材料表面技术及其应用手册PDF电子书下载

1 固体材料及其表面 1

1．1 固体材料 1

1．2 固体材料的表面 1

第1章 概论 1

1．3 表面分析 5

1．4 表面科学 10

2 表面技术及检测 11

2．1 表面技术 11

第1篇 腐蚀与防护 15

2．2 表面检测 17

3 表面技术的应用 22

3．1 表面技术应用的广泛性和重要性 22

3．2 表面技术的应用概况 23

参考文献 29

第2章 金属腐蚀原理与腐蚀形态 31

1 腐蚀电池 31

1．1 异金属电池 31

1．2 浓差电池 33

2 影响腐蚀速度的因素 34

2．1 腐蚀速度的表示方法 34

2．2 冶金因素的影响 34

2．3 环境因素的影响 35

3．1 均匀腐蚀及防护 36

3 腐蚀的主要形态及金属的防护 36

2．4 力学因素的影响 36

3．2 点蚀及防护 37

3．3 缝隙腐蚀及防护 39

3．4 晶间腐蚀及控制 40

3．5 应力腐蚀开裂及控制 42

3．6 腐蚀疲劳及防止 44

3．7 磨损腐蚀及防止 46

参考文献 47

1．1 缓蚀剂的定义、发展历史与特点 48

1．3 缓蚀剂的作用特征及其分类 48

1．2 缓蚀效率 48

1 缓蚀剂保护原理 48

第3章 缓蚀剂保护 48

2 水溶性缓蚀剂及防锈水 49

2．1 国内外常用的水溶性缓蚀剂 49

2．2 防锈水 50

3 油溶性缓蚀剂及防锈油脂 51

3．1 油溶性缓蚀剂分类 52

3．2 常用的油溶性缓蚀剂 53

3．3 防锈油脂 54

4 工业冷却水系统缓蚀剂 60

4．1 工业冷却水系统与冷却水缓蚀剂 60

4．2 工业冷却水系统缓蚀剂简介 61

5．1 酸洗缓蚀剂 62

5 酸洗与酸化缓蚀剂 62

5．2 石油油(气)井酸化缓蚀剂 63

参考文献 65

第4章 电化学保护 65

1 电化学保护原理 65

1．1 阴极保护原理 65

1．2 阳极保护原理 67

2 阴极保护技术与应用 69

2．1 牺牲阳极阴极保护 69

2．2 外加电流阴极保护 78

2．3 阴极保护系统的测量与监控 84

2．4 阴极保护的应用 85

3．2 阳极保护系统的设计、安装、操作及维护 89

3 阳极保护技术与应用 89

3．1 阳极保护系统 89

3．3 阳极保护的应用 90

第2篇 金属的清洗 92

第5章 金属的脱脂和清洗 92

1 金属表面油污的种类 92

2 金属的溶剂清洗 93

2．1 溶剂冷清洗 93

2．2 溶剂的蒸气清洗 94

参考文献 95

3 乳化液清洗 96

2．3 溶剂的回收 96

2．4 溶剂清洗的安全操作 96

3．1 乳化清洗液的组成和分类 97

3．2 乳化清洗的应用 97

3．3 乳化清洗工艺 97

3．4 乳化清洗的安全操作 98

4 碱清洗 98

4．1 碱清洗的机理 98

4．2 碱清洗液的组成 98

4．3 碱清洗的操作方法 99

4．4 碱清洗的工艺条件 99

5．1 电解清洗的机理 100

5 电解清洗 100

5．2 电解清洗剂的组成 101

5．3 清洁程度的测定 101

5．4 电解清洗的安全操作 102

参考文献 102

第6章 金属的除锈和酸洗 103

1 喷射磨料除锈 103

1．1 喷射磨料除锈工艺 103

1．2 钢材表面除锈等级 104

2 酸洗 104

2．1 钢铁材料的酸洗 104

6 热喷涂涂层后处理和涂层性能的检验 113

2．2 有色金属的酸洗 115

参考文献 118

第3篇 电镀和化学镀 119

1 镀铜 119

1．1 用途、分类及不同类型镀铜溶液的比较 119

第7章 普通电镀 119

1．2 氰化镀铜 120

1．3 酸性镀铜 121

1．4 焦磷酸盐镀铜 123

2 镀镍 125

2．1 用途、分类及不同类型镀镍溶液的比较 125

2．2 防护装饰性镀镍 126

2．3 功能性镀镍 128

2．4 镀镍的质量控制 129

3．1 用途、分类及不同类型镀铬溶液的比较 131

3 镀铬 131

3．2 六价铬镀铬 132

3．3 六价铬镀液的维护和工艺上的注意点 135

3．4 特殊的镀铬工艺 137

4 镀锌 139

4．1 用途、分类及不同类型镀锌工艺的比较 139

4．2 各类镀锌工艺 139

4．3 各类镀锌溶液中杂质的影响与去除方法 142

4．4 镀锌层的钝化 144

5．2 各类镀镉工艺 144

5 镀镉 144

5．1 镉镀层的性能及用途 144

6．2 硫酸盐镀锡 145

6 镀锡 145

6．1 用途、分类及不同类型镀锡溶液的比较 145

6．3 氟硼酸盐镀锡 146

6．4 碱性镀锡 147

8 镀铁 148

8．2 各类镀铁工艺 148

8．1 镀铁的用途及分类 148

7．2 镀铅工艺 148

7．1 铅的性质与用途 148

7 镀铅 148

参考文献 149

第8章 合金电镀 150

1 合金镀层的分类及应用 150

2 镀铜合金 150

2．1 镀铜锌合金与仿金 150

2．2 镀铜锡合金 152

3 镀锡合金 153

3．1 镀锡铅合金 153

3．2 镀锡镍合金 154

3．3 镀锡钴合金 155

4 镀锌合金 156

4．1 镀锌镍合金 156

4．2 镀锌钴合金 157

4．3 镀锌铁合金 157

4．4 镀锡锌合金 158

5 镀镍合金 158

5．1 镀镍铁合金 158

5．2 镀镍钴合金 159

参考文献 159

1 镀金和金合金 160

1．1 碱性氰化物镀金 160

第9章 贵金属及其合金电镀 160

1．2 中性氰化物镀金 162

