表面工程技术的作用
表面工程技术的作用是多种多样的，但其最重要的作用为提高金属机件的耐蚀性、耐磨性及获得电、磁、光等功能性表面层。
1)腐蚀保护性即可以提高基体材料的耐大气、海洋大气、天然水及某些酸碱盐的腐蚀作
用。例如若在钢构件上喷涂一层8515Al15合金，可使构件在海水中耐腐蚀20-40年。
2)抗磨性包括抗磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损等。例如若在刀
具表面镀上一层TiC、TiN或Al2O3薄膜，成为防止钢屑粘结的表面薄层，从而提高刀具寿命3-6倍。
3)电性能包括绝缘性、导电性等。
4)耐热性包括抗高温氧化、热疲劳等性能。
5)光学特性包括反光性、光选择吸收性、吸光性等性能。
6)电磁特性包括磁性、半导体性、电磁屏蔽性等性能。
7)密封性。
8)装饰性包括染色性、光泽性等性能。
9)其它表面特性诸如耐疲劳性、保油性、可焊接性等性能。
表面技术的应用使基体材料表面具有原来没有的性能，这就大幅度地拓宽了材料的应用领域，充分发挥了材料的潜力。举例如下：
1)可用一般的材料代替稀有的、昂贵的材料制造机器零件，而不降低甚至超过原机件的质
量。
2)可以把两种以上的材料复合，各取所长，解决单一材料解决不了的问题。
3)延长在苛刻条件下服役机件的寿命。
4)大幅度提高现有机件的寿命。
5)赋予材料特殊的物理、化学性能，有助于某些尖端技术的发展。
6)可成功地修复磨损、腐蚀的零件。
表面工程技术的分类
表面工程技术目前还没有统一的分类办法，但一般均认为表面工程技术包括表面涂镀技术、表面扩渗技术和表面处理技术三个领域。表面涂镀技术是将液态涂料涂敷在材料表面，或者将镀料原子沉积在材料表面，从而获得晶体结构、化学成分和性能有别于基体材料的涂层或镀层，此类技术有有机涂装、热？镀、热喷涂、电镀、化学镀和气相沉积等；表面扩渗技术是将原子渗入（或离子注入）基体材料的表面，改变基体表面的化学成分，从而达到改变其性能，它主要包括化学热处理、阳极氧化、表面合金化和离子注入等；表面处理技术是通过加热或机械处理，在不改变材料表层化学成分的情况下，使其结构发生变化，从而改变其性能，常用的表面处理技术包括表面淬火、激光重熔和喷丸等。可见，表面工程技术远远超出了最初的化学热处理、电镀的范畴。
表面工程技术发展的主攻方向
目前，对新型金属表面技术主要集中力量开发的为以下三方面技术：
1．离子技术
离子技术包括等离子和离子束技术，表1使各种离子技术的开发年代及其的工作气压。
注：有*号者已在金属材料领域中实用化
2．激光技术
3．激光熔融
随着机械加工工业水平的提高，对刀具提出了新的要求。除了传统的提高使用寿命外还要求减少切削时污染，尽可能使用干切削。若不能取消切削液则希望其中只含防锈剂而无有机物，这样可以使循环回收的成本大为降低。由于切削工具种类很多，选用陶瓷刀具或镀层又取决于刀具的工作状态。车削和钻孔不同，铣刀又应考虑其断续冲击的特点。本文就刀具镀层发展过程及今后的要求，结合我们所作的研究对这一领域的发展作一概述。
切削加工的现状
切削加工是金属材料最基本的成型手段之一，在一个国家的机械制造业中起着举足轻重的作用。据美国统计，目前每年用于切削加工的费用在1000亿美元以上，切削加工创造的总产值为5580亿美元。据1991年的统计资料，我国拥有的金属切削机床为300多万台，所创造的总产值为1000多亿元。
随着工业产品的技术水平日益提高，新材料尤其是难加工材料(如高强度、高抗磨性、低导热系数材料等)相继出现，从而迫使人们不断寻找新的切削材料，促进了刀具材料的发展。进入20世纪以来，新的刀具材料不断涌现(高速钢、硬质合金、金属陶瓷和立方氮化硼等)，从而使切削加工技术有了很大发展。
镀层刀具材料是在刀具材料(如硬质合金、高速钢等)的基体上，用气相沉积的方法沉积一层几微米厚的高硬度、高耐磨损性的镀层。这种刀具材料既有基本的韧性、又有很高的硬度，因而性能优异。从二十世纪八十年代中期开始，随着等离子体技术在镀层技术中的迅速发展，先进国家逐渐推广应用，开发了纳米、非晶等多种硬质镀层。据统计国外一半以上刀具已采用了镀膜, 模具的镀膜比例也在逐年增加。
刀具磨损的主要原因
在金属切削加工过程中，刀具与工件之间发生了强烈的摩擦、热和化学作用，使得刀具切削部分逐渐磨损或局部破损，最终失去切削能[6-9]。工件材料中的硬质点，如各种碳化物、氧化物等，在刀具表面刻划沟纹而造成的磨粒磨损；在足够大的切削力和切削温度作用下，
刀具材料与工件、切屑发生粘结现象(冷焊)。粘结点逐渐地被工件或切屑剪切、撕裂而带走，发生粘结磨损。电化学性质相近的金属，粘结倾向越大；刀具与工件、切削的接触面，在高温下双方金属中的化学元素从高浓度向低浓度处迁移，这种固态下元素相互迁移而造成的刀具磨损称为扩散磨损；切削温度过高，切削刃处材料易被氧化,形成氧化膜，导致氧化磨损；刀尖负荷过大以及刃口热裂纹造成的崩刃等。
基于以上原因，导致刀具很快发生磨损、氧化、崩刃和变钝从而失效。由于材料磨损主要发生在表面，因此在表面镀上一层硬度高、耐磨损、化学性能稳定、不易氧化、抗粘结性好、和基体附着牢固的硬质镀层，对于改善刀具的切削性能，提高刀具的耐用度效果明显。
气相沉积技术简介和其在硬质镀层上发展及应用
气相沉积技术利用气相之间的反应，在材料或者制品表面沉积各种成分、形式的薄膜，从而使材料或者制品获得所需的各种优异性能。一般可以将其分成两大类：化学气相沉积(Physical Vapor Deposition)和物理气相沉积(Chemical Vapor Deposition)[1,10]
硬质镀层首先是用CVD技术进行沉积的[3]。1890年，德国的Erlwein利用化学气相沉积技术首先在白炽灯丝上形成TiC[11]。后Arkel在灯丝上用CVD方法制备出高熔点金属碳化物薄膜[12]。1900年，Balzers制备出金属氮化物CrN，当时他称之为BALINIT D-CrN[13]。然而，直到1952年莱茵金属公司才在Fe基材料上成功地制备出具有良好结合力的硬质TiC 镀层。CVD技术真正应用于工模具表面改性，则始于1969年[14]，到1970年瑞典，美国，德国等工模具制造公司纷纷开始大规模镀层工具的研究与生产。化学气相沉积具有绕镀性好，膜基结合强度高，膜层质量稳定，易于大规模生产等优点。但由于CVD沉积工艺温度高(900-1000℃)，超过了常规工模具钢的回火温度，一般多用于硬质合金工模具的表面镀层制备。但近年来的研究发现CVD处理的高温也会使硬质合金组织发生变化，性能下降[15]。此外，CVD易于造成环境的污染，使其应用范围受到一定程度的限制。
由于CVD技术的这些缺点推动了PVD技术的发展。这种镀膜技术无公害、节能、沉积温度较低，其沉积工艺温度通常低于高速钢的回火温度，从而避免了高速钢镀膜后的二次热处理，节省了能源，降低了废品率，能很好地满足工业生产地要求。现在工模具PVD技术中常用的离子镀最早是由D.M.Mattox于1963年提出并付诸实现的[16]。随后各种离子镀技术（多弧离子镀、溅射离子镀、活性反应离子镀等）逐渐发展和完善，始于60年代初Bell 实验室和WE公司利用溅射方法制取集成电路上的Ta膜，从而开始了它在工业上的应用。特别是1974年，J.Chapin发明了磁控溅射技术，使高速、低温溅射成为现实[17]。由于磁控溅射的日臻完善，使其能以崭新的面貌出现在技术和工业领域中。
