表面工程学的基础理论1节.ppt

表面技术的分类 按学科特点分为： 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。 按工艺特点分类： 电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、表面着色、气相沉积、“三束”改性以及表面热处理、形变强化和衬里类 表面技术的分类 §1-3 表面技术的应用与发展 一、 表面技术应用的广泛性和重要性 腐蚀损失占国民经济的2-5% 作用：防护(Zn,Ni)、耐磨(硬Cr,复合镀层）、强化(复合镀层）、修复(Fe)、装饰（Cr)等。 二、 表面技术在结构材料以及工程构件和机械零部件上的应用 工具、模具（电铸） 三、表面技术在功能材料和元器件上的应用 光学特性、电学特性、磁学特性、热学特性、化学特性、能量转换(太阳能电池材料）、磁记录材料（Co,Ni)、双金属、防护涂层 四、表面技术在人类适应、保护和优化环境方面的一些应用 抗菌灭菌TiO2（磷灰石）, 生物医学材料（人工骨） 材料表面工程是一门新兴的边缘学科 材料表面工程是一门新的边缘学科，它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。 思考题 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？ 现 代 表 面 工 程 材料科学与工程学院 王云龙 课件 钱苗根 主编，机械工业出版社 《现代表面技术》 参考资料 材料表面工程，哈尔滨大学出版社，徐滨士编著 金属材料表面新技术，赵文珍，西安交通大学出版社，1992 现代表面技术，机械工业出版社，钱苗根等编著表面工程手册，李国英主编，北京：机械工业出版社，1998 表面涂层技术，陈学定，韩文政，北京：机械工业出版社，1994 表面工程与维修，徐滨士，朱绍华等，北京：机械工业出版社，1996 课件 主要内容 主要内容 第一章、 表面工程的基本理论 1.1 表面技术和表面工程概述 1.2 表面技术的分类 1.3 表面技术的应用与发展 §1－1 表面技术和表面工程概述 表面技术是直接与各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术。 广义的说： 一、表面技术的涵义 现代材料表面技术，主要是综合采用必威体育精装版的电子技术，真空 技术、冶金、物理、化学、材料等各学科的必威体育精装版知识和等离子体、 离子束、电子束、激光束、微波的必威体育精装版成果。把材料表面与基体 视作一个统一的系统进行设计与改性，以最经济和最有效的方法 改变材料表面及近表面区的形态、化学成分、应力状态和组织结 构，赋予其新的复合性能，从而获得许多新构思，新材料，新器 件以实现新的工程应用。我们把这种多功能综合化的，用于提高 材料表面性能的各种新技术，统称为现代材料表面技术 表面技术的广义涵义 1） 表面技术的基础和应用理论 理论基础：表面科学，表面物理、表面化学、表面分析技术； 应用理论：除了材料科学外主要还包括表面失效分析，摩擦磨损理论，腐蚀与防护理论，表面结合、复合、界面理论、真空技术，气体放电与等离子体物理、离子溅射、薄膜生长、薄膜与涂层现代表面技术电磁理论、半导体物理、功能效应等等 2） 表面处理技术 表面覆盖技术 表面改性技术 复合表面处理技术 3） 表面加工技术 4） 表面分析和测试技术 5）?表面工程技术设计 二、表面工程的涵义 随着表面科学技术的迅速发展与工程应用，表面工程学也已逐渐形成正在发展中的新兴学科。目前，表面工程学科的体系，正在不断的进行探索和完善。 表面工程这一概念，在２０世纪８０年代初，最早由英格兰伯明翰大学ＴｏｍＢｅｌｌ教授提出。 表面工程是把材料表面与基体视作一个系统进行设计，利用表面改性技术，薄膜技术和涂镀层技术，表面复合处理技术，材料表面纳米化工程技术，使材料表面获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。 表面工程的涵义 三、使用表面技术的目的 （1） 提高材料抵御环境作用能力:耐蚀性 （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