1．3 酸性氰化物镀金 162

1．4 亚硫酸盐镀金 163

2 镀银 164

2．1 氰化镀银工艺 164

2．2 高速选择性镀银 165

2．3 镀银后处理 166

3 镀钯和钯镍合金 166

3．1 电镀钯和钯镍合金工艺 166

5 镀铑 168

4 镀铂 168

3．2 钯和钯镍合金镀液中各成分的作用及工艺条件的控制 168

5．1 镀铑工艺 169

5．2 镀铑溶液的控制与维护 169

6 镀钌 170

7 镀铟 170

7．1 铟镀层的特点 170

7．2 镀铟工艺 170

参考文献 171

第10章 特殊基材上电镀 172

1 塑料电镀 172

1．1 塑料电镀前预处理工艺 173

1．2 塑料的化学镀和电镀工艺 179

2．2 热扩散法 180

2 玻璃和陶瓷电镀 180

2．1 化学镀法 180

3 印刷电路板电镀 181

3．1 印刷电路板的孔金属化 181

3．2 印刷电路板电镀铜工艺 183

3．3 印刷电路板电镀锡铅合金工艺 184

3．4 印刷电路板插头镀硬金工艺 184

4 铝及铝合金电镀 184

4．1 铝及铝合金电镀前特殊预处理 184

4．2 铝合金一步法电镀 186

6 不锈钢电镀 187

5 钛和钛合金电镀 187

5．2 钛和钛合金电镀后热处理 187

5．1 钛和钛合金电镀前特殊预处理 187

6．1 不锈钢镀前化学浸蚀处理 188

6．2 不锈钢镀前活化处理 188

6．3 不锈钢镀前活化预镀一步法 189

7 锌合金压铸件电镀 190

7．1 锌合金压铸件电镀工艺过程 190

7．2 锌合金压铸件镀前脱脂、浸蚀工艺 190

7．3 锌合金压铸件的活化和预镀工艺 190

参考文献 192

8．3 铁基粉末冶金件电镀和镀后处理 192

8．2 铁基粉末冶金件电镀前预处理 192

8．1 铁基粉末冶金件电镀工艺过程 192

8 铁基粉末冶金件电镀 192

第11章 电刷镀 193

1 概述 193

2 刷镀设备 193

2．1 电源 193

2．2 刷镀工具 193

2．3 辅助设备 194

3 刷镀溶液 194

4 刷镀的工艺流程 195

参考文献 196

5 刷镀层的性能 196

6 刷镀的有关参数及计算方法 196

1．1 化学镀镍层的用途、组成和特性 197

第12章 化学镀 197

1 化学镀镍 197

1．2 化学镀镍溶液的类型及特点 198

1．3 化学镀镍磷合金工艺 199

1．4 其它类型化学镀镍工艺 201

1．5 不同金属基体材料上的化学镀镍 202

2．1 复合化学镀镍工艺 203

2 复合化学镀镍 203

1．7 不合格化学镀镍层的退除 203

1．6 化学镀镍层的热处理 203

3 化学镀铜 204

2．2 复合化学镀镍溶液的控制和维护 204

3．1 单络合剂的化学镀铜工艺 205

3．2 双络合剂的化学镀铜工艺 205

3．3 化学镀铜溶液的配制、使用和维护 206

4 化学镀银 206

4．1 化学镀银工艺 206

4．2 化学镀银溶液的配制程序和维护 207

5．2 还原法化学镀金工艺 208

5 化学镀金 208

5．1 置换法化学镀金工艺 208

6 化学镀钯及钯合金 209

6．1 以肼或次磷酸钠为还原剂的化学镀钯工艺 209

6．2 以次磷酸钠为还原剂的化学镀Pd—Ni合金工艺 209

6．3 以次磷酸钠为还原剂的化学镀Pd—Co合金工艺 209

7 化学镀钴 210

7．1 以次磷酸钠为还原剂的化学镀钴工艺 210

7．2 以硼化物为还原剂的化学镀钴工艺 210

8 化学镀锡和锡铅合金 211

参考文献 211

1．1 碱性化学氧化(发蓝) 212

1 钢铁的化学氧化 212

第13章 金属的化学氧化和磷化 212

1．2 酸性化学氧化(常温发黑) 213

2 不锈钢的化学氧化 215

2．1 不锈钢化学氧化的预处理工艺 215

2．2 不锈钢的钝化 216

2．3 不锈钢黑色氧化 216

2．4 不锈钢的彩色化学氧化(着色) 216

2．5 不锈钢彩色化学氧化的后处理工艺 217

3 铝及铝合金的化学氧化 217

3．1 碱性铬酸盐氧化 217

3．2 酸性铬酸盐氧化 217

3．3 阿洛丁(Alodine)氧化 218

4．1 镁合金化学氧化溶液的配方及工艺 219

4 镁合金的化学氧化 219

4．2 镁合金化学氧化溶液的维护、调整及适用性 220

5 铜和铜合金的化学氧化 220

5．1 铜和铜合金的化学氧化溶液的配方及工艺 220

5．2 铜和铜合金的化学钝化处理 221

5．3 铜和铜合金的化学着色工艺 221

6 钢铁磷化 222

6．1 磷化膜的组成、性质及用途 222

6．2 磷化处理施工方法 223

6．3 磷化溶液的组成及工艺条件 224

6．4 磷化液的维护和工艺控制 225

6．5 磷化后处理工艺 226

参考文献 226

第14章 铝和铝合金的阳极氧化 227

1 铝和铝合金阳极氧化膜性质和用途 227

1．1 铝和铝合金阳极氧化膜的性质 227

1．2 铝和铝合金阳极氧化膜的用途 228

2 铝和铝合金的阳极氧化 229

2．1 硫酸阳极氧化 229

2．2 铬酸阳极氧化 232

2．3 草酸阳极氧化 233

3 铝和铝合金的特种阳极氧化 235

3．1 硬质阳极氧化 235

3．2 瓷质阳极氧化 237

4 铝和铝合金阳极氧化后的着色 238

3．3 磷酸阳极氧化 238

4．1 化学染色 238

4．2 电解着色 240

5 铝和铝合金阳极氧化后的封闭处理 245

5．1 热水、蒸汽封闭法 245

5．2 重铬酸盐封闭法 246

5．3 水解盐封闭法 246

