材料表面工程技术

节选

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《材料表面工程技术》系统地阐述了表面工程技术的基础理论，各种实用表面工程技术的基本原理、特点、工艺和应用，以及表面分析和检测技术的内容与方法。书中重点介绍了各种表面预处理工艺、热喷涂技术、堆焊技术、电镀和化学镀、金属转化膜技术、气相沉积技术、高能束表面改性技术、热扩渗技术、涂装技术、表面微细加工技术，以及特种表面工程技术的工艺特点及应用，对微弧氧化、冷喷涂、纳米涂层制备技术等表面工程技术的发展趋势和*新成果进行了必要说明。 《材料表面工程技术》涉及多学科领域，内容丰富，知识面广，既可供从事表面工程技术研究与应用的科研人员、工程技术人员参考，又可作为高等院校相关专业的本科生和研究生的教材。

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插图：②耐磨性　耐磨性是指材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力。它与材料特性以及载荷、速度、温度等磨损条件有关。利用热喷涂、堆焊、电刷镀和电镀等表面技术，在材料表面形成镍基、钴基、铁基、金属陶瓷等覆层，可有效地提高材料或制件的耐磨性。如冶金工业中的轧辊，全国每年在钢铁系统报废的轧辊约6万吨，经济损失在9亿元以上，通过堆焊、热喷涂耐磨涂层，可大大延长轧辊的寿命。在机械工业中，表面工程技术的用途更为广泛，一些大型的轴类、电机转子普遍喷涂上铁基和镍基合金来提高耐磨性；一些机械密封环喷涂的ＷＷc－Ｃo涂层，其耐磨效果十分显著。③表面强化　表面强化的涵义广泛，这里主要指通过各种表面强化处理来提高材料表面抵御除腐蚀和磨损之外的环境作用的能力。例如疲劳破坏，它也是从材料表面开始的。通过表面处理，如喷丸、滚压和激光表面处理等可以显著提高材料的疲劳强度。又如许多制品要求表面强度和硬度高，而心部韧性好，通过合理地选择材料和进行渗碳、渗氮等表面强化处理，就能满足这个要求。④表面装饰材料的表面装饰要求具有光亮、色泽、花纹和仿照等功能。合理地选择电镀、化学镀、氧化等表面技术，可以获得镜面镀层、全光亮镀层、亚光镀层、缎状镀层，不同色彩的镀层，各种平面、立体花纹镀层，仿贵金属、仿古和仿大理石镀层等。这些镀层不仅外表美观、绚丽多彩，而且还可以起到防护作用，其应用十分广泛。（4）在功能材料和元器件中的应用 功能材料主要指具有优良的物理、化学和生物等功能，以及一些声、电、光、磁等互相转换功能，而被用于非结构目的的高技术材料。在航空航天、电子、电器、信息、国防等领域，功能材料常用来制造各种装备中具有独特性能的核心部件。材料的功能特性与其表面的成分、组织结构等密切相关，因此通过表面工程技术可以制备或改进一系列功能材料及其元器件。近年来，表面制备技术有了很大的发展，不仅能够严格控制材料表面的成分和结构，还能进行高精度的微细加工，使许多电子元器件实现了小型化、薄膜化和一体化。表面工程技术在功能材料中的应用举例如下。①电学特性利用电镀、化学镀、气相沉积、离子注入等技术可制备具有电学特性的功能薄膜及其元器件。例如，现今用于液晶显示器、太阳能电池、手机和学习机的导电膜，具有各种电阻特性的碳膜、金属膜电阻材料，聚合绝缘镀层和热离子发电元件的电绝缘涂层，银、铜触点开关的低接触电阻膜，以及波导管和约瑟夫逊器件等元器件。②磁学特性通过气相沉积技术和涂装等表面技术制备出磁记录介质、磁带、磁泡材料、电磁屏蔽材料、薄膜磁阻元件等。

