表面工程技術(shù)-緒論

表面工程技術(shù)---緒論HarbinEngineeringUniversity材料科學與化學工程學院孟國哲教學目的通過本課程學習系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代表面處理技術(shù)的基本原理；能合理選擇并應(yīng)用這些新的表面工程技術(shù)；解決材料表面硬度、強度、耐磨性與心部強韌性之間的矛盾；充分發(fā)揮材料性能的潛力；延長產(chǎn)品使用壽命和提高產(chǎn)品質(zhì)量。1表面工程技術(shù)概論定義：表面工程是經(jīng)過表面預(yù)處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀況，以獲得所需要表面性能的系統(tǒng)工程。（對象、途徑、目的）Thedesignofsurface

andsubstratetogetherasafunctionallygradedsystemtogiveacosteffectiveperformanceenhancementofwhichneitheriscapableonitsown.Scopeoftopicsformingtheconceptofsurfaceengineering應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ跈C械零件而言，表面工程主要用于提高零件表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性、抗疲勞強度等性能，以保證現(xiàn)代機械在高速、高溫、高壓、重載以及強腐蝕介質(zhì)工況下可靠、持續(xù)運行；對于電子電器元件，表面工程主要用于提高元器件的電、光、聲、磁等特殊物理性能，以滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品容量大、傳輸快、體積小、轉(zhuǎn)換率高、可靠性高的要求；對于機電產(chǎn)品的包裝及工藝品，表面工程主要用于提高表面的耐腐蝕性和美觀性，以實現(xiàn)機電產(chǎn)品的優(yōu)異性能、藝術(shù)造型與絢麗外表的完美結(jié)合；對生物材料，主要用于提高人造骨骼等人體植入物的耐磨性、耐蝕性，尤其是生物相容性，以保證患者的健康，提高生活質(zhì)量。1.2表面工程技術(shù)的特點獲得優(yōu)良的表面力學性能(高硬、耐磨、抗疲勞、抗沖蝕、低摩擦系數(shù)、自潤滑等)；獲得優(yōu)良的表面物理功能(吸波、導波、超導、軟磁、硬磁、電磁屏蔽、光-電轉(zhuǎn)換、壓電陶瓷薄膜、低膨脹系數(shù)等)；獲得優(yōu)良的表面化學性能(防銹、耐蝕、殺菌、仿生物污染、自潔凈等)；獲得優(yōu)良的表面熱性能(耐熱、吸熱、導熱、阻熱及熱反射等)?！氨砻婀こ碳夹g(shù)”課程，主要包括兩部分內(nèi)容表面工程原理:主要包括表面晶體學、表面動力學、表面熱力學和薄膜物理。主要討論固體材料的表面與界面,涉及到固態(tài)的自由表面,固-氣界面、固-固界面等,并以晶態(tài)物質(zhì)的表面與界面為主要研究對象。從理論體系來看，表面工程原理的研究內(nèi)容，包括微觀理論與宏觀理論。微觀理論主要指在原子、分子水平上運用經(jīng)典理論和原子理論研究固體表面的組成，原子結(jié)構(gòu)及輸送現(xiàn)象、電子結(jié)構(gòu)與電子運動及其對表面宏觀性質(zhì)的影響;另一方面在宏觀尺度上,從能量的角度研究一系列的表面現(xiàn)象,在實驗的基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的基本方程。表面工程技術(shù)(工藝):主要研究1)表面涂層材料的制備與合成技術(shù)；2)表面涂層材料的成分、組織及結(jié)構(gòu)分析；

3)表面涂層材料的性能測試與評價；4)表面涂層材料的質(zhì)量控制與循環(huán)再利用。表面工程技術(shù)有著悠久的歷史，例如人們熟知的滲碳、氮化、碳氮共滲，以及鍍鉻、表面涂裝等技術(shù)，對改善工件的使用性能、提高工件的使用壽命和可靠性起到重要作用。近二三十年來，由于多種高新技術(shù)的交叉與滲透以及表面工程技術(shù)自身的不斷完善與發(fā)展，使表面工程技術(shù)在材料科學與工程領(lǐng)域中迅速崛起，成為國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)中最為重要的工程技術(shù)之一。表面工程技術(shù)幾乎可以制備、合成能夠滿足各種特殊需求的表面材料，改善和提高材料表面性能。獲得優(yōu)良的表面力學性能(高硬、耐磨、抗疲勞、抗沖蝕、低摩擦系數(shù)、自潤滑等)；獲得優(yōu)良的表面物理功能(吸波、導波、超導、軟磁、硬磁、電磁屏蔽、光-電轉(zhuǎn)換、壓電陶瓷薄膜、低膨脹系數(shù)等)；

獲得優(yōu)良的表面化學性能(防銹、耐蝕、殺菌、仿生物污染、自潔凈等)；

獲得優(yōu)良的表面熱性能(耐熱、吸熱、導熱、阻熱及熱反射等)。新趨勢：表面工程技術(shù)還在金剛石薄膜、薄膜半導體、化合物超導薄膜、肌體相容性人造骨骼表面處理等方面顯示了極大的優(yōu)越性。表面工程技術(shù)不僅明顯提高了產(chǎn)品質(zhì)量，延長了使用壽命，而且可以節(jié)省大量昂貴稀缺的材料資源，降低了產(chǎn)品的造價。表面工程技術(shù)之所以受到廣泛重視并得到迅速發(fā)展，除了具有較大的工程應(yīng)用價值和經(jīng)濟意義，更重要的是表面工程技術(shù)在支撐現(xiàn)代文明的“信息科學、生物科學和材料科學”三大技術(shù)領(lǐng)域中，起到了塊體材料不可替代的作用。地位：由于航天航空工程、海洋與船舶工程、電子工程和生物工程對高新材料的迫切需求，推動了表面工程技術(shù)的長足發(fā)展，從而在20世紀80