5．4 常温封闭法 246

6 铝和铝合金不合格阳极氧化膜的退除 247

参考文献 247

第15章 电铸 248

1 电铸的特征及电铸制品的应用 248

1．1 电铸的优缺点 248

1．2 电铸制品的应用 248

2 电铸芯模材料及设计原则 248

2．1 电铸芯模类型及材料的选择 248

2．2 电铸芯模的设计原则 249

3．2 非金属芯模的预处理方法 249

3 电铸芯模的预处理 249

3．1 金属芯模的预处理方法 249

4 电铸镍 250

4．1 瓦特型电铸镍工艺 250

4．2 氨基磺酸盐电铸镍工艺 251

4．3 高速电铸镍工艺 252

5 电铸铜 252

5．1 硫酸盐电铸铜工艺 252

5．2 氟硼酸盐电铸铜工艺 253

6 电铸铁 253

7 电铸镍钴合金 254

8 电铸时间、阴极电流密度与电铸镀层厚度的关系 254

9 电铸后处理 254

9．1 电铸后脱模 254

9．2 电铸件的加固 254

参考文献 255

9．3 电铸件的修饰 255

1 电镀液性能的测定 256

1．1 pH的测定 256

1．2 赫尔槽试验 256

第16章 电镀液和电镀层的性能测定 256

1．3 电镀液整平性能的测定 258

1．4 电镀液分散能力的测定 258

1．5 电镀液覆盖能力的测定 259

1．6 阴极电流效率的测定 260

1．7 极化曲线的测量 261

2 电镀层性能的测定 262

2．1 镀层厚度的测定(GB 6463) 262

2．2 镀层的附着强度测试方法(GB 5270) 265

2．3 硬度测试方法(GB 9790) 265

2．4 镀层耐蚀性的测定 268

2 电镀槽及其辅助装置 274

2．1 电镀槽的结构及其选用 274

第17章 电镀设备 274

1 电镀生产的主要设备和基本要求 274

2．2 电镀槽的分类 277

2．3 电镀槽材料的选择 278

3 电镀挂具 282

3．1 挂具的形式和使用的材料 282

3．2 挂具材料的截面积计算 282

4．1 直流发电机组 283

4．2 晶闸管整流器 283

4 电镀电源 283

3．4 挂具的绝缘 283

3．3 挂具的使用要求 283

4．3 特殊波形装置 285

4．4 直流配电装置和汇流排 286

4．5 直流供电方式及线路 289

4．6 电镀槽工作电压和电流的调节 290

4．7 交流电源 292

5 半自动和全自动电镀装置 294

5．1 滚镀设备 294

5．2 直线式电镀自动线 296

5．3 环形电镀自动线 297

5．4 线材和带材电镀自动线 298

7 通风设备 299

7．1 抛磨光机的通风设备 299

6 过滤设备 299

7．2 电镀槽的通风设备 301

参考文献 302

第18章 电镀的三废治理 303

1 电镀三废治理的有关规定 303

1．1 电镀废水 303

1．2 电镀废气与粉尘 303

2 电镀废水治理的主要方法 304

2．1 含六价铬的废水的处理 304

2．2 含镍废水的处理 305

2．3 含氰废水的处理 306

2．5 含铜废水的处理 307

2．4 贵金属废水的处理 307

2．6 含锌废水的处理 308

2．7 酸碱废水的处理 308

2．8 沉淀物的去除 308

3 电镀废气和粉尘治理的主要方法 309

3．1 常用的气体净化设备 309

3．2 铬酸废气的净化治理 309

3．3 含氰废气的治理 310

3．4 氮氧化物废气的治理 310

3．5 酸雾及氯化物废气的治理 311

3．6 粉尘的治理 311

4 重金属污泥的利用 312

参考文献 313

1．1 涂料的组成 314

1．2 涂料的功能 314

1 涂料组成、功能、分类和发展趋势 314

第19章 涂料和涂装 314

第4篇 表面涂敷技术 314

1．3 涂料的分类 315

1．4 涂料的发展趋势 315

2．1 手工涂装 316

2 涂装技术 316

2．2 浸涂、淋涂涂装 318

2．3 非静电喷涂及应用 319

2．4 静电涂装 320

2．5 电泳 320

2．6 粉末涂装 322

2．7 辊涂 323

2．8 于燥方法、涂层病态、施工安全与防护 323

3 各种底材用涂料和涂装技术 329

3．1 金属用涂料和涂装技术 329

3．2 木材用涂料和涂装技术 331

3．4 其它底材用涂料和涂装技术 332

3．3 塑料用涂料和涂装技术 332

4 典型工业产品使用的涂料及施工方案 333

5 几种典型的特种涂料 334

参考文献 336

第20章 粘接 338

1 粘接基本原理 338

2 被粘材料的表面处理(预处理) 341

2．1 一般处理 341

2．2 物理方法处理 341

2．3 化学方法处理 342

3 胶粘剂 344

4 胶粘剂在各行业中的应用 349

参考文献 351

第21章 堆焊 353

1 堆焊材料的分类 353

2 常用堆焊材料及堆焊工艺 353

2．1 铁基堆焊材料及工艺 353

2．2 镍基堆焊材料及工艺 365

2．3 钴基堆焊材料及工艺 366

2．4 铜基堆焊材料及工艺 368

2．5 碳化钨堆焊材料及工艺 370

4 堆焊设备与方法的选择 371

4．1 堆焊设备 371

3 堆焊材料的选择 372

4．2 堆焊方法的选择 374

参考文献 376

第22章 熔结 377

1 氧乙炔火焰粉末喷熔 377

1．1 基本概念 377

1．2 氧乙炔火焰粉末喷熔设备 378

1．3 喷熔用合金粉末 380

1．4 氧乙炔火焰粉末喷熔工艺 383

1．5 喷熔层缺陷产生的原因及预防 385

