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第1章 绪论 1

1.1表面工程学科体系 1

1.1.1表面工程学科体系 1

1.1.2表面工程技术的分类 2

1.2表面工程技术的应用 3

1.2.1表面工程技术的作用 3

1.2.2表面工程技术的意义 4

1.2.3表面工程技术的应用 5

1.3表面工程技术的发展趋势 8

参考文献 9

第2章 表面工程技术的基础理论 11

2.1固体材料的表面特性 11

2.1.1固体的表面能 11

2.1.2固体的表面结构 11

2.1.3固体表面的吸附现象 14

2.2材料表面腐蚀基础 17

2.2.1腐蚀的分类 17

2.2.2金属的电化学腐蚀 19

2.2.3金属表面的钝化 23

2.2.4材料表面腐蚀控制与防护 24

2.3材料表面摩擦与磨损基础 25

2.3.1摩擦的定义及分类 25

2.3.2磨损的定义及评定 26

2.3.3磨损的分类 26

2.3.4提高材料耐磨性的途径 29

参考文献 30

第3章 表面工程技术的预处理工艺 31

3.1表面预处理的目的 31

3.1.1表面预处理的目的 31

3.1.2表面预处理的指标 31

3.2表面预处理工艺 32

3.2.1机械清理 32

3.2.2除油 33

3.2.3浸蚀 36

3.2.4除油-浸蚀联合处理 37

3.2.5化学抛光和电抛光 37

参考文献 38

第4章 热喷涂技术 39

4.1热喷涂的原理和特点 39

4.1.1热喷涂的定义 39

4.1.2热喷涂基本原理 39

4.1.3热喷涂的分类和特点 41

4.2热喷涂材料 42

4.2.1热喷涂材料的分类及特点 42

4.2.2热喷涂线材 43

4.2.3热喷涂用粉末 45

4.3热喷涂工艺 47

4.3.1工件表面预处理 47

4.3.2预热 48

4.3.3喷涂 48

4.3.4后处理 48

4.4火焰喷涂和喷焊技术 49

4.4.1氧-乙炔火焰的产生 49

4.4.2氧-乙炔线材火焰喷涂 50

4.4.3氧-乙炔粉末火焰喷涂 50

4.4.4火焰喷涂工艺及特点 51

4.4.5氧-乙炔粉末火焰喷焊 52

4.4.6火焰喷涂和喷焊应用举例 53

4.5电弧喷涂技术 56

4.5.1电弧喷涂原理和特点 57

4.5.2电弧喷涂设备 57

4.5.3电弧喷涂工艺 58

4.5.4电弧喷涂的应用实例 58

4.6等离子喷涂技术 60

4.6.1等离子喷涂的原理及特点 60

4.6.2等离子弧喷涂设备 61

4.6.3等离子弧喷涂工艺 62

4.6.4等离子喷涂的应用 63

4.7特种喷涂技术 64

4.7.1爆炸喷涂 64

4.7.2超音速喷涂 65

4.7.3激光喷涂与喷焊 67

4.8冷喷涂技术 67

4.8.1冷喷涂的原理及特点 67

4.8.2冷喷涂设备系统 68

4.8.3冷喷涂涂层的沉积特性 68

4.8.4冷喷涂的应用 69

4.9热喷涂涂层的选择及应用 70

4.9.1热喷涂工艺的选择原则 70

4.9.2涂层材料的选择 70

4.9.3热喷涂技术的应用及发展前景 71

参考文献 73

第5章 堆焊技术 75

5.1堆焊的基本概念 75

5.1.1堆焊的特点及类型 75

5.1.2堆焊层的形成和控制 76

5.2堆焊材料的类型及选择 79

5.2.1堆焊材料的种类 79

5.2.2堆焊材料的选择 81

5.3堆焊方法 82

5.3.1常用堆焊方法 82

5.3.2堆焊新方法 84

5.3.3堆焊方法的选择 91

5.4堆焊技术的应用 92

5.4.1堆焊技术的应用特性 92

5.4.2堆焊技术的应用 92

参考文献 93

第6章 电镀和化学镀 95

6.1电镀的定义及分类 95

6.1.1电镀的定义 95

6.1.2镀层的分类 95

6.2电镀的基本原理及工艺 96

6.2.1电镀的基本原理 96

6.2.2电镀溶液的基本组成 98

6.2.3金属的电沉积过程 99

6.2.4电镀工艺过程 101

6.3单金属电镀 101

6.3.1电镀锌 101

6.3.2电镀铬 102

6.3.3电镀镍 103

6.3.4电镀铜 103

6.4合金电镀 104

6.4.1合金电镀的特点 104

6.4.2合金共沉积的条件 105

6.4.3合金共沉积的类型 105

6.4.4合金电镀的应用 106

6.5电刷镀 107

6.5.1电刷镀原理及特点 107

6.5.2电刷镀设备 108

6.5.3电刷镀溶液 108

6.5.4电刷镀工艺 112

6.5.5电刷镀的应用 113

6.6化学镀 114

6.6.1化学镀原理与特点 114

6.6.2化学镀镍 115

6.6.3化学镀铜 117

6.7复合镀 118

6.7.1复合镀层的种类及特点 118

6.7.2复合镀的原理 119

6.7.3复合镀层的应用 119

6.8非金属材料的电镀 120

6.8.1塑料电镀 120

6.8.2玻璃和陶瓷电镀 121

6.8.3石膏和木材电镀 121

6.9电镀的发展趋势 122

参考文献 123

第7章 金属转化膜技术 124

7.1金属转化膜的基本特性及用途 124

7.1.1金属转化膜的形成方法 124

7.1.2金属转化膜的分类 124

7.1.3金属转化膜的主要用途 124

7.2化学氧化 125

