第一章现代表面工程技术

现代表面技术第一章表面技术概论第一节表面技术的涵义19世纪工业革命以来，材料品种日益繁多，为了适应高强度、高硬度和耐磨、耐高温、耐酸碱腐蚀等不同特殊要求，人们需要不断开发各种特殊的合金材料，但这些合金材料往往价格昂贵。

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，以改变其表面性能，使其适应复杂的工作环境。

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，可以极大地提高材料寿命。

因此，迫切需要开发出各种行之有效的表面技术，正是基于这样的背景，逐步形成了一门新兴学科——表面工程学。

表面工程技术的发展始于20世纪60年代末，近30年来发展尤为迅速。

在传统的表面处理技术不断改进、不断完善的同时，又有科学技术逐渐渗透到该领域，各种表面技术相互融合，从而使现代表面技术进入了一个新的发展时期。

表面技术是一门博大精深、实用价值极高的技术。

材料科学所面临的若干艰巨任务，如要求材料硬而不脆、耐磨而易车削、质高而价廉等间题，通过表面技术在相当程度上都可迎刃而解。

除本文所提及的巨大作用外，用表面技术合成人工结构材料、复合材料及沉积非晶态涂层及制取复合涂层方面都显示了巨大的应用潜力。

表面技术是一项能使产品获得高附加值的技术。

英国产品每年靠表面技术估计增值100亿英镑，如果对表面技术进行全开发，有可能节省200。

万到400亿埃居(约200亿英镑)，可见表面技术对国民经济的巨大作用。

我国在湿法镀覆等方面取得了令人瞩目的成就，但在PVD和表面改性方面还有许多工作要做。

这一方面要靠广大科技人员的才智与努力，同时有关领导部门在设备资金投入上给予有力的支持也至关重要。

只有这样，我国的表面技术才能以新的面貌进入21世纪，全方位赶上和领先世界水平。

一、什么是表面技术从广义上讲，表面技术是直接与各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术。

任何表面在通常情况下实际上都是界面。

两种不同相之间的交界，称为界面，在任何两相界面上都可以发生复杂的物理或化学现象，总称为表面现象。

表面工程1. 简介表面工程是一种应用于工业生产中的技术，通过对材料表面进行改性或处理，可以改变材料的性质和表面特征，从而提供更好的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能，并增加材料的美观度和装饰性。

表面工程广泛应用于汽车工业、航空航天、电子设备制造、医疗器械、建筑等领域。

2. 表面工程的分类2.1 表面涂覆表面涂覆是将一层或多层涂料、漆膜、涂层等材料均匀地涂覆在材料表面上，形成一层保护层或功能层的处理方法。

常见的表面涂覆技术包括电镀、喷涂、浸镀等。

表面涂覆可以提高材料的耐腐蚀性能、抗磨损性能等，同时也能增加材料的装饰性。

2.2 表面喷涂表面喷涂是将材料的颗粒或粉末喷射到待处理表面上，通过热熔或化学反应使其附着在表面上形成涂层。

表面喷涂常用于金属表面的防护和保护，可以防止氧化、腐蚀和高温等影响。

2.3 表面改性表面改性是通过物理或化学方法对材料表面进行处理，从而改变其物理、化学或机械性能。

常见的表面改性方法包括阳极氧化、磨削、抛光等。

表面改性可以提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。

2.4 表面涂覆与改性的比较表面涂覆和表面改性是表面工程的两种主要方法，它们有各自的特点和适用范围。

表面涂覆主要应用于需要增加防护和装饰性的场合，例如汽车的喷漆，可以保护车身免受腐蚀和刮擦；而表面改性主要应用于需要改变材料性质和提升机械性能的场合，例如通过磨削和抛光改善金属表面的光洁度和平整度。