2 真空熔结 385

2．1 基本概念 385

2．2 涂层合金材料 386

2．3 真空熔结合金涂层工艺 388

2．4 真空熔结的涂层特性、功能与应用 389

参考文献 391

第23章 热喷涂 392

1 热喷涂原理 392

1．1 喷涂涂层形成过程和涂层形成原理 392

1．2 涂层结构 392

1．3 涂层结合机理 392

1．4 涂层残余应力 392

2 热喷涂的种类和特点 392

3 热喷涂前的预处理 393

3．1 基体表面的清洗、脱脂 393

3．2 基体表面氧化膜的处理 393

3．3 基体表面的粗化处理 394

3．4 基体表面的预热处理 394

3．5 非喷涂表面的保护 394

4 热喷涂材料 395

4．1 热喷涂线材 395

4．2 热喷涂粉末 398

5 热喷涂工艺及设备 406

5．1 氧乙炔火焰喷涂与喷熔 406

5．2 电弧线材喷涂 409

5．3 等离子弧喷涂 410

5．4 爆炸喷涂 411

5．5 其它热喷涂方法 412

6．1 热喷涂涂层后处理 413

6．2 热喷涂涂层性能的检验项目 413

6．3 涂层与基体表面的结合强度试验 413

6．4 涂层自身粘结强度试验 414

6．5 涂层孔隙率的测定 415

6．6 涂层耐蚀性能试验 416

参考文献 416

1．1 电火花涂敷工作原理 417

1．2 电火花涂敷过程的分析 417

第24章 电火花涂敷 417

1 电火花涂敷原理和特点 417

1．3 电火花表面涂敷的特点 418

2 电火花涂敷工艺及应用范围 418

2．1 电火花涂敷应用范围 418

2．2 电火花涂敷工艺方法 418

3 电火花涂敷层的特性 421

3．1 电火花涂敷层的形貌 421

3．4 电火花涂敷层的结构 422

3．5 电火花涂敷层的厚度 422

3．3 电火花涂敷层的化学元素分布 422

3．2 电火花涂敷层的金相组织 422

3．6 电火花涂敷层的残余应力 425

3．7 电火花涂敷层的性能 425

4 包火花涂敷应用实例 428

4．1 电火花模具涂敷 428

4．2 电火花刀具涂敷 429

4．3 电火花涂敷零部件 429

参考文献 430

4．4 磨损表面电火花修复 430

第25章 热浸镀 431

1 概述 431

1．1 金属镀层的种类 431

1．2 热浸镀工艺 431

1．3 热镀的发展 432

2 热镀锌 433

2．1 锌对钢铁的保护作用 433

2．2 锌和铁之间的反应 433

2．3 热镀锌生产工艺 436

2．4 带钢热镀锌生产技术的发展 441

2．5 热镀锌钢板的应用 448

3 热镀铝 450

3．1 热镀铝镀层的形成 450

3．2 影响铁铝合金层附着力的因素 450

3．3 热镀铝工艺 451

4 热镀铅 452

3．4 镀铝钢板的性能和用途 452

4．1 热镀铅镀层的形成 453

4．2 热镀铅钢板生产工艺 453

4．3 热镀铅-锡合金钢板产品 454

参考文献 455

1．1 搪瓷工艺 457

1．2 搪瓷的分类 457

1 搪瓷的工艺和分类 457

第26章 搪瓷涂敷 457

2 建筑搪瓷 458

2．1 建筑用内外装饰钢板搪瓷墙面板 458

2．2 镀铝薄钢板搪瓷墙面板 459

3 医用搪瓷 460

3．1 搪瓷牙冠 460

3．2 植人人体的搪瓷材料 462

5．1 红外辐射搪瓷的制备 463

5 红外辐射搪瓷 463

4．3 电子搪瓷基板的应用 463

4．1 电子搪瓷基板的制备工艺 463

4 电子搪瓷基板 463

4．2 电子搪瓷基板的性能 463

5．2 红外辐射搪瓷的应用 464

6 耐酸搪瓷(搪玻璃) 464

6．1 耐酸搪瓷制品的基材及坯体的质量要求 464

6．2 耐酸搪瓷制品对搪瓷的质量要求 465

6．3 搪玻璃的制造工艺 465

6．4 搪玻璃制品的耐腐蚀性能 466

6．5 搪玻璃层表面局部破损时的修补 467

7 微晶搪瓷 468

7．1 Li_2-Al_2O_3-SiO_2系微晶搪瓷 468

7．2 磨加微晶体的微晶搪瓷 468

8．1 低碳钢用高温搪瓷 469

8．2 不锈钢用高温搪瓷 469

8．3 高温合金用高温搪瓷 469

7．3 微晶搪瓷的应用 469

8 高温搪瓷 469

9 搪瓷工艺设备 471

9．1 铁坯制作工艺设备 471

9．2 瓷釉熔制及淬冷设备 471

9．3 涂搪工艺设备 472

9．4 搪瓷烧成工艺设备 473

参考文献 474

1．2 选用涂层应考虑的因素 475

2．1 熔烧涂层工艺 475

2 陶瓷涂层的工艺及特点 475

1 陶瓷涂层的分类和选用涂层应考虑的因素 475

1．1 陶瓷涂层的分类 475

第27章 陶瓷涂敷 475

2．2 高温喷涂陶瓷涂层工艺 476

2．3 热扩散涂层工艺 477

2．4 低温烘烤陶瓷涂层工艺 477

2．5 热解沉积涂层工艺 477

3．1 高温喷涂陶瓷涂层的性能和用途 478

3 陶瓷涂层的性能和用途 478

3．2 热扩散涂层的性能和用途 480

3．3 低温烘烤陶瓷涂层的用途 486

参考文献 492

第28章 塑料涂敷 493

1 概述 493

2 塑料粉末涂料及涂敷方法的分类 494

3 塑料涂敷方法介绍 494

3．1 静电喷涂法 494

3．2 流动浸塑法 495

3．3 静电流浸法 496

3．4 挤压涂敷法 496

3．5 分散液喷涂法 497

3．6 粉末火焰喷涂法 498

3．7 金属塑料复合膜粘贴法 499

3．8 其它涂敷方法 500

4 塑料涂敷层质量检验 501