7.2.1钢铁的化学氧化 125

7.2.2铝及铝合金的化学氧化 126

7.3阳极氧化 127

7.3.1铝及铝合金阳极氧化机理 127

7.3.2阳极氧化膜的结构和性质 128

7.3.3阳极氧化工艺 129

7.3.4阳极氧化膜的着色 131

7.3.5氧化膜的封闭处理 133

7.3.6其他金属的阳极氧化 134

7.4等离子体微弧氧化 134

7.4.1微弧氧化原理 134

7.4.2微弧氧化装置及工艺 135

7.4.3微弧氧化膜的结构与性能 135

7.4.4微弧氧化的应用 136

7.5钢铁的磷化处理 139

7.5.1磷化膜形成机理 139

7.5.2磷化膜的性能及应用 140

7.5.3钢铁的磷化工艺 141

7.6铬酸盐钝化处理 142

7.6.1铬酸盐膜的形成机理 142

7.6.2铬酸盐膜的特性 142

7.6.3铬酸盐钝化工艺 143

参考文献 144

第8章 气相沉积技术 145

8.1物理气相沉积过程及特点 145

8.1.1物理气相沉积基本过程 145

8.1.2物理气相沉积的特点 146

8.2真空蒸发镀膜 146

8.2.1蒸发镀膜基本原理 146

8.2.2蒸发源 148

8.2.3合金膜和化合物膜的制备 148

8.2.4蒸发镀膜的应用及发展 149

8.3溅射镀膜 150

8.3.1溅射镀膜原理及特点 150

8.3.2溅射镀膜方法 152

8.3.3合金膜和化合物膜的制备 154

8.3.4溅射镀膜应用和进展 154

8.4.离子镀膜 155

8.4.1离子镀膜原理及特点 156

8.4.2常用离子镀方法 157

8.4.3离子镀膜的应用及发展 159

8.5物理气相沉积工艺及方法比较 160

8.5.1 PVD工艺流程 160

8.5.2 PVD三种基本方法的比较 161

8.6化学气相沉积 161

8.6.1化学气相沉积装置 162

8.6.2化学气相沉积原理及特点 162

8.6.3特种化学气相沉积方法 164

8.6.4化学气相沉积的应用 165

8.6.5 CVD技术的发展 167

8.6.6 PVD和CVD工艺对比 167

参考文献 168

第9章 高能束表面改性技术 170

9.1激光表面改性 170

9.1.1激光表面改性原理 170

9.1.2激光表面改性技术的特点 172

9.1.3激光表面改性技术 172

9.2电子束表面改性 176

9.2.1电子束表面改性原理 176

9.2.2电子束表面改性方法及应用 177

9.3离子注入表面改性 177

9.3.1离子注入的原理和特点 177

9.3.2离子注入机简介 180

9.3.3离子注入的应用 181

参考文献 183

第10章 热扩渗技术 184

10.1热扩渗的基本原理及分类 184

10.1.1热扩渗的基本原理 184

10.1.2热扩渗工艺的分类 185

10.2热浸镀 186

10.2.1热浸镀原理 186

10.2.2热浸镀工艺方法 187

10.2.3常用热浸镀镀层 188

10.3渗碳和渗氮 189

10.3.1渗碳 190

10.3.2渗氮 190

参考文献 192

第11章 涂装技术 193

11.1涂料 193

11.1.1涂料的基本组成 193

11.1.2涂料的分类和命名 194

11.1.3涂料成膜机理 196

11.1.4涂料涂层的作用 196

11.1.5涂料基础产品简介 197

11.2涂装工艺 198

11.2.1涂装工艺 198

11.2.2涂装方法 198

参考文献 201

第12章 表面微细加工技术 203

12.1常用微细加工技术简介 203

12.1.1光刻加工 203

12.1.2 LIGA微细加工技术 205

12.1.3高能束微细加工 206

12.1.4微细电火花加工 207

12.1.5电解微细加工 208

12.1.6超声波微细加工 208

12.2微细加工技术典型应用实例 209

12.2.1集成电路的制造过程 209

12.2.2微型机电系统 210

12.3纳米电子技术 212

12.3.1纳米电子技术 212

12.3.2原子操纵加工技术 213

参考文献 214

第13章 特种表面工程技术 215

13.1表面喷丸强化技术 215

13.1.1喷丸强化原理 215

13.1.2喷丸强化设备及弹丸材料 216

13.1.3喷丸强化应用 217

13.2电火花表面强化 218

13.2.1电火花表面强化原理 218

13.2.2电火花表面强化工艺 219

13.2.3电火花强化的应用 219

13.3溶胶-凝胶法成膜 220

13.3.1溶胶-凝胶法成膜工艺 220

13.3.2溶胶-凝胶法的应用 221

13.4搪瓷涂覆技术 222

13.4.1瓷釉 222

13.4.2搪瓷涂覆工艺 222

13.4.3搪瓷的应用 223

13.5表面粘涂技术 223

13.5.1粘涂层的组成和形成机理 224

13.5.2表面粘涂工艺 224

13.5.3粘涂技术的应用 225

参考文献 225

第14章 表面分析与性能检测 226

14.1表面分析技术 226

14.1.1表面分析技术概述 226

14.1.2常用表面分析仪器简介 228

14.2表面覆盖层性能检测技术 233

14.2.1覆盖层常规性能检测 233

14.2.2覆盖层功能性能检测 240

参考文献 244