第1篇 表面工程技术 1
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 表面工程技术 2
1.2.1 表面转化改性技术 2
1.2.2 薄膜技术 4
1.2.3 涂镀层技术 5
1.3 表面工程技术的应用 6
1.4 表面工程学 8
1.4.1 现代表面工程技术分类的分析 8
1.4.2 表面工程学的形成 9
1.4.3 现代化表面工程设计 9
1.5 表面工程技术的新进展 12
1.5.1 表面工程工艺技术的近代发展 12
1.5.2 激光表面改性 12
1.5.3 电子束表面改性 14
1.5.4 离子注入 15
1.5.5 化学气相沉积 17
1.5.6 物理气相沉积 21
1.5.7 电火花沉积和摩擦表面沉积工艺 25
参考文献 26
第2章 表面预处理 28
2.1 概述 28
2.1.1 表面预处理的目的与作用 28
2.1.2 基材表面预处理的发展 29
2.1.3 表面预处理的分类 29
2.1.4 表面预处理方法的选用 31
2.1.5 表面预处理的发展方向 31
2.2 表面机械清理 32
2.3 化学、电化学除锈 33
2.3.1 锈蚀的特征及鉴别 33
2.3.2 腐蚀产物的去除 36
2.4 表面精整 45
2.4.1 磨光 45
2.4.2 抛光 45
2.4.3 滚光及其他光饰 46
2.5 表面清洗 46
2.5.1 碱液清洗 46
2.5.2 酸性清洗 47
2.5.3 电化学清洗 47
2.5.4 有机溶剂清洗 48
2.5.5 水基清洗剂清洗 48
2.6 表面特殊处理 49
参考文献 50
第3章 电镀 51
3.1 概述 51
3.2 电镀理论 52
3.2.1 基础知识 52
3.2.2 电镀原理 54
3.2.3 电解定律 54
3.3 常用单金属电镀 55
3.3.1 锌镀层 55
3.3.2 镉镀层 56
3.3.3 铜镀层 59
3.3.4 镍镀层 59
3.3.5 铬镀层 61
3.3.6 铅镀层 63
3.3.7 锡镀层 63
3.3.8 银镀层 64
3.3.9 金镀层和硬金镀层 65
3.3.10 钯镀层 66
3.3.11 铑镀层 66
3.4 合金镀层 66
3.4.1 铜-锌合金镀层 66
3.4.2 铜-锡合金镀层 67
3.4.3 铅-锡合金镀层 68
3.4.4 镉-钛镀层 68
3.4.5 镍-镉扩散镀层 69
3.5 化学镀层 69
3.6 复合镀层 73
3.6.1 耐磨复合镀层 74
3.6.2 抗氧化复合镀层 76
3.6.3 自润滑复合镀层 76
3.7 电刷镀层 77
3.8 展望 80
3.8.1 发展先进的电镀技术 80
3.8.2 采用新设备、用微机控制 81
3.8.3 采用新工艺、实现清洁生产 81
参考文献 84
第4章 热喷涂 86
4.1 热喷涂技术原理 86
4.1.1 火焰喷涂 86
4.1.2 电弧喷涂 87
4.1.3 等离子喷涂 89
4.1.4 气体爆燃式喷涂 91
4.1.5 超音速火焰喷涂 92
4.1.6 激光喷涂 93
4.2 耐腐蚀涂层 96
4.2.1 金属涂层 97
4.2.2 金属-非金属复合涂层 102
4.3 抗高温氧化涂层 102
4.3.1 搪瓷涂层 103
4.3.2 镍-铬合金涂层 103
4.3.3 MCrAlYX合金涂层 103
4.3.4 自黏结材料涂层 104
4.4 耐磨涂层 105
4.4.1 耐撞击磨损涂层 105
4.4.2 耐微动磨损涂层 105
4.4.3 耐黏着磨损涂层 105