磁控溅射基本原理及发展
早期溅射镀膜最大缺点是溅射速率较低，与蒸镀相比要低一个数量级[5,10]此人们一直在寻找一种高速溅射源。磁控溅射由于其高效的特点，得到大家的重视，并迅速被应用到工业生产中。与二级溅射相比，传统的磁控溅射由于采用了辅助磁场，通过控制电子的运动轨迹，增加了气体的离化率，降低工作气压，提Array高离子电流密度，不仅提高了沉积速度，
而且镀层质量也较好[2,5]。图1.1为平面型
磁控溅射的原理图。
在过去的十几年里，由于市场不断增
长的需求，传统的磁控溅射难以满足要求。
非平衡磁控溅射，闭合场非平衡磁控溅射
等[24,25]新型的磁控溅射技术已成为众多科
图1.1 平面磁控溅射原理[5]
Fig.1.1 Schematic of magnetron
arrangement
研工作者的研究对象。图1.2中为传统磁控溅射、非平衡磁控溅射和闭合场磁控溅射的原理图。非平衡磁场分布将磁场区域延伸到基体的表面；闭合场磁场分布形成了闭合的磁场线，阻止电子流失到炉壁因而极大地提高了离子电流密度，离子轰击效果增强，可获得更佳的镀层质量。并且目前也有将磁控溅射和离子镀相结合的磁控溅射离子镀，如Teer公司的非平衡磁控溅射离子镀设备，进一步提高了离子电流密度。
图1.2 传统磁控溅射、非平衡磁控溅射及非平衡闭合场磁控溅射原理图[24]
Fig.1.2 Theoretic diagram of conventional magnetron sputtering, unbalance magnetron sputtering
and unbalance close-magnetic field sputtering
采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术对于工业生产而言具有独特的优势：
1) 非平衡磁控溅射离子镀设备具有优良的稳定性和可重复性，适于大规模生产；
2) 非平衡闭合磁场提高了气体离化率，可在较低的气压、基体偏压下获得高离子电流密度。提高了膜基结合强度，而膜基结合强度的提高使工模具能够承受更高的工作速度与负荷,提高工作效率且延长其使用寿命；
3) 镀层性能优异，膜层致密、空洞少、晶粒细小，机械性能好，且均匀性好；
4) 靶材和气源可以方便更换，工艺参数易于控制，有利于研制具有优良性能的新型膜层，如化合物膜、合金膜、梯度膜和多层膜等。目前利用非平衡磁控溅射离子镀技术对工模具等进行表面改性已得到广泛应用，并且越来越受到世界各国的重视。
《涂装工程安全设计规范》 喷涂系统 1 编制范围 本标准适用于使用涂料及有关化学品在金属或非金属表面喷涂而使用的喷涂系统，规定了喷涂系统工程在保障劳动者的生命安全和职业健康、防止事故发生和财产损失、保护环境方面的设计要求。喷涂系统主要包括喷涂设备和供给设备，喷涂设备按操作方式可分为手工喷涂和自动喷涂（如机器人、往复机等）；供给设备按动力源种类分为气动、液压、电动等，可适应于溶剂型、水性油漆、胶、蜡等涂装用液体材料供给。 本标准适用于喷涂系统工程在规划、设计、安装、调试、生产时，对危险、有害因素的预防和控制，也适用于伤亡事故的统计分析管理，及涂装职业健康安全信息的处理和交换。 2 提供本章节的规范性引用文件 GB 14773 涂装作业安全规程静电喷枪机其辅助装置安全技术要求 GB 7691 涂装作业安全规程安全管理通则 GB 12367 涂装作业安全规程静电喷漆工艺安全 GB 25286 爆炸性环境用非电气设备 GB 11291 工业环境用机器人 GBT 16855 机械安全控制系统有关安全部件 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50515 导（静）电地面设计规范 GB 50073 洁净厂房设计规范 GBT 20801 压力管道规范-工业管道 GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 SH 3097 石油化工静电接地规范 GB 3836 爆炸性气体环境用电气设备 AQ 3009 危险场所电气防爆安全规范 GB 50140 建筑灭火器配置设计规范 GB 12158 防止静电事故通用导则 GB 4385 防静电鞋、导电鞋技术要求 GBZ 158工作场所职业病危害警示标识 GB 2894安全标志及其使用导则 GB/T 11651 个体防护装备选用规范 GB/T 18664 呼吸防护用品的选择、使用与维护 3 术语和定义 静电喷涂 electrostatic spray painting 在高压电场的作用下利用电晕放电原理使喷出的涂料滴或粉末涂料粒子荷负电荷，进而吸附于荷正电荷接地的被涂物，放电后附着在被涂物上的喷涂方法。 高固体分涂料high-solid coating 固体分（不挥发物）含量超过60%（体积分数）的涂料。 喷涂机器人 painting robot
材料表面工程技术期中测试题 姓名： 一、名词解释 1.溅射镀膜： 2.分子束外延： 3.激光合金化技术： 4.物理气相沉积： 5.真空蒸镀： 6.热喷涂工艺： 7.气相沉积： 8.合金电镀： 9.腐蚀：10.电镀：11.堆焊：12.化学转化膜：13.表面工程技术： 14.磨损：15.极化：16.钝化：17.表面淬火：18.喷丸强化：19.热扩渗：20.热喷涂：21.热喷焊：22.电镀：23.化学镀： 二、填空题 1.钢件渗碳后，表面为（）钢，心部仍保持（）状态。再通过（）及（）工艺，可使渗碳件具有表面硬度高，耐磨损，心部硬度低，塑性和韧性好的特点。 2.感应加热表面淬火的原理是利用感应电流的（），（）和（）。 3. （）、（）和（）是衡量气体渗碳件是否合格的三大主要性能指标，它们基本决定了渗碳件的综合力学性能。 4.热喷涂时，熔滴撞击基材后扩展成（），撞击时的高能量有助于熔滴的扩展，但会因为（）和（）而停止扩展，并凝固成一种（）结构。 5.热扩渗时，渗剂元素原子扩散的机理主要有（）、（）和（）三种。 6.腐蚀按材料腐蚀原理分为（）和（）两种。 7.热喷涂时，当熔滴撞击基体并快速冷却凝固时，颗粒内部会产生（），而在基体表面产生（）。喷涂完成后，涂层内部残余应力大小与 （）成正比。 8.磨损分为（）、（）、（）、（）微动磨损、冲蚀（包括气蚀）磨损高温磨损。 9.离子镀膜是（）与（）相结合的一种镀膜工艺。 10.常用的热喷涂工艺方法有（）、（）和（）。
三、简答题 1．表面淬火技术与常规淬火技术有何区别？ 2．简述复合镀的原理和需要满足的基本条件？ 3．最基本的金属腐蚀的主要形式和金属材料腐蚀控制及防护方法？4．简述热喷涂涂层的形成过程。 5.简述离子镀膜的特点？ 7．简述CVD的沉积条件？ 8．简述等离子体热扩渗与普通气体热扩渗技术相比都有哪些基本特点？ 9.简述离子镀膜的特点？ 10.简述形成热扩渗层的基本条件？ 11.简述热扩渗层的形成机理？ 12.简述化学镀的原理与特点. 四、论述题 1.试述常用的热喷涂工艺方法及其基本特点? 2.试述热喷涂涂层结合的三种机理? 3.试述表面淬火和化学热处理的概念及区别？ 4.试述什么是堆焊？堆焊层有哪些特点？ 5.试述堆焊与一般焊接的区别及特性？ 6.试述物理与化学气相沉积原理，特点及分类? 7.试述几种典型表面淬火工艺及特点？