参考文献 502

第29章 表面涂敷设备 503

1 表面涂敷(装)的作用和应用范围 503

2 涂敷前的清理设备 503

2．1 喷射式清理设备 503

2．2 干法清理设备 504

2．3 湿法清理设备 507

3 喷敷设备 509

3．1 涂敷工具及设备 509

3．2 静电喷涂设备 510

3．3 静电喷粉涂装设备 511

4 电泳涂装及其设备 513

4．1 电泳涂装种类 513

4．2 电泳涂装特点 514

4．3 电泳涂装工艺及设备 514

参考文献 516

1．1 喷丸在生产中的应用 517

1 概述 517

第30章 喷丸强化 517

第5篇 表面改性技术 517

1．2 喷丸强化 518

1．3 喷丸的其它方面的应用 519

2 喷九工艺参数 519

2．1 喷丸强度测定 519

2．2 表面覆盖率 521

3．1 喷丸过程 522

3 喷丸介质 522

3．2 铸铁弹丸 523

3．3 铸钢弹丸 523

3．4 钢丝切割丸 524

3．5 玻璃弹丸 524

3．6 其它喷丸介质 527

3．7 弹丸的选用 528

4 喷丸设备 529

4．1 叶轮式喷九机 529

4．2 气动式喷丸机 530

4．4 喷丸机辅助装置 533

4．3 其它喷丸设备 533

5 受控喷丸基础 535

5．1 喷九表层的形貌和组织结构 535

5．2 受控喷丸对材料力学性能的影响 539

5．3 喷丸表层残余应力场 539

5．4 喷射特性对残余应力的影响 541

参考文献 543

1．3 残余应力的极限 544

2．1 不均匀塑性变形引起的残余应力 544

2 残余应力的形成 544

1．4 残余应力的分类 544

第31章 机械零件的表层残余应力 544

1．2 残余应力的性质 544

1．1 残余应力的平衡条件 544

1 残余应力 544

2．2 温度差异引起的残余应力 545

2．3 金属的相变应力 548

2．4 化学成分差异引起的应力 549

3．1 残余应力对疲劳强度的影响 550

3．2 残余应力对应力腐蚀的影响 550

3 残余应力对机械零件性能的影响 550

3．3 残余应力对加工精度的影响 552

3．4 残余应力对尺寸稳定性的影响 552

4 合理调整残余应力的表面处理 553

4．1 表面热处理 553

4．2 薄壳淬火 554

4．3 应力淬火 555

4．4 表面形变强化 555

5 残余应力的测定 557

5．1 应力松弛法测定残余应力 557

5．2 X射线衍射法测定残余应力 559

5．3 应力敏感性测残余应力 560

参考文献 561

1 感应加热表面热处理 562

1．1 感应加热基本原理 562

第32章 钢的表面热处理 562

1．2 感应加热淬火的特点及基本技术要求 563

1．3 中、高频感应加热表面淬火工艺 566

1．4 感应器 572

1．5 感应加热淬火件的回火 574

1．6 工频感应加热表面淬火 575

1．7 超高频冲击淬火及大功率脉冲感应淬火 575

1．8 感应加热淬火件的质量检验 575

1．9 感应加热淬火件常见缺陷及防止方法 577

2 火焰加热表面淬火 579

2．1 火焰加热的火焰特性 579

2．2 火焰加热的供气装置 580

2．3 火焰加热表面淬火方法 580

2．4 火焰淬火喷嘴 581

2．5 淬火工艺参数选择 581

2．6 火焰淬火的质量检验 582

2．7 火焰淬火的安全技术要求 582

4 接触电阻加热淬火 583

3 电解液淬火 583

5 常见高、中频感应器的结构与实际应用举例 584

参考文献 590

第33章 钢的化学热处理 591

1 钢的渗碳 591

1．1 渗碳用钢 591

1．2 渗碳质量的技术要求 592

1．3 常用渗碳钢的预备热处理、非渗碳表面的防渗 593

1．4 固体渗碳 594

1．5 盐浴渗碳 596

1．6 气体渗碳 598

1．7 其它渗碳方法 604

1．8 渗碳后的热处理 604

1．9 渗碳件的质量检验 604

1．10 渗碳常见缺陷及防止方法 605

2 钢的渗氮 606

2．1 常用渗氮钢种、氮化物及合金元素的作用 606

2．2 钢的气体渗氮 608

2．3 其它渗氮方法 615

2．4 渗氮件的质量检查 616

2．5 渗氮常见缺陷及防止措施 617

3 钢的碳氮共渗 619

3．1 碳氮共渗件的技术条件 619

3．2 气体碳氮共渗 619

3．3 液体碳氮共渗 621

3．4 碳氮共渗用钢及共渗后的热处理 622

3．5 碳氮共渗件的质量检验 623

3．6 碳氮共渗件常见缺陷及防止措施 624

4 钢的氮碳共渗 624

4．1 氮碳共渗分类、生成相及技术条件 624

4．2 气体氮碳共渗 626

4．3 熔盐氮碳共渗 628

4．4 氮碳共渗件的质量检查 629

4．5 氮碳共渗常见缺陷及防止措施 629

4．7 氮碳共渗复合强化 630

4．6 奥氏体氮碳共渗 630

5 渗硼 631

5．1 渗硼层组织、特性及常用渗硼材料 631

5．2 主要渗硼方法 632

5．3 渗硼件的热处理 637

5．4 渗硼件的质量检验 637

5．5 渗硼层的缺陷及防止措施 638

6 其它化学热处理 638

6．1 渗硫 638

6．2 氧氮共渗 640

参考文献 641

第34章 等离子体扩渗处理 642

1 等离子体的物理概念 642

1．1 等离子体的性质 642

1．2 气体放电的伏安特性曲线 642

2．2 离子渗氮的主要特点 643

2．1 离子渗氮理论 643

1．3 离子轰击阴极表面的物理、化学效应 643

