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第1章 表面技术概论 1

1.1 表面技术的含义 1

1.2 表面技术的内容 3

1.3 表面技术的应用 8

1.4 表面技术的发展 17

1.4.1 表面技术发展方向 17

1.4.2 表面技术发展前景 18

第2章 固体表面和覆盖层的结构 20

2.1 固体材料和表面界面 20

2.1.1 固体材料 20

2.1.2 表面界面 21

2.1.3 不饱和键 23

2.2 固—气表面的结构 23

2.2.1 理想表面 23

2.2.2 清洁表面 24

2.2.3 实际表面 25

2.3 表面特征力学和势场 32

2.3.1 表面吸附力 32

2.3.2 表面张力与表面能 34

2.3.3 表面振动与表面扩散 35

2.4 表面覆盖层的结构 40

2.4.1 电镀层的结构 41

2.4.2 薄膜的结构 43

第3章 固体表面的性能 47

3.1 固体表面的力学性能 47

3.1.1 附着力 47

3.1.2 表面应力 49

3.1.3 表面硬度 50

3.1.4 表面韧性与脆性 53

3.1.5 表面耐磨性能 55

3.1.6 表面抗疲劳性能 63

3.2 固体表面的化学性能 65

3.2.1 表面耐化学腐蚀性能 65

3.2.2 表面耐电化学腐蚀性能 68

3.2.3 非金属材料的耐蚀性 83

3.2.4 表面选择过滤与分离性能 88

3.2.5 表面防污与防沾污性能 96

3.2.6 表面自洁与杀菌性能 97

3.3 固体表面的物理性能 99

3.3.1 表面技术中的材料热学性能 100

3.3.2 表面技术中的材料电学性能 107

3.3.3 表面技术中的材料磁学性能 114

3.3.4 表面技术中的材料光学性能 121

3.3.5 表面技术中的材料声学性能 131

3.3.6 表面技术中的材料功能转换 135

第4章 电镀、电刷镀和化学镀 142

4.1 电镀的基本知识和原理 142

4.1.1 电镀的范畴和分类 142

4.1.2 电镀的基本过程和构成 143

4.1.3 电镀液 144

4.1.4 电镀反应 145

4.1.5 电极反应机理 147

4.1.6 金属的电沉积过程 148

4.1.7 影响电镀质量的因素 150

4.2 电镀预处理 151

4.2.1 预处理的目的和重要性 151

4.2.2 预处理方法 151

4.2.3 金属的抛光 152

4.3 单金属电镀和合金电镀 154

4.3.1 单金属电镀 154

4.3.2 合金电镀 156

4.4 电刷镀 160

4.4.1 电刷镀的基本原理和特点 160

4.4.2 电刷镀设备 160

4.4.3 电刷镀溶液 162

4.4.4 电刷镀工艺 164

4.4.5 电刷镀的应用 165

4.5 化学镀 166

4.5.1 化学镀的分类和特点 166

4.5.2 化学镀镍 167

4.5.3 化学镀铜 169

第5章 金属表面的化学处理 172

5.1 化学转化膜 172

5.1.1 化学转化膜的形成过程和基本方式 172

5.1.2 化学转化膜的分类和用途 172

5.2 氧化处理 173

5.2.1 钢铁的化学氧化 173

5.2.2 有色金属的化学氧化 177

5.3 铝及铝合金的阳极氧化 178

5.3.1 阳极氧化膜的性质和用途 178

5.3.2 阳极氧化膜的形成机理 179

5.3.3 铝及铝合金的阳极氧化工艺 180

5.3.4 阳极氧化膜的着色和封闭 182

5.4 微弧氧化 185

5.4.1 微弧氧化技术的由来与发展 185

5.4.2 微弧氧化设备与工艺 186

5.4.3 影响微弧氧化质量的因素 187

5.4.4 微弧氧化陶瓷质氧化物膜的结构和性能 189

5.4.5 微弧氧化陶瓷质氧化物膜的应用 190

5.5 磷化处理 190

5.5.1 钢铁的磷化处理 190

5.5.2 有色金属的磷化处理 194

5.6 铬酸盐处理 194

5.6.1 铬酸盐膜的形成过程 194

5.6.2 铬酸盐膜的组成和结构 195

5.6.3 铬酸盐处理工艺 195

第6章 表面涂覆技术 198

6.1 涂料与涂装 198

6.1.1 涂料 198

6.1.2 涂装 204

6.2 溶胶-凝胶技术 206

6.2.1 溶胶-凝胶法简介 206

6.2.2 溶胶-凝胶法薄膜或涂层 209

6.3 黏结与黏涂 212

6.3.1 黏结技术 212

6.3.2 黏涂技术 216

6.4 热喷涂与冷喷涂 218

6.4.1 热喷涂 218

6.4.2 冷喷涂 228

6.5 电火花表面涂覆 229

6.5.1 电火花表面涂覆的原理和特点 229

6.5.2 电火花涂覆工艺及应用 231

6.5.3 电火花涂覆层的特性 232

6.6 堆焊与熔结 234

6.6.1 堆焊 234

6.6.2 熔结 240

6.7 热浸镀 242

6.7.1 热浸镀层的种类 242

6.7.2 热浸镀工艺 243

6.7.3 热浸镀锌 243

6.7.4 热浸镀铝 246

6.8 搪瓷涂覆 247

6.8.1 瓷釉的基本成分和釉浆 247

6.8.2 搪瓷的金属基材及表面清洁处理 249

6.8.3 釉浆的涂覆和搪瓷烧成 249

6.8.4 搪瓷制品的分类和应用 250

6.9 塑料涂覆 250

6.9.1 塑料粉末涂料 250

6.9.2 塑料粉末涂覆方法 251

6.10 无机涂料与纳米复合涂料 252

6.10.1 无机涂料 253