3. 表面工程的应用3.1 汽车工业在汽车制造过程中，表面工程技术可以使车身更加耐腐蚀、耐磨损，同时也增加了车身的装饰性。

例如，汽车车身经过喷漆和镀膜等表面涂覆技术可以防止腐蚀和刮擦，并提供车身的颜色和亮度；汽车发动机的表面经过热喷涂技术可以提高其耐磨损性和耐高温性能。

3.2 航空航天在航空航天领域，材料的轻量化和高强度是目前的发展趋势。

通过表面涂覆和改性可以增加材料的耐腐蚀性和抗磨损性，从而提高飞机和航天器材料的使用寿命和安全性。

3.3 电子设备制造表面工程在电子设备制造中起着至关重要的作用。

第1篇第一章绪论一、涂装工程概述涂装工程是指在工程结构表面涂覆一层或多层涂料，以达到保护、装饰、防腐、防水等目的的一种施工技术。

涂装工程在我国工程建设中占有重要地位，对于提高工程质量和延长使用寿命具有重要意义。

二、涂装工艺的重要性1. 提高工程质量：合理的涂装工艺能够确保涂料与基材之间的粘结强度，提高涂层的耐久性，延长工程使用寿命。

2. 节约成本：科学、合理的涂装工艺能够降低施工过程中的浪费，提高涂料利用率，从而降低工程成本。

3. 保障施工安全：涂装施工过程中，合理选用涂料和施工工艺，可以有效避免因涂料有毒、易燃等特性导致的施工安全事故。

第二章涂装材料一、涂料分类1. 按用途分类：底漆、面漆、罩光漆、防腐漆、防火漆等。

2. 按基料分类：油性涂料、水性涂料、粉末涂料、高分子涂料等。

3. 按干燥方式分类：溶剂型涂料、水乳型涂料、热塑性涂料、热固性涂料等。

二、涂装材料性能1. 附着力：涂料与基材之间的粘结强度。

2. 耐久性：涂料在自然环境、介质等因素作用下保持原有性能的能力。

3. 耐腐蚀性：涂料对腐蚀介质的抵抗能力。

4. 耐水性：涂料对水的抵抗能力。

5. 耐候性：涂料在自然环境中的稳定性。

第三章涂装施工工艺1. 工程设计：根据工程要求，选择合适的涂料和施工工艺。

2. 材料准备：根据工程量，备足涂料、溶剂、辅助材料等。

3. 施工设备：准备喷枪、滚筒、刷子、砂纸等施工工具。

4. 施工环境：确保施工现场通风良好，温度适宜。

二、基层处理1. 去除旧涂层：使用铲刀、砂纸等工具将旧涂层铲除干净。

2. 表面清洁：使用高压水枪、刷子等工具将表面污物、油污等清理干净。

3. 打磨：使用砂纸对表面进行打磨，使基材表面粗糙，提高涂料附着力。

4. 填补：对于基材表面存在的裂缝、孔洞等缺陷，使用腻子进行填补。

5. 干燥：确保基层干燥，无水分。

三、涂料涂装1. 喷涂：使用喷枪进行涂料涂装，保持喷枪与基材的距离和角度。

2. 滚涂：使用滚筒进行涂料涂装，确保涂层均匀。

现代表面工程技术什么是表面工程？表面工程是将材料的表面与基体一起作为一个系统进行设计，利用各类表面技术，使材料的表面获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。

第一章表面技术概论表面技术是直接与各类表面现象或者过程有关的，能为人类造福或者被人们利用的技术----宽广的技术领域。

一、使用表面技术的目的1、提高材料抵御环境作用能力。

2、给予材料表面功能特性。

3、实施特定的表面加工来制造构件、零部件与元器件。

途径：表面涂覆：各类涂层技术（电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、气相沉积、包箔、贴片）。

表面改性：喷丸强化、表面热处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理。

二、表面技术的分类1、按作用原理(1)原子沉积电镀、化学镀、物理、化学气相沉积(2)颗粒沉积热喷涂、搪瓷涂敷(3)整体覆盖包箔、贴片(4)表面改性2、按使用方法(1)电化学法电镀、电化学氧化（阳极氧化）(2)化学法化学转化膜、化学镀(3)真空法物理、化学气相沉积、离子注入(4)热加工法热浸镀、热喷涂、化学热处理、堆焊(5)其它方法涂装、机械镀、激光表面处理三、表面技术的应用1、广泛性与重要性(1)广泛性➢内容广➢基材广➢种类多遍及各行业，用于构件、零部件、元器件，效益巨大(2)重要性•改善耐腐蚀、磨损、氧化、疲劳断裂、辐照损伤•提高产品长期运行可靠性、稳固性•满足特殊要求（必不可少或者唯一途径）•生产各类新材料、新器件（在制备临界温度超导膜、金刚石膜、纳米多层膜、纳米粉末、纳米晶体材料、多孔硅中起关键作用；又是许多光学、微电子、磁性、化学、生物等功能器件研究与生产的基础）2、在结构材料及构件与零部件上的应用表面技术作用：防护、耐磨、强化、修复、装饰3、在功能材料与元器件上的应用制造装备中具特殊功能的核心部件。

表面技术可制备或者改进一系列功能材料及元器件物理特性：•光学反射镜材料，防眩零件•热学散热材料，耐热涂层，吸热材料•电学表面导电玻璃，绝缘涂层•磁学磁记录介质，电磁屏蔽材料，磁泡材料化学特性：分离膜材料4、在人类习惯、保护与优化环境方面的应用(1)净化大气原料、燃料→CO2、NO2、SO2措施：回收、分解方法：制备触媒载体（钯炭、铂炭、钌炭、铑炭）(2)净化水质制备膜材料，处理污水、化学提纯、水质软化、海水淡化(3)抗菌灭菌TiO2（粉状、粒状、薄膜状）可将污染物分解•当光照射半导体化合物时，并非任何波长的光都能被汲取与产生激发作用，只有能量E满足式(1)的光量子才能发挥作用。

现代表面工程钱苗根课堂笔记
第一章表面技术概论
表面技术是直接与各种表面现象或过程有关的,能为人类造福或被人们利用的技术。

通过对材料基体表面加涂层或改变表面形貌、化学组成、相组成、微观结构、缺陷状态，达到提高材料抵御环境作用能力或赋予材料表面某种功能特性的工艺技术。

第一节表面技术的涵义
一、使用表面技术的目的
(1)提高材料抵御环境作用能力。

(2)赋予材料表面某种功能特性。

包括光、电、磁、热、声、吸附、分离等等各种物理和化学性能。

(3）实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件等。

二、主要技术途径:
(1）覆盖层
电镀、电刷镀、化学镀、涂装、粘结、堆焊、熔结、热喷涂、塑料粉末涂敷、热浸涂、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化学气相沉积、分子束外延制膜、离子束合成薄膜技术等。

此外，还有其他形式的覆盖层，例如各种金属经氧化和磷化处理后的膜层，包箔，贴片的整体覆盖层，缓蚀剂的暂时覆盖层等。

(2）机械、物理、化学等方法
改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态，即采用各种表面改性技术。

主要有喷丸强化、表面热处理、化学热处理、等离子扩渗处理、激光表面处理、电子束表面处理、高密度太阳能表面处理、离子注入表面改性等。

表面工程技术日益得到重视的主要原因:
1）社会生产、生活的需要;
2 )通过表面处理大幅度提高产品质量;
3）节约贵重材料;
4）实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题;
5 ）良好的节能、节材效果;
6）促进了新兴工业的发展。

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。