表面工程技術(shù)緒論

表面工程技術(shù)緒論教學(xué)目的和要求

掌握表面工程的定義、分類、特點(diǎn)（意義）等。

材料表面工程的應(yīng)用范圍：表面強(qiáng)化防腐工程零部件修復(fù)電子電路傳感器與自動(dòng)控制

……表面強(qiáng)化、耐蝕、耐磨、修復(fù)、裝飾、微細(xì)加工在航空航天方面的應(yīng)用

在防護(hù)上常用涂鍍技術(shù)，熱浸鍍技術(shù)，物理和化學(xué)氣相沉積技術(shù)（PVD，CVD）來提高飛機(jī)、運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、導(dǎo)彈在各種飛行惡劣環(huán)境下對材料性能產(chǎn)生的影響進(jìn)行防護(hù)。在航空航天方面的應(yīng)用

通過表面技術(shù)處理，提高材料性能，起到保護(hù)航空航天飛行器免遭環(huán)境影響而失效，從而提高航空航天產(chǎn)品的先進(jìn)和使用的可靠性。

在航空航天方面的應(yīng)用

如第四、五代的飛機(jī)，在停飛和飛行過程中，可能遇到－50℃的空氣摩擦升溫至200℃，因而在飛機(jī)蒙皮的表面涂上高聚物涂料免受環(huán)境介質(zhì)侵蝕，減少阻力。

飛機(jī)的蒙皮、雷達(dá)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)的尾噴管、座艙都采用隱身涂層，雷達(dá)罩和尾噴管采用SnO2和In2O3等摻雜半導(dǎo)體材料作填料和適當(dāng)?shù)妮d流子濃度及遷移率以及等離子體頻率，使其具有兼容雷達(dá)和紅外隱身。美國的TF39發(fā)動(dòng)機(jī)軸承，離子注入鉻＋磷，可解決點(diǎn)蝕、磨蝕，提高發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的使用壽命。

在航空航天方面的應(yīng)用奔馳系列在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

在車身涂裝上，設(shè)計(jì)選用電泳底漆、中間涂層、面漆三涂層體系，不僅使車身具有防腐蝕功能，更具有亮麗、閃光色彩。一、表面工程技術(shù)的定義為滿足特定的工程需求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、結(jié)構(gòu)和性能(或功能)的化學(xué)、物理方法與工藝。關(guān)于表面工程：表面工程是以表面科學(xué)為理論基礎(chǔ)，以表面和界面行為為研究對象，把相互依存、相互分工的零件基體與零件表面構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)又綜合了失效分析、表面技術(shù)、表面層材料、表面層性能、預(yù)處理和后加工、表面檢測技術(shù)、表面質(zhì)量控制、使用壽命評估、表面施工管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、三廢處理和重大工程實(shí)踐等多項(xiàng)內(nèi)容。表面工程是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。

二、表面工程技術(shù)的內(nèi)涵表面改性技術(shù)表面（微細(xì)）加工技術(shù)表面合成材料技術(shù)表面加工三維合成技術(shù)上述要點(diǎn)的組合或綜合高深寬比GaN深刻蝕（深：4μm，寬：0.6μm）1.2表面工程技術(shù)的特點(diǎn)與意義

表面工程技術(shù)具有一般整體材料加工技術(shù)不具備的優(yōu)點(diǎn)。主要作用在基材表面，對遠(yuǎn)離表面的基材內(nèi)部組織與性能影響不大。因此，可以制備表面性能與基材性能相差很大的復(fù)合材料。采用表面涂(鍍)、表面合金化技術(shù)取代整體合金化，使普通、廉價(jià)的材料表面具有特殊的性能，不僅可以節(jié)約大量貴重金屬，而且可以大幅度提高零部件的耐磨性和耐蝕性，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本?？梢约嬗醒b飾和防護(hù)功能，有力推動(dòng)了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。表面薄膜技術(shù)和表面微細(xì)加工技術(shù)具有微細(xì)加工功能，是制作大規(guī)模集成電路、光導(dǎo)纖維和集成光路、太陽能薄膜電池等元器件的基礎(chǔ)技術(shù)。二維的表面處理技術(shù)已發(fā)展成為三維零件制造技術(shù)（生長型制造法），不僅大幅度降低了零部件的制造成本，亦使設(shè)計(jì)與生產(chǎn)速度成倍提高。表面工程技術(shù)已成為制備新材料的重要方法，可以在材料表面制備整體合金化難以做到的特殊性能合金等。金屬材料表面工程學(xué)的地位：

表面工程技術(shù)所涉及的基材包括幾乎所有的工程材料，如金屬、陶瓷、半導(dǎo)體材料、高分子材料、混凝土、木材和各類復(fù)合材料等。金屬材料，特別是鋼鐵材料，目前仍舊是機(jī)械、設(shè)備和工程構(gòu)件的主要材料。

機(jī)械行業(yè)中：鋼鐵材料：93%

有色金屬：2%

非金屬材料：5%據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界鋼材的10%因腐蝕而損失。（2015年，世界鋼鐵產(chǎn)量約為16億噸，其中我國約為8億噸。）機(jī)械零件失效的主要形式：

塑性變形：材料強(qiáng)度不足或過載使用；斷裂：韌性斷裂、脆性斷裂和疲勞斷裂；磨損：按磨損機(jī)理分為磨料磨損、沖蝕磨損、粘著磨損和疲勞磨損等七大類；腐蝕：在環(huán)境及周圍介質(zhì)作用下產(chǎn)生。在以上四種失效形式中，磨損、疲勞和腐蝕占80%以上。實(shí)驗(yàn)證實(shí)：失效通常是從材料的表面開始的，而且往往是因其表面性能不高所致。研究金屬材料的表面及其相應(yīng)的強(qiáng)化方法有十分重要的意義。1.3表面工程技術(shù)的分類表面改性技術(shù)

表面組織轉(zhuǎn)化技術(shù)表面涂鍍技術(shù)表面合金化和摻雜技術(shù)表面微細(xì)加工