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目录

第1章 绪论11.1 表面工程学科体系11.1.1 表面工程学科体系11.1.2 表面工程技术的分类21.2 表面工程技术的应用31.2.1 表面工程技术的作用31.2.2 表面工程技术的意义41.2.3 表面工程技术的应用51.3 表面工程技术的发展趋势8参考文献9第2章 表面工程技术的基础理论112.1 固体材料的表面特性112.1.1 固体的表面能112.1.2 固体的表面结构112.1.3 固体表面的吸附现象142.2 材料表面腐蚀基础172.2.1 腐蚀的分类172.2.2 金属的电化学腐蚀192.2.3 金属表面的钝化232.2.4 材料表面腐蚀控制与防护242.3 材料表面摩擦与磨损基础252.3.1 摩擦的定义及分类252.3.2 磨损的定义及评定262.3.3 磨损的分类262.3.4 提高材料耐磨性的途径29参考文献30第3章 表面工程技术的预处理工艺313.1 表面预处理的目的313.1.1 表面预处理的目的313.1.2 表面预处理的指标313.2 表面预处理工艺323.2.1 机械清理323.2.2 除油333.2.3 浸蚀363.2.4 除油�步�蚀联合处理373.2.5 化学抛光和电抛光37参考文献38第4章 热喷涂技术394.1 热喷涂的原理和特点394.1.1 热喷涂的定义394.1.2 热喷涂基本原理394.1.3 热喷涂的分类和特点414.2 热喷涂材料424.2.1 热喷涂材料的分类及特点424.2.2 热喷涂线材434.2.3 热喷涂用粉末454.3 热喷涂工艺474.3.1 工件表面预处理474.3.2 预热484.3.3 喷涂484.3.4 后处理484.4 火焰喷涂和喷焊技术494.4.1 氧�惨胰不鹧娴牟�生494.4.2 氧�惨胰蚕卟幕鹧媾缤�504.4.3 氧�惨胰卜勰┗鹧媾缤�504.4.4 火焰喷涂工艺及特点514.4.5 氧�惨胰卜勰┗鹧媾绾�524.4.6 火焰喷涂和喷焊应用举例534.5 电弧喷涂技术564.5.1 电弧喷涂原理和特点574.5.2 电弧喷涂设备574.5.3 电弧喷涂工艺584.5.4 电弧喷涂的应用实例584.6 等离子喷涂技术604.6.1 等离子喷涂的原理及特点604.6.2 等离子弧喷涂设备614.6.3 等离子弧喷涂工艺624.6.4 等离子喷涂的应用634.7 特种喷涂技术644.7.1 爆炸喷涂644.7.2 超音速喷涂654.7.3 激光喷涂与喷焊674.8 冷喷涂技术674.8.1 冷喷涂的原理及特点674.8.2 冷喷涂设备系统684.8.3 冷喷涂涂层的沉积特性684.8.4 冷喷涂的应用694.9 热喷涂涂层的选择及应用704.9.1 热喷涂工艺的选择原则704.9.2 涂层材料的选择704.9.3 热喷涂技术的应用及发展前景71参考文献73第5章 堆焊技术755.1 堆焊的基本概念755.1.1 堆焊的特点及类型755.1.2 堆焊层的形成和控制765.2 堆焊材料的类型及选择795.2.1 堆焊材料的种类795.2.2 堆焊材料的选择815.3 堆焊方法825.3.1 常用堆焊方法825.3.2 堆焊新方法845.3.3 堆焊方法的选择915.4 堆焊技术的应用925.4.1 堆焊技术的应用特性925.4.2 堆焊技术的应用92参考文献93第6章 电镀和化学镀956.1 电镀的定义及分类956.1.1 电镀的定义956.1.2 镀层的分类956.2 电镀的基本原理及工艺966.2.1 电镀的基本原理966.2.2 电镀溶液的基本组成986.2.3 金属的电沉积过程996.2.4 电镀工艺过程1016.3 单金属电镀1016.3.1 电镀锌1016.3.2 电镀铬1026.3.3 电镀镍1036.3.4 电镀铜1036.4 合金电镀1046.4.1 合金电镀的特点1046.4.2 合金共沉积的条件1056.4.3 合金共沉积的类型1056.4.4 合金电镀的应用1066.5 电刷镀1076.5.1 电刷镀原理及特点1076.5.2 电刷镀设备1086.5.3 电刷镀溶液1086.5.4 电刷镀工艺1126.5.5 电刷镀的应用1136.6 化学镀1146.6.1 化学镀原理与特点1146.6.2 化学镀镍1156.6.3 化学镀铜1176.7 复合镀1186.7.1 复合镀层的种类及特点1186.7.2 复合镀的原理1196.7.3 复合镀层的应用1196.8 非金属材料的电镀1206.8.1 塑料电镀1206.8.2 玻璃和陶瓷电镀1216.8.3 石膏和木材电镀1216.9 电镀的发展趋势122参考文献123第7章 金属转化膜技术1247.1 金属转化膜的基本特性及用途1247.1.1 金属转化膜的形成方法1247.1.2 金属转化膜的分类1247.1.3 金属转化膜的主要用途1247.2 化学氧化1257.2.1 钢铁的化学氧化1257.2.2 铝及铝合金的化学氧化1267.3 阳极氧化1277.3.1 铝及铝合金阳极氧化机理1277.3.2 