2 离子渗氮 643

2．3 离子渗氮设备 644

2．4 离子渗氮工艺及操作 645

2．5 离子渗氮层的质量检验 650

2．6 离子渗氮件的常见缺陷及对策 650

3．1 离子渗碳原理及优点 651

3．2 离子渗碳、离子碳氮共渗工艺及操作 651

3 离子渗碳、离子碳氮共渗 651

4 离子氮碳共渗 652

5 离子渗硫、离子硫氮共渗和离子硫氮碳共渗 653

参考文献 655

第35章 激光表面改性 656

1 激光表面改性设备 656

1．1 激光器 656

1．2 导光聚焦系统及其元部件 660

2 激光表面改性工艺 662

2．1 激光表面相变硬化(激光淬火) 663

2．2 激光表面熔覆与合金化 668

2．3 激光表面非晶化 675

2．4 激光冲击硬化 677

3 复合表面改性技术 680

3．1 黑色金属复合表面改性技术 680

3．2 有色金属复合表面改性技术 681

3．3 两种以上复合表面改性技术 681

参考文献 682

2 电子束表面改性设备 683

2．1 电子枪系统 683

1 电子束表面改性基本原理 683

第36章 电子束表面改性 683

2．2 真空系统 684

2．3 控制系统 684

2．4 电源系统 685

3 电子束表面改性工艺及其特点 686

3．1 电子束加热区的温度场 686

3．2 电子束加热区能量与时间的关系 686

3．3 电子束表面改性束流的控制 687

4 应用实例与效果 688

3．4 电子束表面改性工艺的特点 688

参考文献 689

第37章 离子注入表面改性 690

1 历史的简略回顾 690

2 荷能离子在固体中的力学运动及其诱发的固体内部变化 690

2．1 荷能离子在固体中的力学运动 690

2．2 荷能离子诱发的固体内部变化 692

4．1 半导体材料的离子注入 693

3 离子注入的基本设备 693

4 各种材料的离子注入改性 693

4．2 金属、陶瓷等材料的离子注入 694

4．3 有机高分子材料的离子注入 697

4．4 离子注入的其它应用 697

5 离子注入装备的新发展 697

参考文献 699

2 材料的真空蒸发特性 700

1 真空蒸镀的定义和特点 700

第6篇 气相沉积技术 700

第38章 真空蒸镀 700

3 各种加热方式和蒸发源 703

4 薄膜的沉积速率与基板上的膜厚分布 705

5 真空蒸镀设备 708

6 真空蒸镀工艺 711

参考文献 715

第39章 溅射镀膜 716

1 溅射镀膜的定义和特点 716

2 溅射的基本规律 716

2．1 影响溅射率的各种因素 716

2．2 溅射粒子的状态、能量分布与角分布 718

3 各种溅射方法 720

3．1 直流二极、三极和四极溅射 720

3．2 射频溅射 721

3．3 磁控溅射 722

3．4 离子束溅射 724

4 溅射镀膜设备 726

5 溅射镀膜工艺 727

6 薄膜制作举例 728

6．1 合金薄膜的制作 728

6．2 化合物薄膜的制作 729

6．3 非晶薄膜的制作 729

6．4 单晶薄膜的制作 730

6．5 有机薄膜的制作 730

参考文献 730

第40章 离子镀 731

1 气体放电等离子体离子镀 731

2 空心阴极放电离子镀 731

2．1 概述 731

2．2 工作原理及装置 732

2．3 空心阴极枪工艺参数 732

3．1 概述 735

3 多弧离子镀 735

2．5 空心阴极离子镀产品一览 735

2．4 空心阴极离子镀工艺实例 735

3．2 工作原理和装置 736

3．3 阴极斑点 737

3．4 多弧离子镀蒸发源的型式 737

3．5 多弧离子镀的阴极靶 738

3．6 多弧离子镀的工艺参数 739

3．7 多弧离子镀设备工艺实例 739

4 离化团束沉积技术 741

参考文献 743

第41章 普通化学气相沉积(CVD) 744

1 化学气相沉积的一般原理 744

1．1 热分解反应沉积 744

1．2 氢还原反应沉积 745

1．3 化学合成反应沉积 745

1．4 化学输运反应沉积 745

2．1 开管气流法 747

2 化学气相沉积的装置与技术 747

2．2 封管法 748

2．3 近间距沉积法 748

3 影响沉积质量的因素 749

3．1 沉积参数的影响 749

4 低压化学气相沉积技术及其工艺模拟理论 750

4．1 低压化学气相沉积的特点 750

3．3 反应系统装置的影响 750

3．2 衬底的影响 750

4．2 LPCVD工艺模拟理论的研究概况 751

4．3 LPCVD多晶硅工艺的理论模拟 751

4．4 LPCVD氮化硅工艺的理论模拟 753

参考文献 756

第42章 等离子体化学气相沉积(PCVD) 757

1 等离子体的基本特征 757

1．1 等离子体的形成 757

1．2 等离子体的温度 757

2．1 射频放电的一般现象 758

2 射频辉光放电 758

1．3 浮置极板上鞘层的形成 758

2．2 射频放电的其它优点 759

3 等离子体用于化学气相沉积 759

3．1 等离子体增强化学反应、降低沉积温度 759

3．2 PCVD系统中的等离子体性质 759

4 等离子体化学气相沉积的工艺设备 760

4．1 平行圆板形沉积工艺设备 760

4．2 扩散炉型等离子体化学气相沉积设备 761

5 工艺参数对沉积速率和薄膜质量的影响 763

5．1 等离子体化学气相沉积氮化硅薄膜 763

5．2 等离子体化学气相沉积氧化硅薄膜 767

5．3 等离子体化学气相沉积非晶硅 768

6 PCVD薄膜的性质及应用 769

