第一章 绪论 1
1.1表面工程的分类及应用 1
1.1.1表面工程的分类 1
1.1.2表面工程技术的应用 1
1.2表面工程与失效分析的关系 2
1.3表面工程的发展前景 2
第二章 材料的表面结构与性能 4
2.1材料的表面结构 4
2.1.1材料表面的宏观认识 4
2.1.2材料表面的微观结构 8
2.2.1表面自由能和表面张力 10
2.2表面自由能和界面润湿 10
2.2.2界面湿润和表面接触角 11
2.3固体表面吸附 12
2.3.1物理吸附和化学吸附 12
2.3.2等温吸附方程式 12
2.4固体表面催化 13
2.4.1表面催化反应过程 14
2.4.2催化剂制备 16
2.5界面电化学 17
2.5.1固－液界面双电层 18
2.5.2界面电荷转移与电极电位 19
2.5.3 Bulter-Volmer方程 20
3.1.2化学转化膜的性质和用途 22
3.1.1化学转化膜的类型 22
第三章 化学转化膜技术 22
3.1化学转化膜的类型与用途 22
3.2钢铁的氧化与磷化 23
3.2.1钢铁的化学氧化 23
3.2.2磷化 25
3.3铝的阳极氧化及着色 33
3.3.1铝上的氧化膜 33
3.3.2铝上的阳极氧化 36
3.3.3化学染色法 48
3.3.4电解着色法 51
3.4不锈钢表面膜的着色技术 61
3.4.1不锈钢表面的化学着色 62
3.4.2不锈钢彩色转化膜处理 63
3.5.1钛表面着色工艺 66
3.5钛与钛合金的着色 66
3.5.2彩色钛氧化膜的性能 68
第四章 金属覆盖层技术 70
4.1电镀技术 70
4.1.1电镀概述 70
4.1.2电镀的基本理论 75
4.1.3添加剂对金属电镀的影响 89
4.1.4金属电镀的工艺流程及影响电镀的基本工艺参数 91
4.1.5合金电镀 93
4.1.6特种电镀 101
4.2化学镀 107
4.2.1化学镀概述 107
4.2.2化学镀实例简介——化学镀镍磷合金 111
4.2.3化学镀主要研究进展 113
4.2.4化学镀发展展望 115
4.3热浸镀 115
4.3.1概述 115
4.3.2热浸镀实例简介——带钢热浸镀锌 118
4.4热喷涂 119
4.4.1概述 119
4.4.2热喷涂工艺 123
4.4.3热喷涂技术的发展与展望 126
第五章 表面热处理技术 129
5.1表面淬火 129
5.1.1表面淬火用钢 129
5.1.2感应加热表面淬火 130
5.1.3火焰加热表面淬火 133
5.2热扩渗 134
5.2.1热扩渗的原理 135
5.2.2钢的渗碳 135
5.2.3钢的氮化 142
5.2.4钢的渗硼 145
5.2.5钢的渗铝 148
5.3表面形变强化 149
5.3.1喷丸材料和设备 149
5.3.2喷丸强化原理 150
5.3.3喷丸强化技术的应用和发展 150
6.1涂料与涂装工艺 152
6.1.1涂料的定义与组成 152
第六章 非金属涂装技术 152
6.1.2涂料的分类与性能 153
6.1.3涂料产品的命名 156
6.1.4常用涂料的基本性能 158
6.1.5新型现代工业涂料及应用 160
6.1.6涂装工艺 164
6.2塑料粉末涂料及涂敷方法 168
6.2.1热塑热固性粉末涂料的基本生产工艺 169
6.2.2热塑性粉末涂料 170
6.2.3热固性粉末涂料 172
6.2.4塑料粉末涂敷方法 176
6.3.1陶瓷涂层的分类 178
6.3.2陶瓷涂层的制备工艺及应用 178
6.3陶瓷涂层加工技术 178
第七章 气相沉积技术 191
7.1物理气相沉积 191
7.1.1真空蒸发镀膜 192
7.1.2溅射镀膜 203
7.1.3离子镀膜 217
7.1.4分子束外延生长法 223
7.2化学气相沉积（CVD） 228
7.2.1 CVD原理 229
7.2.2 CVD技术中典型的化学反应类型 230
7.2.3影响CVD薄膜的主要参数 235
7.2.4 CVD设备 238
7.2.5等离子体强化CVD方法 240
7.2.6有机金属化学气相沉积 243
7.2.7光化学气相沉积 248
8.1工业激光器及激光加工系统 251
8.1.1激光的产生机理 251
第八章 激光表面改性技术 251
8.1.2激光的特性 253
8.1.3激光器的基本结构 254
8.1.4典型激光器及激光加工系统 255
8.2激光硬化 258
