－3 电子束表面改性

思考题

第14章 表面分析与测试

14－1 表面分析

14－1－1 表面分析的一般概念

14－1－2 表面分析方法概述

14－1－3 探针与材料表面的相互作用

14－1－4 表面成分分析技术

14－1－5 表面结构分析技术

14－2 表面机械性能测试

14－2－1 表面硬度的测试

14－2－2 结合强度的测试

14－2－3 膜层残余应力的测量

14－2－4 耐磨性能试验

14－2－5 膜层脆性测试法

14－3 表面物理性能测试

14－3－1 表面粗糙度的测试

14－3－2 膜厚的测试

14－3－3 耐热性能测试

14－3－4 绝缘性能测试

14－4 表面化学性能测试

14－4－1孔隙度测试

14－4－2 耐腐蚀性能测试

思考题

主要参考文献