材料表面工程技术练习题（答案） 一、解释名词 1.喷丸强化技术:利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再结晶温度下产生弹、塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗压力腐蚀能力的表面工程技术。 2.干法热浸渗:先将经常规方法脱脂除锈清洗后的清洁工件或钢材进行溶剂处理，干燥后再将工件浸入欲渗金属溶液中，保温数分钟后抽出，水冷。 3.粘结底层:某些材料能够在很宽的条件下喷涂并粘结在清洁、光滑的表面上，而且这类涂层表面粗糙度适中，对随后喷涂的其它涂层有良好的粘结作用。 4.溅射镀膜:用高能粒子轰击固体表面，通过能量传递，使固体的原子或分子逸出表面并沉积在基片或工件表面形成薄膜的方法。(在真空室中，利用荷能粒子轰击材料表面，使其原子获得足够的能量而溅出进入气相，然后在工件表面沉积的过程。) 5.分子束外延:在超高真空环境中，将薄膜诸组分元素的分子束流，直接喷到温度适宜的衬底表面上，在合适的条件下就能沉积出所需要的外延层。 6.激光合金化技术:激光合金化就是利用激光束将一种或多种合金元素快速熔入基体表面，从而使基体表层具有特定的合金成分的技术。换言之，它是一种利用激光改变金属或合金表面化学成分的技术。 7.物理气相沉积:在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其粒子化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。 8.真空蒸镀:在真空条件下，用加热蒸发的方法使镀料转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法。
9.热喷涂工艺:热喷涂是用专用设备把某种固体材料熔化并使其雾化,加速喷射到机件表面,形成一特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的一种工艺方法。 10.气相沉积:气相沉积技术也是一种在基体上形成一层功能膜的技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料或制品表面沉积单层或多层薄膜，从而使材料或制品获得所需的各种优异性能。 气相沉积技术一般可分为两大类:物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)。 11.合金电镀:在一个镀槽中，同时沉积含有两种或两种以上金属元素镀层称为合金电镀。 12.腐蚀:材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。 13.电镀:在含有欲镀金属的盐类溶液中，在直流电的作用下，以被镀基体金属为阴极，以欲镀金属或其它惰性导体为阳极，通过电解作用，在基体表面上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。 14.堆焊:在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。 15.离子镀膜:真空蒸发镀膜:在真空室内，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体(基片/基板/衬底、工件)表面，凝结形成固态薄膜的方法。 16.化学转化膜:通过化学或电化学方法，使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观(形状及几何尺寸)的一类技术。 17.表面工程技术:为满足特定的工程需求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结构和性能(或功能)的化学、物理方法与工艺。 18.表面能:严格意义上指材料表面的内能，包括原子的动能、原子间的势能以及原子中原子核和电子的动能和势能等。
《材料表面工程基础》课后习题目录及答案 1.材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展? 2.表面工程技术的目的和作用是什么? 3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科? 4.为什么会造成表面原子的重组？ 5.什么是实际表面？什么是清洁表面？什么是理想表面？ 6.常用的材料表面处理预处理种类及方法有哪些？ 7.热喷涂技术有什么特点？ 8.热喷涂涂层的结构特点是什么？其形成过程中经历了哪几个阶段？ 9.简单分析热喷涂涂层的结合机理？ 10.热喷涂只要有哪几种喷涂工艺？各有什么特点？ 11.热喷涂材料有哪几大类？热喷涂技术在新型材料开发方面可以做什么工作？ 12.镀层如何分类？怎样选择使用？ 13.金属电镀包括哪些基本步骤？说明其物理意义。 14.电镀的基本原理？ 15.共沉积合金的相特点有几种类型？ 16.电刷镀的原理及特点是什么？ 17.什么叫化学镀？实现化学镀过程有什么方式。 18.与电镀相比，化学镀有何特点？ 19.热浸镀的基本过程是什么？控制步骤是什么？其实质是什么？ 20.形成热浸镀层应满足什么条件？
21.简述钢材热镀铝时扩散层的形成过程。 22.热镀铝的优缺点怎样？ 23.表面淬火与常规淬火的区别：临界温度上移、奥氏体成分不均匀、晶粒细化、硬度高、耐磨性好、抗疲劳强度高。 24.表面淬火层组成：淬硬区、过渡区和心部区。 25.硬化层厚度的测定：金相法和硬度法。 26.喷丸强化技术原理、特点、应用围。 27.感应加热淬火原理、涡流、集肤效应。 28.工件感应加热淬火的工艺流程。 29.各种表面淬火的特点和应用围。 30.什么是表面工程？表面工程技术的作用是什么？ 31.金属离子电沉积的热力学条件是什么？金属离子从水溶液中沉积的可能性取决于什么？ 32.什么是热喷涂技术？试简述热喷涂的特点。 33.热喷涂的涂层结构特点是什么？其涂层与基体的结合机理是什么？一般的等离子喷涂层不可能形成太厚的涂层，为什么？而HVOF技术则可以获得10余毫米厚的超厚涂层，又是为什么？ 34.化学镀的基本原理是什么？有哪些特点？ 35.材料表面工程技术是我校材料科学的学科优势之一？你对于我校材料表面技术的发展有什么想法和建议？ 36.材料表面耐腐蚀的技术有哪些？我国规定煤矿系统的井筒井架、电力塔架、广播发射塔等必须要进行钢结构长效防腐处理。一般的寿命要求30～50年。请