4.4.4 耐磨粒磨损涂层 106
4.5 封严涂层 106
4.5.1 可磨耗封严涂层 106
4.5.2 磨料封严涂层 107
4.6 热障涂层 108
4.6.1 氧化铝涂层 108
4.6.2 氧化锆涂层 109
4.7 尺寸恢复涂层 110
4.8 热喷涂层的设计和选择 113
4.8.1 根据使用要求设计无机涂层 113
4.8.2 喷涂工艺的选择原则 116
4.8.3 喷涂材料的选用原则 116
参考文献 118
第5章 热浸镀 120
5.1 概述 120
5.2 热浸镀锌 120
5.2.1 热浸镀锌层的耐大气腐蚀性能 120
5.2.2 热浸镀锌层在水中的耐蚀性 122
5.2.3 热浸镀锌层在土壤及建筑材料中的耐蚀性 122
5.3 热浸镀铝 123
5.3.1 热浸镀铝的耐蚀性 123
5.3.2 热浸镀铝的耐热性 125
5.4 热浸镀锌铝合金 125
5.4.1 热浸镀锌铝合金盐雾腐蚀试验 125
5.4.2 热浸镀锌铝合金的大气暴晒试验 126
5.4.3 热浸镀锌铝合金镀层钢板的用途 126
5.5 热浸镀铅和镀锡 127
5.6 热浸镀层产品标准编号 128
5.6.1 我国国家热镀锌、铝产品标准 128
5.6.2 美国热镀锌、铝产品标准 129
5.6.3 日本热镀锌、铝产品标准 130
5.6.4 热镀锌-铝合金镀层产品 130
5.6.5 热镀铅和热镀锡产品 130
参考文献 131
第6章 表面转化改性技术 132
6.1 金属表面的化学转化膜 132
6.1.1 化学转化膜的形成及其分类 132
6.1.2 化学转化膜的物理性能和防护性能 134
6.1.3 化学转化膜的用途 135
6.2 金属表面的化学转化 135
6.2.1 金属表面的化学氧化 135
6.2.2 金属表面的磷化 140
6.2.3 金属表面的钝化 145
6.2.4 金属表面的草酸盐处理 146
6.2.5 金属表面着色 147
6.3 金属表面的电化学氧化技术 148
6.3.1 铝和铝合金的阳极化 148
6.3.2 镁合金的阳极化 156
6.3.3 钛合金的阳极化 157
6.3.4 铜和铜合金的阳极化 157
6.3.5 硅、锗、钽和锆的阳极化 158
6.4 金属表面热处理硬化 159
6.4.1 感应加热表面淬火 159
6.4.2 激光表面相变硬化 161
6.5 金属表面形变强化 162
6.5.1 喷丸强化 162
6.5.2 孔挤压强化工艺 166
6.6 展望 167
参考文献 168
第7章 表面扩散渗入技术 170
7.1 表面扩散渗入原理 170
7.1.1 表面扩散渗入定义和特点 170
7.1.2 表面扩散原理 170
7.1.3 表面可渗入元素和作用 171
7.2 钢铁表面渗金属 172
7.2.1 渗锌层 172
7.2.2 渗铝层 173
7.2.3 渗铬层 175
7.2.4 渗硅层 176
7.2.5 渗硼层 177
7.2.6 渗铍层 178
7.2.7 渗锡层 179
7.2.8 渗钼层 179
7.2.9 渗钒层 180
7.3 钢铁表面二元和三元共渗层 180
7.4 钢铁表面上的碳氮渗层 183
7.4.1 铁和钢的渗碳层 183
7.4.2 铁和钢的渗氮层 185
7.4.3 碳氮共渗层与氮碳共渗层 187
参考文献 189
第2篇 缓蚀剂 191
第8章 缓蚀剂作用机理 191
8.1 概述 191
8.1.1 缓蚀剂的定义 191
8.1.2 缓蚀作用和缓蚀效率 191
8.1.3 缓蚀剂的分类 191