阳极氧化膜的结构和性质1287.3.3 阳极氧化工艺1297.3.4 阳极氧化膜的着色1317.3.5 氧化膜的封闭处理1337.3.6 其他金属的阳极氧化1347.4 等离子体微弧氧化1347.4.1 微弧氧化原理1347.4.2 微弧氧化装置及工艺1357.4.3 微弧氧化膜的结构与性能1357.4.4 微弧氧化的应用1367.5 钢铁的磷化处理1397.5.1 磷化膜形成机理1397.5.2 磷化膜的性能及应用1407.5.3 钢铁的磷化工艺1417.6 铬酸盐钝化处理1427.6.1 铬酸盐膜的形成机理1427.6.2 铬酸盐膜的特性1427.6.3 铬酸盐钝化工艺143参考文献144第8章 气相沉积技术1458.1 物理气相沉积过程及特点1458.1.1 物理气相沉积基本过程1458.1.2 物理气相沉积的特点1468.2 真空蒸发镀膜1468.2.1 蒸发镀膜基本原理1468.2.2 蒸发源1488.2.3 合金膜和化合物膜的制备1488.2.4 蒸发镀膜的应用及发展1498.3 溅射镀膜1508.3.1 溅射镀膜原理及特点1508.3.2 溅射镀膜方法1528.3.3 合金膜和化合物膜的制备1548.3.4 溅射镀膜应用和进展1548.4 离子镀膜1558.4.1 离子镀膜原理及特点1568.4.2 常用离子镀方法1578.4.3 离子镀膜的应用及发展1598.5 物理气相沉积工艺及方法比较1608.5.1 PVD工艺流程1608.5.2 PVD三种基本方法的比较1618.6 化学气相沉积1618.6.1 化学气相沉积装置1628.6.2 化学气相沉积原理及特点1628.6.3 特种化学气相沉积方法1648.6.4 化学气相沉积的应用1658.6.5 CVD技术的发展1678.6.6 PVD和CVD工艺对比167参考文献168第9章 高能束表面改性技术1709.1 激光表面改性1709.1.1 激光表面改性原理1709.1.2 激光表面改性技术的特点1729.1.3 激光表面改性技术1729.2 电子束表面改性1769.2.1 电子束表面改性原理1769.2.2 电子束表面改性方法及应用1779.3 离子注入表面改性1779.3.1 离子注入的原理和特点1779.3.2 离子注入机简介1809.3.3 离子注入的应用181参考文献183第10章 热扩渗技术18410.1 热扩渗的基本原理及分类18410.1.1 热扩渗的基本原理18410.1.2 热扩渗工艺的分类18510.2 热浸镀18610.2.1 热浸镀原理18610.2.2 热浸镀工艺方法18710.2.3 常用热浸镀镀层18810.3 渗碳和渗氮18910.3.1 渗碳19010.3.2 渗氮190参考文献192第11章 涂装技术19311.1 涂料19311.1.1 涂料的基本组成19311.1.2 涂料的分类和命名19411.1.3 涂料成膜机理19611.1.4 涂料涂层的作用19611.1.5 涂料基础产品简介19711.2 涂装工艺19811.2.1 涂装工艺19811.2.2 涂装方法198参考文献201第12章 表面微细加工技术20312.1 常用微细加工技术简介20312.1.1 光刻加工20312.1.2 LIGA微细加工技术20512.1.3 高能束微细加工20612.1.4 微细电火花加工20712.1.5 电解微细加工20812.1.6 超声波微细加工20812.2 微细加工技术典型应用实例20912.2.1 集成电路的制造过程20912.2.2 微型机电系统21012.3 纳米电子技术21212.3.1 纳米电子技术21212.3.2 原子操纵加工技术213参考文献214第13章 特种表面工程技术21513.1 表面喷丸强化技术21513.1.1 喷丸强化原理21513.1.2 喷丸强化设备及弹丸材料21613.1.3 喷丸强化应用21713.2 电火花表面强化21813.2.1 电火花表面强化原理21813.2.2 电火花表面强化工艺21913.2.3 电火花强化的应用21913.3 溶胶�材�胶法成膜22013.3.1 溶胶�材�胶法成膜工艺22013.3.2 溶胶�材�胶法的应用22113.4 搪瓷涂覆技术22213.4.1 瓷釉22213.4.2 搪瓷涂覆工艺22213.4.3 搪瓷的应用22313.5 表面粘涂技术22313.5.1 粘涂层的组成和形成机理22413.5.2 表面粘涂工艺22413.5.3 粘涂技术的应用225参考文献225第14章 表面分析与性能检测22614.1 表面分析技术22614.1.1 表面分析技术概述22614.1.2 常用表面分析仪器简介22814.2 表面覆盖层性能检测技术23314.2.1 覆盖层常规性能检测23314.2.2 覆盖层功能性能检测240参考文献244

封面

书名:材料表面工程技术

作者:李慕勤

页数:244页

定价:¥35.0

出版社:化学工业出版社

出版日期:2010-08-01

ISBN:9787122089793

PDF电子书大小:67MB 高清扫描完整版