现代表面工程与技术 Modern Surface Engineering and Technology 什么是表面工程？ 表面工程是将材料的表面与基体一起作为一个系统进行设计，利用各种表面技术，使材料的表面获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。 第一章表面技术概论 表面技术是直接与各种表面现象或过程相关的，能为人类造福或被人们利用的技术----宽广的技术领域。 一、使用表面技术的目的 1、提高材料抵御环境作用能力。 2、赋予材料表面功能特性。 3、实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件。 途径： 表面涂覆：各种涂层技术（电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、气相沉积、包箔、贴片）。 表面改性：喷丸强化、表面热处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理。 二、表面技术的分类 1、按作用原理 (1)原子沉积 电镀、化学镀、物理、化学气相沉积 (2)颗粒沉积 热喷涂、搪瓷涂敷 (3)整体覆盖 包箔、贴片 (4)表面改性 2、按使用方法 (1)电化学法 电镀、电化学氧化（阳极氧化） (2)化学法 化学转化膜、化学镀 (3)真空法 物理、化学气相沉积、离子注入 (4)热加工法 热浸镀、热喷涂、化学热处理、堆焊 (5)其它方法 涂装、机械镀、激光表面处理
三、表面技术的应用 1、广泛性和重要性 (1)广泛性 内容广 基材广 种类多 遍及各行业，用于构件、零部件、元器件，效益巨大 (2)重要性 ?改善耐腐蚀、磨损、氧化、疲劳断裂、辐照损伤 ?提高产品长期运行可靠性、稳定性 ?满足特殊要求（必不可少或唯一途径）
?生产各种新材料、新器件（在制备临界温度超导膜、金刚石膜、纳米多层膜、纳米粉末、纳米晶体材料、多孔硅中起关键作用；又是许多光学、微电子、磁性、化学、生物等功能器件研究和生产的基础） 2、在结构材料及构件和零部件上的应用 表面技术作用：防护、耐磨、强化、修复、装饰 3、在功能材料和元器件上的应用 制造装备中具独特功能的核心部件。 表面技术可制备或改进一系列功能材料及元器件 物理特性： ?光学 反射镜材料，防眩零件 ?热学 散热材料，耐热涂层，吸热材料 ?电学 表面导电玻璃，绝缘涂层 ?磁学 磁记录介质，电磁屏蔽材料，磁泡材料 化学特性： 分离膜材料 4、在人类适应、保护和优化环境方面的应用 (1)净化大气 原料、燃料→CO2、NO2、SO2 措施：回收、分解 方法：制备触媒载体（钯炭、铂炭、钌炭、铑炭） (2)净化水质 制备膜材料，处理污水、化学提纯、水质软化、海水淡化 (3)抗菌灭菌 TiO2（粉状、粒状、薄膜状）可将污染物分解 ?当光照射半导体化合物时，并非任何波长的光都能被吸收和产生激发作用，只有能量E满足式(1)的光量子才能发挥作用。 ?光子波长 h-普朗克常数，4.138×10-15 eV·s； c-真空中光速，2.998×1017 nm/s 锐钛型TiO2的Eg = 3.2eV ?在TiO2粒子表面上，有还原作用；产生氧化作用。 在界面处的还原作用：
涂装行业 清洁生产评价指标体系 国家发展和改革委员会 发布环境保护部 工业和信息化部
目录 前言...................................................................................................................................................... I 1 适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 评价指标体系 (3) 5 评价方法 (24) 6 指标解释与数据来源 (25)
前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》，指导和推动涂装企业依法实施清洁生产，提高资源利用率，减少和避免污染物的产生，保护和改善环境，制定涂装行业清洁生产评价指标体系（以下简称“指标体系”）。 本指标体系依据综合评价所得分值将清洁生产等级划分为三级，Ⅰ级为国际清洁生产领先水平；Ⅱ级为国内清洁生产先进水平；Ⅲ级为国内清洁生产基本水平。随着技术的不断进步和发展，本评价指标体系将适时修订。 本清洁生产评价指标体系为首次发布。 本指标体系由国家发展改革委员会、环境保护部会同工业和信息化部组织制订。 本标准起草单位：中国表面工程协会涂装分会、上海市机电设计院有限公司、北京正丰易科环保科技研究中心有限公司、南昌航空大学。 本指标体系由国家环境保护部负责解释。 本指标体系自公布之日起试行。
1 适用范围 本指标体系规定了涂装行业清洁生产的技术要求。本指标体系将清洁生产指标分为五类，即生产工艺及设备要求、资源和能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物产生指标和清洁生产管理指标。 本指标体系适用于涂装行业的清洁生产审核、清洁生产潜力与机会的判断以及清洁生产绩效评定和清洁生产绩效公告制度，也适用于新建或改扩建项目环境影响评价、环保核查、行业准入等管理制度。 2 规范性引用文件 本指标体系内容引用了下列文件中的条款。凡不注明日期的引用文件，其有效版本适用于指标体系。 《中华人民共和国清洁生产促进法》(中华人民共和国主席令第七十二号) 《清洁生产评价指标体系编制通则》（试行稿）（中华人民共和国国家发展和改革委员会、环境保护部、工业和信息化部2013年第33号） GB2589 综合能耗计算通则 GB6514 涂装作业安全规程涂漆工艺安全及其通风净化 GB7692 涂装作业安全规程涂漆前处理工艺安全及其通风净化 GB8264 涂装作业安全规程涂装技术术语 GB11893 总磷的测定钼酸铵分光光度法 GB11914 水质化学需氧量的测定重铬酸盐法 GB12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB12367 涂装作业安全规程静电喷漆工艺安全 GB14443 涂装作业安全规程涂层烘干室安全技术规定 GB14444 涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定 GB 14554 恶臭污染物排放标准 GB/T 15432 环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法 GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB16297 大气污染物综合排放标准 GB/T17167 用能单位能源计量器具配备和管理导则 GB18597 危险废弃物贮存污染控制指标 GB18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB/T 24001 环境管理体系要求及使用指南 HJ/T 55 大气污染物无组织排放监测技术导则 HJ/T 75 固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行） HJ/T91 地表水和污水监测技术规范 HJ/T 194 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 373 固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行） HJ/T 397 固定源废气监测技术规范 HJ 583 环境空气苯系物的测定固体吸附/热脱附-气相色谱法