6.10.2 纳米复合涂料 259

6.11 陶瓷涂层 265

6.11.1 陶瓷涂层的分类和选用 266

6.11.2 陶瓷涂层的工艺及其特点 267

6.11.3 几种典型的陶瓷涂层 268

6.12 达克罗涂覆技术 270

6.12.1 达克罗涂覆技术的由来与发展 271

6.12.2 达克罗涂层的结构与耐蚀机理 272

6.12.3 达克罗涂覆工艺流程 272

6.12.4 达克罗涂覆技术的优点与不足 274

6.12.5 达克罗涂覆技术的应用 275

第7章 气相沉积技术 277

7.1 气相沉积与薄膜 277

7.1.1 薄膜的定义与特征 277

7.1.2 薄膜的形成过程与研究方法 278

7.1.3 薄膜的种类和应用 279

7.1.4 薄膜制备方法和气相沉积法分类 280

7.2 真空技术基础 281

7.2.1 真空度和真空区域的划分 281

7.2.2 真空的特点和应用 281

7.2.3 真空中的气体分子特性 281

7.2.4 真空的获得 283

7.2.5 真空泵型号和真空机组 284

7.2.6 真空测量和检漏 285

7.3 物理气相沉积 290

7.3.1 真空蒸镀 290

7.3.2 溅射镀膜 298

7.3.3 离子镀 308

7.3.4 离子束沉积 318

7.3.5 分子束外延 320

7.4 化学气相沉积 321

7.4.1 化学气相沉积的反应方式与条件 321

7.4.2 化学气相沉积的方法与分类 322

7.4.3 几类化学气相沉积简介 324

7.4.4 化学气相沉积的特点与应用 329

第8章 表面改性技术 334

8.1 金属材料表面改性 334

8.1.1 金属表面形变强化 334

8.1.2 金属表面热处理 340

8.1.3 金属表面化学热处理 348

8.1.4 等离子体表面处理 360

8.1.5 激光表面处理 363

8.1.6 电子束表面处理 372

8.1.7 高密度太阳能表面处理 374

8.1.8 离子注入表面改性 376

8.2 无机非金属材料表面改性 385

8.2.1 玻璃的表面改性 385

8.2.2 传统陶瓷的表面改性 390

8.2.3 先进陶瓷的表面改性 391

8.2.4 生物无机非金属材料的表面改性 394

8.3 高分子材料表面改性 396

8.3.1 偶联剂处理 396

8.3.2 化学改性 397

8.3.3 辐射处理 399

8.3.4 等离子体改性 400

8.3.5 酶化学表面改性 401

第9章 复合表面技术 403

9.1 电化学技术与某些表面技术的复合 403

9.1.1 电化学技术与物理气相沉积的复合 403

9.1.2 电化学技术与表面热扩散处理的复合 406

9.2 真空镀膜与某些表面技术的复合 406

9.2.1 真空镀膜与涂装技术的复合 406

9.2.2 真空镀膜与离子束技术的复合 411

9.3 表面镀（涂）覆与纳米技术的复合 417

9.3.1 复合电镀、复合电刷镀和复合化学镀 417

9.3.2 纳米黏结、黏涂和纳米热喷涂 423

9.4 表面热处理与某些表面技术的复合 425

9.4.1 复合表面热处理 425

9.4.2 表面热处理与表面形变强化处理的复合 426

9.5 高能束表面处理与某些表面技术的复合 426

9.5.1 激光表面合金化、陶瓷化和增强电镀 427

9.5.2 激光束表面处理与等离子喷涂的复合 428

9.6 纳米晶粒薄膜和纳米多层薄膜 429

9.6.1 纳米薄膜概述 429

9.6.2 纳米晶复合薄膜 430

9.6.3 纳米多层膜 433

第10章 表面加工制造 437

10.1 表面加工技术简介 437

10.1.1 超声波加工 437

10.1.2 磨料加工 438

10.1.3 化学加工 441

10.1.4 电化学加工 442

10.1.5 电火花加工 445

10.1.6 电子束加工 446

10.1.7 离子束加工 448

10.1.8 激光束加工 449

10.1.9 等离子体加工 451

10.1.10 光刻加工 452

10.1.11 LIGA加工 459

10.1.12 机械微细加工 461

10.2 微电子工业和微机电系统的微细加工 462

10.2.1 微电子工业的微细加工 462

10.2.2 微机电系统的微细加工 466

第11章 表面技术设计 468

11.1 表面技术设计的要素与特点 468

11.1.1 表面技术设计的要素 468

11.1.2 表面技术设计的特征 469

11.2 表面技术设计的类型与方法 470

11.2.1 表面技术设计的类型 470

11.2.2 表面技术设计的方法 470

第12章 表面测试分析 478

12.1 表面分析的类别、特点和功能 478

12.1.1 表面分析用主要仪器 478

12.1.2 依据结构层次的表面分析类别 482

12.2 常用表面分析仪器和测试技术简介 484

12.2.1 电子显微镜 485

12.2.2 场离子显微镜 486

12.2.3 扫描隧道显微镜 487

12.2.4 原子力显微镜 488

12.2.5 X射线衍射 490

12.2.6 电子衍射 490

12.2.7 X射线光谱仪和电子探针 492

12.2.8 质谱仪和离子探针 494

12.2.9 激光探针 494

12.2.10 电子能谱仪 495

12.2.11 弹道电子发射显微镜 499

12.2.12 扫描近场光学显微镜和光子扫描隧道显微镜 500

12.2.13 红外光谱和拉曼光谱 502

参考文献 507