8.2.1激光硬化分类及特点 259
8.2.2激光硬化原理 260
8.2.3激光淬火工艺 263
8.2.4激光淬火应用实例 264
8.3.1激光合金化和熔覆基本原理 267
8.3激光表面合金化与熔覆 267
8.3.2激光合金化与熔覆工艺 268
8.3.3激光合金化与熔覆应用实例 274
8.4其他高能束表面改性技术 287
8.4.1电子束表面改性 287
8.4.2离子束表面改性 289
第九章 表面功能化 293
9.1吸波涂层 293
9.1.1概述 293
9.1.2吸波涂层的工作原理 293
9.1.3吸波涂层的设计 294
9.1.4吸波涂料的组成 295
9.1.5吸波涂层材料的分类 296
9.1.6前景展望 297
9.2玻璃表面镀膜 298
9.2.1基片玻璃的组成与性能表征 298
9.2.2膜层的材料与特性 299
9.2.3镀膜方法 300
9.3先进功能膜 302
9.3.1超导薄膜 302
9.3.2磁性薄膜 303
9.3.3光电薄膜 304
9.3.4透明导电薄膜 306
9.3.5电热膜 307
9.4功能膜板 308
9.4.1模板法发展的历史 308
9.4.2阳极氧化膜的结构 311
9.4.3多孔阳极氧化膜为膜板，电化学沉积制备纳米材料 315
第十章 失效分析 318
10.1金属构件失效的类型 318
10.1.1断裂失效 318
10.1.2腐蚀失效 320
10.1.3磨损失效 324
10.2引起失效的原因 333
10.2.1设计不合理引起的失效 333
10.3.1现场调研 334
10.3腐蚀失效分析的一般步骤 334
10.3.3失效原因分析 334
10.3.2实验室试验 334
10.2.4操作不当引起的失效 334
10.2.3加工制造中的缺陷引起的失效 334
10.2.2材料中的缺陷引起的失效 334
10.3.4失效分析的着眼点 335
10.3.5腐蚀失效的分析技术 335
10.4失效分析实例 336
10.4.1 5号循环机活塞杆断裂事故的失效分析 336
10.4.2 KZL4-13-AⅢ锅筒爆裂的失效分析 338
10.4.3湿氯洗涤塔衬钛塔节的损坏 341
10.4.4电站海水循环系统的腐蚀与防护 343
10.4.5出口缝纫机发生锈蚀的原因分析 346
10.4.6万向节油封环接触处锈蚀的原因分析 347
10.4.7冷媒冷却器的腐蚀与防护 349
10.4.8闪底泵法兰密封面泄漏的失效分析 353
10.4.9低碳钢碱液蒸发器的碱脆 355
10.4.10 T801氯化氢塔中段塔节腐蚀原因分析 357
10.4.11 E101换热器管束破裂失效分析 360
10.4.12不锈钢硫铵离心机的腐蚀失效分析 363
10.4.13不锈钢弯头的应力腐蚀破裂 367
10.4.14磺胺浓缩釜腐蚀破坏原因分析 370
10.4.15脱烷塔引出线弯管断裂原因分析 375
10.4.16原油－常顶油气换热器列管的开裂 378
10.4.17中变气蒸汽发生器的应力腐蚀破裂 380
10.4.18硅粉系统冲刷磨损的形貌与试验结果 381
11.1表面结构分析 388
11.1.1表面成分分析 388
第十一章 表面分析 388
11.1.2表面结构测定 389
11.1.3表面形貌观察 389
11.2电子显微镜 390
11.2.1透射电子显微镜 391
11.2.2扫描电子显微镜 393
11.2.3 X射线显微分析 396
11.3 X射线衍射 398
11.3.1 X射线衍射分析方法 398
11.3.2 X射线衍射分析的应用 402
11.4 X射线光电子能谱 404
11.4.1 X射线光电子能谱分析的基本原理 404
11.4.3 X射线光电子能谱的应用 405
11.4.2 X射线光电子能谱仪的构造 405
11.5扫描隧道显微镜 407
11.5.1扫描隧道显微镜的工作原理 407
11.5.2扫描隧道显微镜分析的特点与应用 409
11.6原子力显微镜 410
11.6.1原子力显微镜的工作原理 410
11.6.2原子力显微镜的应用 411
11.7俄歇电子能谱 411
11.7.1俄歇电子能谱分析的基本原理 411
11.7.2俄歇电子能谱仪的结构 412
11.7.3俄歇电子能谱的应用 413
11.8激光拉曼光谱 413
11.8.1拉曼效应 414
11.8.2退偏比（ρ） 414
11.8.3拉曼光谱的应用 414