材料表面工程教案 李远睿编写 重庆大学材料科学与工程学院 2005年4月 前言Foreword 金属材料表面工程学科是涉及范围较广的学科。总的目的是：在保证材料整体强度水平不降低的基础上设法应用不同的现代技术手段赋予材料表面各种所需要的性能。本课程在介绍了金属表面的有关基础知识后，结合国内外最新的资料和信息及老师的科研实践，分别讲解：表面准备、表面冷塑性变性强化、表面覆层强化，高能量密度表面强化与改性、表面淬火强化，化学热处理表面强化及表面特殊涂覆处理和表面复合处理技术等内容。由于在热处理工艺学中学习了表面淬火强化和化学热处理等方面的内容，则在本课程中不再详细讨论了。 一综述： 1．金属材料表面工程学的地位。 金属材料，特别是钢铁材料，目前仍旧是机械,设备和工程构件的主要材料。国内机械行业曾对114 个大型企业耗用材料的统计资料表明：钢铁材料占93.13%；有色金属占1.85%；非金属材料占5.2%。目前存在的主要问题是：材料消耗多、利用率低、质量欠稳定、制成的零部件或工程结构失效较早等。 2．机械零件失效的主要形式： a 塑性变形。原因是材料强度不足或过载使用； b 断裂。有韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂三种类型； c 磨损。按磨损机理分为磨料磨损、冲蚀磨损、粘着磨损和疲劳磨损四类，各类磨损又可以细分为更具体的一些形式。 d 腐蚀。在环境及周围介质作用下，对金属材料及零件的腐蚀。
在以上四种失效形式中，磨损、疲劳和腐蚀占80%以上。由现代理化手段分析后证实：失效通常是从材料的表面开始的，而且往往是因其表面性能不高所致。故研究金属材料的表面及其相应的强化方法有十分重要的意义。 二表面强化技术的分类及概况。 1．分类。通常按表面强化技术的性质分类，可以分为： a化学热处理表面强化；b表面淬火强化；c表面覆层（化成处理覆层、覆衬、CVP、PVD薄膜和热浸渗）强化及装饰；d表面冷塑性变形强化；e表面复合强化；f表面高能量密度改性与强化。 2．各类表面强化的概况。 a 化学热处理表面强化。即用渗入原子在材料表层内扩散而形成人工内污染层，以改变表层的化学成分为先决条件，再进行不同处理后赋与表面和内部不同的组织，从而具有不同性能的表面强化方法。例如：钢的渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、热浸渗和渗金属等等。 b 表面淬火。不改变材料的化学成分，只是因表层相变而产生的强化方法称为表面淬火。例如：高频、中频和表面感应加热淬火、火焰加热表面淬火、电子束、激光（Laser）束加热表面淬火等。 c 表面冷塑性变形强化。在金属材料的再结晶温度之下，使其表层发生冷塑性变形后达到表层加工硬化，弥补其表面轻微脱碳和细小缺陷并形成表层残余压应力的强化方法称为表面冷塑性变形强化。其显著作用就是提高金属材料及其制品的高周疲劳寿命，且材料本身强度愈高，其表面强化效果愈显著。表面冷塑性变形强化的方法有：表面滚压、内孔挤压和表层喷丸强化。其中，喷丸强化用得最普遍。 d 表面覆层强化及装饰。使金属表面获得特殊的覆盖层，以提高其耐磨、耐蚀、抗疲劳及装饰等目的工艺方法都称为表面覆层强化及装饰。它分为：表面镀膜，化成处理和表面覆衬。表面镀膜主要有物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和分子外延技术等；化成处理主要有：化学镀、电镀、发蓝、发黑、磷化和铝的阳极氧化等；表面覆层主要为热喷涂、热堆焊覆层（衬）和用玻璃和地沥清等覆衬于其表面，以达到耐热、耐蚀、防滑、修复尺寸和防腐等目的。 e高能量密度表面强化。以极高密度的能量作用于金属表面使其发生物理、化学变化，达到强化或表面改性的目的称为高能量密度表面强化。特点是：方法简单、时间短、变形小、高效率等，但设备复杂，造价高。采用：电子束、激光束、太阳能和高频冲击表面感应加热等。能量密度：以电子束和激光束提供的能量密度最高，可达到：
“材料表面工程”复习题 一、名词解释 表面工程技术：为满足特定的工程需求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结构和性能(或功能)的化学、物理方法与工艺。 表面能：严格意义上指材料表面的内能，包括原子的动能、原子间的势能以及原子中原子核和电子的动能和势能等。 洁净表面：材料表层原子结构的周期性不同于体内，但其化学成分仍与体内相同的表面。 清洁表面：一般指零件经过清洗(脱脂、浸蚀等)以后的表面。 区别：洁净表面允许有吸附物，但其覆盖的几率应该非常低。洁净表面只有用特殊的方法才能得到。清洁表面易于实现，只要经过常规的清洗过程即可。洁净表面的“清洁程度”比清洁表面高。 吸附作用：物体表面上的原子或分子力场不饱和，有吸引周围其它物质(主要是气体、液体)分子的能力。 磨损：相对运动的物质摩擦过程中不断产生损失或残余变形的现象。 腐蚀：材料与环境介质作用而引起的恶化变质或破坏。 极化：腐蚀电池工作时，阴、阳极之间有电流通过，使阴、阳极之间的电位差(实际电极电位)比初始电位差要小得多的现象。 钝化：由于金属表面状态的改变引起金属表面活性的突然变化，使表面反应速度急剧降低的现象。(阳极反应受阻的现象) 表面淬火：用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3(对亚共析钢)或者Ac1(对过共析钢)之上(奥氏体化)，然后使其快速冷却并发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺过程。 喷丸强化：利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再结晶温度之下产生弹、塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。(喷丸强化技术) 热扩渗：将工件放在特殊介质中加热，使介质中某一种或几种元素渗入工件表面，形成合金层(或掺杂层)的工艺。(化学热处理技术) 热喷涂：采用各种热源使涂层材料加热熔化或半熔化，然后用高速气体使涂层材料分散细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。 热喷焊：采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或部分熔化，实现涂层与基体之间、涂层内颗粒之间的冶金结合，消除孔隙的表面处理技术。(喷焊) 堆焊：在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。