8.1.4 缓蚀剂的选用原则和影响因素 194
8.2 缓蚀剂的缓蚀作用原理 195
8.2.1 无机缓蚀剂的缓蚀作用原理 196
8.2.2 有机缓蚀剂的缓蚀作用原理 200
8.2.3 缓蚀剂的协同作用效应（原理） 216
8.2.4 缓蚀剂对电化学反应动力学的影响 220
8.2.5 缓蚀剂的过电位理论 223
8.2.6 有机缓蚀剂的覆盖效应和负催化效应 224
8.3 缓蚀剂的研究试验方法 226
8.3.1 质量损失法 226
8.3.2 电化学方法 228
8.3.3 防锈材料性能评价试验方法 235
8.3.4 气相防锈材料性能评价试验方法 238
8.3.5 缓蚀剂组成、结构的微观分析方法 240
第9章 酸、碱性介质缓蚀剂 245
9.1 酸性介质缓蚀剂 245
9.2 无机酸类缓蚀剂 247
9.2.1 硫酸溶液缓蚀剂 247
9.2.2 盐酸溶液缓蚀剂 249
9.2.3 硝酸溶液缓蚀剂 252
9.2.4 氢氟酸溶液缓蚀剂 253
9.2.5 磷酸溶液缓蚀剂 254
9.2.6 氨基磺酸溶液缓蚀剂 255
9.2.7 硫化氢的腐蚀机理及其缓蚀剂 255
9.2.8 二氧化碳腐蚀机理和缓蚀剂 258
9.3 有机酸类缓蚀剂 262
9.3.1 甲酸缓蚀剂 262
9.3.2 乙酸缓蚀剂 262
9.3.3 柠檬酸缓蚀剂 262
9.3.4 乙二胺四乙酸缓蚀剂 263
9.4 酸性介质缓蚀剂在工业中的应用 265
9.4.1 石油化工生产中使用的缓蚀剂 265
9.4.2 冶金、机械和电力工业使用的酸洗缓蚀剂 274
9.5 碱性介质缓蚀剂 279
9.5.1 铝的缓蚀剂 279
9.5.2 锌、铅腐蚀与缓蚀剂 282
9.5.3 铜、银腐蚀与缓蚀剂 284
第10章 中性介质缓蚀剂 287
10.1 中性介质溶液类型 287
10.2 油田污水腐蚀与缓蚀剂 287
10.2.1 油田污水中常见的腐蚀形式 287
10.2.2 油田污水缓蚀剂的研究和应用 288
10.2.3 杀菌剂在油田注水中的应用 289
10.3 工业冷却水系统的腐蚀及缓蚀剂 290
10.3.1 水资源与节约用水 290
10.3.2 冷却水系统中的腐蚀 291
10.3.3 工业循环冷却水缓蚀剂 293
10.3.4 复合冷却水缓蚀剂 314
10.3.5 工业循环冷却水缓蚀剂的选择原则 315
10.3.6 冷却水缓蚀剂的发展方向 316
10.3.7 冷却水缓蚀剂应用实例 316
10.4 中性盐类水溶液中使用的缓蚀剂 317
10.4.1 脂肪胺和酰胺类 317
10.4.2 烷氨基醇类 318
10.4.3 肟和8-羟基喹啉 319
10.4.4 葡萄糖酸锌 319
10.5 中性有机溶液中使用的缓蚀剂 321
10.5.1 油-醇燃料用缓蚀剂 321
10.5.2 防冻液用缓蚀剂 322
10.5.3 液态烃中的缓蚀剂 325
10.5.4 醇与苯酚介质中的缓蚀剂 325
10.5.5 卤代烃中和三氯化铝的苯溶液中的缓蚀剂 326
10.6 涂料缓蚀剂和钢筋混凝土缓蚀剂 329
10.6.1 涂料缓蚀剂 329
10.6.2 钢筋混凝土缓蚀剂 333
10.7 油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂 339
10.7.1 油溶性缓蚀剂 339
10.7.2 防锈油脂 344
10.7.3 气相缓蚀剂和防锈包装材料 349
参考文献 357
附录A 常用气相防锈纸的配方、适用对象及效果 358
附录B 气相防锈薄膜和气相防锈油配方及用途 360