6．1 氮化硅膜的性质 769

6．3 非晶硅膜的性质 770

6．2 二氧化硅膜的性质 770

6．4 PCVD技术的应用 771

7 PCVD领域的新进展 773

7．1 激活低压金刚石气相生长的非平衡热力学理论 773

7．2 用PCVD技术制备功能梯度材料 774

参考文献 775

第43章 金属有机化学气相沉积(MOCVD) 776

1 引言 776

2 原理 776

3 设备和工艺 776

3．1 设备 776

3．2 工艺 777

4 MO源和新MO源 778

4．1 沉积金属薄膜用的新MO源 779

5．1 涂层 780

5 应用 780

5．2 细线和各种几何图形 780

4．3 沉积化合物半导体材料的新MO源 780

4．2 沉积氧化物、氮化物和氟化物薄膜用的新MO源 780

5．3 化合物半导体材料 781

6 小结 781

参考文献 781

第44章 激光化学气相沉积(LCVD) 782

1 发展概况 782

2 激光化学气相沉积设备 782

3 激光化学气相沉积工艺及其特点 783

4 激光化学气相沉积的应用 784

4．1 氮化硅膜 784

4．2 正在研究开发的各种膜层特性 785

参考文献 785

第45章 分子束外延(MBE) 786

1 引言——发展简史和原理 786

1．1 发展简史 786

1．2 分子束外延原理 787

2．1 MBE系统结构 788

2 分子束外延系统 788

2．2 MBE系统分类 789

3 MBE生长工艺 792

3．1 化学清洁处理 792

3．2 热处理脱附 792

3．3 外延生长 793

3．4 掺杂 794

4 MBE材料及器件应用 794

4．1 超晶格量子阱材料 794

参考文献 797

4．2 器件应用 797

第46章 离子束合成薄膜技术 798

1 薄膜合成中的离于束应用概述 798

1．1 薄膜合成中的离子束工艺与其它离子工艺的关系 798

1．2 离子束辅助沉积 798

1．3 低能离子束沉积 798

1．4 离子簇束沉积 799

2．1 离子束辅助沉积装置实例 800

2．2 离子束辅助沉积装置实例二 800

2 离子束辅助沉积的基本工艺及装置 800

2．3 离子束辅助沉积的基本工艺及特点 801

3 离子束辅助沉积的机理 801

3．1 离子束辅助沉积的基本过程 801

3．2 离子束轰击对薄膜组分及其分布的影响 802

3．3 离子束辅助轰击对薄膜织构的影响 803

3．4 离子束辅助轰击对薄膜颗粒度与致密度的影响 805

4．1 离子束辅助沉积应用实例一 806

4．2 离子束辅助沉积应用实例二 806

4 离子束辅助沉积的应用和发展 806

3．5 离子束辅助轰击对薄膜相结构的影响 806

4．3 离子束辅助沉积应用实例三 807

4．4 离子束辅助沉积应用实例四 807

4．5 离子束辅助沉积的其它应用实例 808

4．6 浸没式离子束辅助沉积装置 809

4．7 磁过滤冷极弧源离子束辅助沉积装置 809

参考文献 810

4．8 离子束辅助沉积的其它新动向 810

第7篇 玻璃的表面处理 811

第47章 玻璃的表面装饰 811

1 玻璃表面装饰的分类 811

1．1 按装饰的效果分类 811

1．2 按装饰的方法分类 811

2 玻璃表面装饰色釉 811

2．1 玻璃釉的要求和种类 812

2．2 玻璃釉的化学成分及配制 812

2．3 玻璃釉调合剂 813

2．4 玻璃表面施釉和焙烧(烤花) 814

3 玻璃表面化学蚀刻 815

3．1 化学蚀刻原理 815

3．2 表面蚀刻工艺 815

4 玻璃表面蒙砂 816

4．1 化学腐蚀法(化学蒙砂) 816

5 玻璃表面喷砂和砂雕 817

5．1 喷砂设备与工艺 817

4．2 蒙砂釉 817

5．2 砂雕 818

6 玻璃表面冰花 818

7 玻璃表面装饰涂层 819

7．1 涂层的特点和分类 819

7．2 无机发光涂层 819

7．3 树脂印花涂层 820

8 玻璃表面上金(描金) 821

9．2 堆花粉的制造 823

9 玻璃表面堆花(堆釉) 823

9．1 堆花工艺流程 823

参考文献 824

第48章 玻璃的表面强化 825

1 玻璃表面对强度的影响 825

2 玻璃的热处理增强 827

2．1 淬冷法增强(钢化玻璃) 827

3．1 低温型离子交换 831

3 玻璃的离子交换增强 831

2．2 加热拉伸增强 831

3．2 高温型离子交换 835

3．3 高温型和低温型结合离子交换 836

4 玻璃表面酸处理增强 837

4．1 酸洗法所用酸液组成 837

4．2 酸洗法工艺制度 837

5．2 玻璃表面热端涂层 838

5．1 表面涂层的分类 838

5 玻璃表面涂层增强 838

4．3 酸洗法和其它增强方法的结合 838

5．3 玻璃表面冷端涂层 840

参考文献 841

第49章 玻璃表面脱碱 842

1 用脱碱法提高玻璃强度 842

2 用脱碱法增加玻璃的化学稳定性 845

2．1 酸性气体脱碱处理 845

2．2 盐类溶液喷涂脱碱 846

2．3 固体气化分解脱碱 846

参考文献 847

第50章 玻璃的表面着色 848

1 玻璃表面膜着色 848

1．1 气相沉积虹彩 848

1．2 热喷涂着色 849

1．3 溶胶凝胶浸涂着色 851

2 玻璃表面扩散着色 852

2．1 扩散着色机理 853

2．2 影响扩散着色的因素 854

2．3 扩散着色工艺 856

3 玻璃表面辐照着色 857

3．1 紫外线辐照着色 858

3．2 丁射线辐照着色 858