表面工程技术的开发和应用 表面工程学是一门新兴的学科，发展迅速，应用前景广阔。文章阐述了开展表面工程学研究的目的和意义。评述了表面工程学在人类文明和生活、在先进制造技术、在设备仪器维修、在电子通讯技术、在高新技术以及在节约资源、保护环境中的作用和应用。 关键词表面工程学表面技术应用 1.前言 表面科学与工程以表面为研究对象。表面问题是一个古老的问题。然而，早在二十多年以前，所有固体物理的研究均假设材料是无穷大的，没有表面，抛开表面问题来研究材料，说明表面有其特殊的复杂性。美国材料界有“上帝创造了物质、魔鬼给了一个表面”之说，可见表面问题是比较困难的。 表面工程学科发展的重要标志是1983年英国伯明翰大学成立了Wolfson表面工程学院[1], 并在1985年创办了国际性杂志《表面工程》。认识到这一新兴学科的重要性，1986年在布达佩斯第5届国际材料热处理大会上，将国际热处理学会更名为国际热处理与表面工程学会。中国机械工程学会于1987年成立了表面工程研究所，1988年出版了中文版《表面工程》杂志，1993年成立了中国机械工程学会表面工程分会。自1989年以来，我国先后多次召开全国性或国际性的表面工程学术会议和表面科学与工程学术会议。 2、表面工程学的研究意义和目的 物体的相互作用首先是通过物体表面进行的。表面及表面层的结构与性能在科学、技术和日常生活中的重要性是不言而喻的。如催化剂的催化行为是由表面成分和结构决定的；在半导体材料中，各种电性能通常是由材料的最外层微米数量级厚度的成分和结构控制的。工程中常见的三大失效形式—磨损、腐蚀和断裂，前两者是因表面破坏
而失效，即使是疲劳断裂，也往往是从受力最大的表面开始而逐渐向内部发展。失效破坏导致零部件报废，设备停产，给国民经济造成巨大的损失。表面工程学能直接针对许多贵重零部件的失效原因，实行局部表面强化或修复，对零部件进行预保护或重新恢复其使用价值，它的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层，这层表面材料与制作部件的整体材料相比，厚度薄，仅占工件整体厚度的几百分之一到几十分之一，但却赋于基体材料表面的原来没有的特殊性能，从而满足工程上对材料表面性能的要求。因此，开展表面工程学的研究，改善材料的表面性能，对于提高零件的使用寿命和可靠性；对于改善机械设备的性能、质量，增强产品的竞争能力；对于推动高新技术的发展；对于节约资源、美化人类生活，减少环境污染等方面都具有重要意义，其经济效益和社会效益是显而易见的。 开展表面工程学的研究，不仅在于其经济意义，还在于其具有重要的学术价值。美国工程科学院为美国国会提供的2000年前集中力量加强发展的9项新科学技术中，有关材料方面的仅有材料表面科学与技术的的研究[2]。在我国材料表面改性作为传统材料性能优化的基础研究也列入国家自然科学基金“九五”优先资助领域。在国家的节能节材九五规划中建议将发展表面工程作为重大措施之一，并列出节能、节材示范项目[3]。表面科学的研究可为表面技术的研究提供一定的理论指导；表面新技术的开发和完善又提出许多新的学术课题，表面工程学的研究也有力地促进了相关学科的发展。 表面工程学研究的目的是赋于材料表面具有原来没有的特殊性能： 1)物理性能：包括电磁特性(导电性、绝缘性、半导体性、磁 性、电磁屏蔽性)，光学特性(吸光性、反光性、光导、光电 效应)，热特性(热传导性、耐热性)，声特性及防辐射等；
1．使用表面技术的目的？ （1）提高材料抵御环境作用能力。 （2）赋予材料表面某种功能特性。包括光、电、磁、热、声、吸附、分离等等各种物理和化学性能。 （3）实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件。 2 按学科特点将表面技术大致划分为三个方面 1）表面合金化：包括喷焊、堆焊、离子注入、激光溶敷、热渗镀等。 2）表面覆层与覆膜技术：包括热喷涂、电镀、化学转化处理、化学镀、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热浸镀等。 3）表面组织转化技术：包括激光、电子束热处理技术以及喷丸、辊压等表面加工硬化技术。 3.表面技术:表面技术主要通过表面涂覆和表面改性技术来提高材料抵御环境作用能力和赋予材料表面某种功能特性。 表面涂覆：主要采用各种涂层技术。 表面改性技术：用机械、物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。 4．表面粗糙度常采用如下方法表示，请用线段连接相应的采示符号。 轮廓算术平均偏差： R a 微观不平度+点高度R z 轮廓最大高度R y 5电镀的基本原理及其分类？ 电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。从水溶液和有机溶液中电镀称为湿法电镀，从熔融盐中电镀称为熔融盐电镀。 6．电沉积的基本条件 金属离子以一定的电流密度进行阴极还原时，原则上，只要电极电位足够负，任何金属离子都可能在阴极上还原，实现电沉积。但由于水溶液中有氢离子、水分子及多种其它离子，使得一些还原电位很负的金属离子实际上不可能实现沉积过程。所以金属离子在水溶液中能否还原，不仅决定于其本身的电化学性质，还决定于金属的还原电位与氢还原电位的相对大小。若金属离子还原电位比氢离子还原电位更负，则电极上大量析氢，金属沉积极少。 7．合金共沉积的条件？ 两种金属离子共沉积除需具备单金属沉积的基本条件外，还应具备以下两个基本条件：①两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。有些金属如W，Mo等不能从其盐的水溶液中沉积出来，但它可以借助诱导沉积与铁族金属共沉积。②共沉积的两种金属的沉积电位必须十分接近。如果相差太大，电位较正的金属优先沉积，甚至完全排斥电位较负的金属析出。
我对表面工程的认识 表面工程是表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得所需表面性能的系统工程。表面工程技术是表面工程的核心和实质。 1.表面工程的基本知识 表面工程的发展历史 ·1983年首次由Prof. 提出。英Birmingham大学成立澳福森表面工程研究所 · 1985年发行表面工程(Surface Engineering)杂志 · 1986年在布达佩斯国际热处理联合会更名为国际热处理与表面工程联合会 · 1987年在英国，1988年在日本召开ICSE · 1987年12月在京成立中国机械工程学会表面工程研究所。88年创刊《表面工程》杂志。11月召开首届表工程研讨会。1998年表面工程杂志更名为《中国表面工程》(CSE) 表面工程学的现状 表面工程技术分类 ○1表面涂镀技术 将液态涂料涂覆在材料表面或将镀料原子沉积在材料表面形成涂层或镀层。常见手段有热喷涂、堆焊、电镀、化学镀、气相沉积和涂装技术。
○2表面改性技术 利用热处理、机械处理、离子处理和化学处理等方法，改变材料表面的成分及性能的技术。常见手段有热扩渗、转化膜、表面合金化、离子注入和喷丸强化。 ○3薄膜技术 采用各种方法在工件表面上沉积厚度为100nm至1um或数微米薄膜的技术。常见手段有气相沉积技术等。 表面工程的特点 表面工程技术最突出的技术特点是无需改变整体材质，就能获得本体材料所不具备的某些特殊性能。表面技术多获得的表面覆盖层厚度一般从几十微米到几毫米。 表面工程的功能 装饰性：表面工程技术的传统作用之一是赋予表面更好的装饰性。不过对于金属的纯装饰性表面处理不多，很多是在兼顾表面防护性能的前提下赋予材料的装饰性，如在钢制工件上底镀Cu、中镀Ni、表镀Cr，Cu层和Ni层起防护作用，而表镀的Cr层可长久保持装饰性金属光泽。 防护性：据不完全统计，全世界每年因表面磨损、表面腐蚀、表面摩擦、表面缺陷造成对金属、非金属损失约万~万亿美金，约占全世界GDP的10%~12%。表面工程技术的主要作用是：经表面改性、表面处理、表面涂覆或表面复合处理，解决材料表面磨损、表面腐蚀、表面摩擦、表面缺陷造成的破坏，从而延长材料的有效服役时间。这既是表面工程存在的价值体现，也是表面工程发展的根本动力。
水浴温度对化学浴沉积CdS薄膜性能的影响 段宇波，张弓，庄大明 （清华大学机械工程系，北京100084） 摘要：采用化学浴沉积法（CBD）在硫酸镉、硫脲、氨水、氯化铵溶液体系中制备了CdS薄膜，研究了水浴温度对CdS薄膜的生长过程和物理性能的影响。试验表明，CdS薄膜的生长速率随着水浴温度提高而显著增加，薄膜从疏松变的致密，但是过高的水浴温度会导致表面晶粒变的粗糙；薄膜的结晶程度随着水浴温度提高而增强，择优取向明显；制得的CdS薄膜均有较高的光透过率，随着水浴温度的提高，薄膜厚度增加，透过率在波长560 nm处出现峰值；所得薄膜均是富Cd的，且随着水浴温度的提高Cd含量也增加；薄膜的暗电导率约为10-5～10-4 Ω-1 cm-1，比光电导率小2～3个数量级，电导率与水浴温度没有明显对应关系。 关键词：CdS薄膜；化学浴沉积（CBD）；水浴温度 中图分类号：TK51文献标识码：A 文章编号：1007–9289(2010)05–0021–06 Effect of Bath Temperature on the Properties of CdS Thin Film Deposited by Chemical Bath Deposition DUAN Yu–bo, ZHANG Gong, ZHUANG Da–ming (Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract:Cadmium sulphide (CdS) thin films were deposited by chemical bath deposition (CBD) from a bath containing cadmium sulfate, thiourea, ammonium hydroxide and ammonium chloride. Influence of the bath temperature on the growth process and properties of CdS thin films were investigated. The growth rate of CdS thin film increases prominently with the increase of bath temperature, accompanying with the increasing denseness of the film. However, the surface grains become coarse in exorbitant bath temperatures. The crystallization degree of CdS thin film increases with increasing bath temperature, as well as highly preferred orientation. With high values for all CdS thin films, the transmission has a maximum at the wavelength 560 nm when the bath temperature increases to higher values, as well as thicker CdS thin films. The dark conductivity of CdS thin film is in the range of 10-5～10-4 Ω-1cm-1, which is 2～3 orders of magnitude lower than the photo conductivity, whereas the bath temperature doesn’t influence the conductivity distinctly. Key words: CdS thin film; chemical bath deposition (CBD); bath temperature 0 引言 CdS薄膜缓冲层在Cu(In,Ga)Se2（简称CIGS）薄膜太阳能电池中具有重要作用：CdS薄膜与CIGS薄膜的晶格失配度较低，尤其是立方相CdS与CIGS的晶格失配度仅为1.4 %[1]；致密、无针孔的CdS薄膜完整地包覆在CIGS薄膜表面，能够减少溅射本征ZnO 时对CIGS薄膜的损伤，从而消除由此引起的电池短路现象；CdS薄膜中的Cd原子扩散到CIGS表面有序缺陷层进行微量掺杂，能够显著改善异质结特性[2]；收稿日期：2010?04?20；修回日期：2010?05?20 作者简介：段宇波（1984—），男(汉)，陕西西安人，硕士生。CdS的禁带宽度介于CIGS和ZnO之间，能够有效调节导带边失调值，有利于提高电池转化效率[3]。 C dS薄膜的制备方法很多，如物理气相沉积（PVD）、喷涂热解法（Spray Pyrolysis）、电化学沉积（ED）、化学浴沉积（CBD）等[1-6]。 D Abou–Ras 等人对比了PVD法和CBD法制备的CdS薄膜对CIGS太阳能电池性能的影响，发现CBD法制备CdS 薄膜所得到的电池的效率更高[7]。目前，CIGS太阳能电池的最高光电转换效率为19.9 %，由美国国家可再生能源实验室（NREL）获得，其中的CdS缓冲层就是采用CBD法制备的[8]。日本太阳能公司 doi: 10.3969/j.issn.1007?9289.2010.05.003
材料表面工程技术-考试复习资料． 1.表面工程:从材料表面的实际应用出发，科学设计工艺方法，严格监控工艺过程，实际检验施工质量，并对全过程进行记录和总结，改进其中的不足，不断提高技术水平，丰富理论内涵，开发新的用途和应用领域。采用表面技术，在零部件或工件表面涂覆一层或多层表面层而形成的技术，主要包 2.括电镀和化学镀、热喷涂、化学转化膜、热浸镀、涂料涂装、气相沉积、堆焊与熔结、
搪瓷和陶瓷涂覆、粘涂、溶胶-凝胶等。表面现象有关的一些表面技术: 1）表面湿润和反湿润技术. 2）表面催化技术3.3）膜技术4）表面化学技术 4.