参考文献 859

2．1 化学还原法镀膜 860

2 玻璃表面镀膜的方法 860

1．4 按膜和玻璃结合情况分类 860

1．3 按膜的结构分类 860

1．2 按膜的成分分类 860

1．1 根据性质和用途分类 860

1 玻璃表面镀膜的分类 860

第51章 玻璃的表面镀膜 860

2．2 高温分解法镀膜 861

2．3 化学气相沉积法镀膜 861

2．4 溶胶——凝胶法镀膜 862

2．6 真空沉积(蒸发)法镀膜 863

2．5 电浮法镀膜 863

2．7 阴极溅射法镀膜 864

2．8 离子镀(离子渗镀)法镀膜 864

2．9 静电粉末喷涂法镀膜 865

3 玻璃表面光学膜 865

3．1 玻璃表面增透膜 865

3．2 玻璃表面反射膜 867

3．3 玻璃表面分光膜 868

3．4 玻璃表面吸光膜和滤光膜 868

4．1 热反射膜 870

4 玻璃表面热反射膜、吸热膜和低辐射膜 870

4．2 吸热膜 871

4．3 低辐射膜 872

5 玻璃表面导电膜 873

5．1 LTO导电膜 873

5．2 SnO_2导电膜 873

5．3 多层导电膜 874

6 玻璃表面电致变色膜(EC) 874

6．1 电致变色原理 874

6．2 电致变色膜层材料与镀膜工艺 875

7 玻璃表面憎水和防雾膜 875

7．1 憎水膜 875

7．2 防雾膜 876

参考文献 876

1 表面技术在修复中的应用 877

1．1 电刷镀在修复中的应用 877

第52章 表面技术在结构材料上的应用 877

第8篇 材料表面技术应用指南 877

1．2 热喷涂(喷焊)在修复中的应用 879

1．3 堆焊在修复中的应用 881

1．4 粘接在修复中的应用 883

2 表面技术在提高材料耐蚀性方面的应用 885

2．1 表面涂镀技术在提高材料耐蚀性方面的应用 885

2．2 利用离子注入提高材料耐蚀性 887

2．3 利用化学热处理提高材料的耐蚀性 888

3 利用表面技术提高材料的耐磨性 889

3．1 利用表面涂镀技术提高材料耐磨性 889

3．2 利用离子注入技术提高材料的耐磨性 890

3．3 利用化学热处理提高材料耐磨性 891

3．4 利用复合表面技术提高材料的耐磨性 892

4 利用表面技术提高材料的疲劳强度 893

5 激光热处理在于程材料中的应用 894

5．1 激光热处理在铸铁中的应用 894

5．2 利用激光热处理改善金属材料的耐蚀性 895

5．4 激光热处理在模具钢中的应用 896

5．3 激光热处理在汽车零件上的应用 896

5．5 激光热处理在工具钢中的应用 897

5．6 激光热处理在有色金属中的应用 898

5．7 激光热处理与其它工艺成本的比较 899

6 几种表面技术的比较 900

6．1 离子渗氮与其它表面技术的比较 900

6．2 离子镀TiN与气体碳氮共渗的比较 901

6．3 不同镀铬技术的对比及其与真空镀膜(PVD)技术的竞争 901

6．4 热喷涂方法、工艺特点及与其它技术的比较 902

6．5 渗碳技术的发展及其比较 904

6．6 粘接、电刷镀、离子注入的特点与应用范围比较 904

参考文献 905

第53章 表面技术在光学材料及器件上的应用 906

1 光学薄膜分类 906

2 薄膜光学 907

3 增透膜 908

4．2 电介质反射膜 912

4．1 金属反射膜 912

4 反射膜 912

5 干涉滤光膜 915

5．1 截止滤光片 915

5．2 带通滤光片 917

6 分光膜 918

参考文献 920

第54章 表面技术在光电子器件及材料上的应用 921

1 光电子器件和材料 921

2．1 电光源和激光器 922

2 表面技术在光源器件及材料上的应用 922

2．2 激光薄膜 923

2．3 半导体激光器与表面技术 923

3 表面技术在光电探测器件及材料上的应用 926

3．1 光电探测器及与其有关的特性参数 926

3．2 光电子发射器件 928

3．3 光电导探测器 930

3．4 光伏型探测器 932

3．5 红外探测器 935

3．6 像管 936

3．7 真空摄像器件 938

3．8 固体摄像器件 940

4 表面技术在能量转换器件和材料上的应用 943

4．1 太阳电池转换效率的极限和损失 944

4．2 各种势垒的太阳电池 944

4．3 薄膜太阳电池 946

5 表面技术在光电存储材料和器件上的应用 947

5．1 表面技术在光盘方面的应用 947

5．2 表面技术在光学全息存储方面的应用 949

6 表面技术在光电显示器件及材料上的应用 951

6．1 显示器件的分类和主要特性指标 951

6．2 阴极射线管(CRT)与表面技术 953

6．3 液晶显示器件与表面技术 953

6．4 电致发光显示器件与表面技术 953

7 表面技术在光电信息传输材料和器件上的应用 956

7．2 光纤的传输特性 957

7．1 光纤的类型与应用 957

7．3 特种光纤及应用 958

7．4 光纤的制造技术 958

7．5 表面技术在光电传输器件上的应用 961

8 表面技术在集成光学材料和器件上的应用 964

8．1 集成光学简介 964

8．2 光波导材料 964

8．3 导波光学器件 965

参考文献 966

第55章 表面技术在微电子器件和材料上的应用 967

1 表面技术对微电子技术发展的重大影响 967

2 薄膜元件及其电学性能 967

2．1 无源薄膜元件 968

2．2 有源薄膜元件 970

3 微电子微细加工技术 971

3．1 集成电路的制作 971

3．2 微细加工技术 972

参考文献 977