表面5.在几个原子范围内的清洁表面其偏离三维周期性结构的主要特征是表面松弛、重构和表面台阶结构。从微观水平看，即使宏观看来非常光滑平整的表面实际上也是凹凸不平的，即表面6. 是粗糙的。吸附、吸收和化学反应是固体与气体发生作用的三种表现。7. 晶体表面缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类. 8.表面平整一般采用磨光、滚光、抛光及刷光和振动磨光。9.磨光是借助粘有磨料的特制磨光轮(或带)的旋转，以磨削金属零件表面的过程。 滚光是将成批零件与磨削介质一起在滚筒中作低速旋转，靠零件和磨料的相对运动进行光饰处理的过程。 抛光是用抛光轮和抛光膏或抛光液对零件表面进一步轻微磨削以降低粗糙度，也可用于镀后的精加工。 刷光是把刷光轮装在抛光机上，用刷光轮上的金属丝(钢丝、黄铜丝等)刷，同时用水或含某种盐类，表面活性剂的水溶液连续冲洗去除零件表面锈斑、毛刺、氧化皮及其他杂物，还可用于装饰目的进行丝纹刷光和缎面刷光等。
振动磨光是将零件与大量磨料和适量抛磨液置入容器中，在容器振动过程中使零件表面平整光洁。基体表面清洁的目的是：10. 打基础；)如电镀、热喷涂等(作为前序处理工艺的一部分，为下一涂装或其他表面加工． 作为一项单独表面处理技术，可提高工件寿命或恢复工件原状态或节能需要(锅炉清除水垢，提高热效率)； 消除工件(设备)隐患，提高安全性(如传热设备局部过热可通过清洗来解决)，消毒、灭菌，除放射性污染，有利于人体健康。 表面清洗主要包括除油和除锈。 喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品表面，利用磨料强11.力的撞击作用，打掉其上的污垢物，达到清理或修饰目的的过程。喷砂的主要用途有：
材料表面工程(材料化学专业) 目的和要求 材料表面工程是一门新的边缘学科, 它不但涉及到诸如表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论, 而且其本身也溶入了诸多学科的新技术. 本课程首先概要介绍表面物理化学和表面强度等材料表面工程基础理论知识, 然后就表面工程中10个大类表面技术的原理、工艺特点和应用领域进行重点介绍, 最后简要介绍材料表面工程中常用的一些分析和测试方法和技术. 本课程作为材料系高年级学生一门专业选修课, 目的在于给学生一个向导的作用, 让学生掌握整个材料表面工程的基本知识, 为学生将来从事这方面的工作或研究奠定一个较为扎实的基础, 课程以介绍各个相关表面工程技术的基本原理和研究方法为主, 也兼顾介绍一些生产工艺和发展方向等. 基本内容及学时分配 第一章绪论 (2学时) 1.1材料表面工程技术的意义、目的和作用 1.2材料表面工程技术的发展与分类 第二章表面物理化学基础 (4学时) 2.1 表面能与表面张力 2.2 固体表面结构 2.3 固体表面的润湿和吸附理论 2.4 Kelvin公式及其应用 2.5 表面原子的扩散 第三章表面强度 (2学时) 3.1 表面活性介质对力学性能的影响 3.2 表面膜层的应力 3.3 表面抗磨强度
3.4 表面抗腐蚀强度 3.5 疲劳载荷下的表面强度 第四章热渗镀 (2学时) 4.1 热渗镀原理 4.2 热浸镀 4.3 离子氮化 4.4 离子渗碳 第五章热喷涂 (2学时) 5.1 热喷涂原理 5.2 火焰喷涂 5.3 等离子喷涂 5.4 热喷涂涂层的特性和设计第六章堆焊 (2学时) 6.1 堆焊原理 6.2 电弧堆焊 6.3 等离子堆焊 第七章电镀 (2学时) 7.1 电沉积的基本原理 7.2 影响电镀层质量的基本因素7.3 合金镀 7.4 复合镀 7.5 电刷镀 第八章化学镀 (2学时) 8.1 化学镀基本原理 8.2 化学镀镍 8.3 化学镀铜
《材料表面工程基础》课后习题目录及答案1 1.材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展? 2.表面工程技术的目的和作用是什么? 3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科? 4.为什么会造成表面原子的重组？ 5.什么是实际表面？什么是清洁表面？什么是理想表面？ 6.常用的材料表面处理预处理种类及方法有哪些？ 7.热喷涂技术有什么特点？ 8.热喷涂涂层的结构特点是什么？其形成过程中经历了哪几个阶段？ 9.简单分析热喷涂涂层的结合机理？ 10.热喷涂只要有哪几种喷涂工艺？各有什么特点？ 11.热喷涂材料有哪几大类？热喷涂技术在新型材料开发方面可以做什么工作？ 12.镀层如何分类？怎样选择使用？ 13.金属电镀包括哪些基本步骤？说明其物理意义。 14.电镀的基本原理？ 15.共沉积合金的相特点有几种类型？ 16.电刷镀的原理及特点是什么？ 17.什么叫化学镀？实现化学镀过程有什么方式。 18.与电镀相比，化学镀有何特点？ 19.热浸镀的基本过程是什么？控制步骤是什么？其实质是什么？ 20.形成热浸镀层应满足什么条件？ 21.简述钢材热镀铝时扩散层的形成过程。 22.热镀铝的优缺点怎样？ 23.表面淬火与常规淬火的区别：临界温度上移、奥氏体成分不均匀、晶粒细化、硬度高、耐磨性好、抗疲劳强度高。 24.表面淬火层组成：淬硬区、过渡区和心部区。 25.硬化层厚度的测定：金相法和硬度法。 26.喷丸强化技术原理、特点、应用范围。 27.感应加热淬火原理、涡流、集肤效应。 28.工件感应加热淬火的工艺流程。 29.各种表面淬火的特点和应用范围。 《表面技术概论》习题 30.什么是表面工程？表面工程技术的作用是什么？ 31.金属离子电沉积的热力学条件是什么？金属离子从水溶液中沉积的可能性取决于什么？ 32.什么是热喷涂技术？试简述热喷涂的特点。 33.热喷涂的涂层结构特点是什么？其涂层与基体的结合机理是什么？一般的等离子喷涂层不可能形成太厚的涂层，为什么？而HVOF技术则可以获得10余毫米厚的超厚涂层，又是为什么？ 34.化学镀的基本原理是什么？有哪些特点？ 35.材料表面工程技术是我校材料科学的学科优势之一？你对于我校材料表面技术的发展有什么想法和建议？ 1 ■■■■■■■■■■■■■■■524宿舍整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■