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1、表面科学与工程表面科学与工程Surface Science and Engineering表面工程绪论教材及参考教材及参考资料料参考参考资料：料：1.现现代表面技代表面技术术，钱钱苗根等苗根等，机工版，机工版，20062.现代表面工程技代表面工程技术, 董允董允, 张延森，延森，机工版，机工版，19993. 面向二十一世面向二十一世纪纪的表面工程，徐的表面工程，徐滨滨士，机工版，士，机工版，19974. 表面工程手册，李国英主表面工程手册，李国英主编编，机工版，机工版，19985.表面工程与表面工程与维维修，徐修，徐滨滨士，朱士，朱绍华绍华等，机工版，等，机工版，1996表面工程绪论教学目的教
2、学目的1.系系统统地掌握地掌握现现代表面代表面处处理技理技术术的基本原理；的基本原理；2.能合理能合理选择选择并并应应用用这这些新的表面工程技些新的表面工程技术术；3.解决材料表面硬度、解决材料表面硬度、强强度、耐磨性与心部度、耐磨性与心部强强韧韧性性之之间间的矛盾；的矛盾；4.充分充分发挥发挥材料性能的潜力；材料性能的潜力；5.延延长产长产品使用寿命和提高品使用寿命和提高产产品品质质量。量。表面工程绪论第一章第一章表面技表面技术概概论第一第一节表面技表面技术及其及其发展背景展背景 19世世纪工工业革命以来，革命以来，为适适应高高强度、高度、高硬度和耐磨、耐硬度和耐磨、耐蚀、耐高温等特殊要求，
3、需不、耐高温等特殊要求，需不断开断开发各种特殊的合金材料，但各种特殊的合金材料，但这些材料往往些材料往往价格昂价格昂贵。因此，人。因此，人们试图采用各种表面技采用各种表面技术对普通普通钢材表面材表面进行加工，改行加工，改变其表面性能，其表面性能，以适以适应复复杂的工作的工作环境。另外，磨境。另外，磨损、腐、腐蚀等等失效都是首先失效都是首先发生在材料表面，通生在材料表面，通过对材料表材料表面面进行有效行有效处理，可极大地提高材料寿命。基理，可极大地提高材料寿命。基于于这样的背景，逐步形成了一的背景，逐步形成了一门新新兴学科学科表面工程学。表面工程学。表面工程绪论表面工程概念的提出始于表面工程概念
4、的提出始于20世世纪80年代。年代。1983年英国年英国TBel教授首先提出了表面工程的教授首先提出了表面工程的概念。表面工程学科概念。表面工程学科发展的重要展的重要标志是志是1983年英国伯明翰大学沃福森表面工程研究所的年英国伯明翰大学沃福森表面工程研究所的建立和建立和1985年国年国际刊物刊物表面工程表面工程的的发行。行。1986年年10月国月国际热处理理联合会决定接受表面合会决定接受表面工程的概念，并把自己的会名改工程的概念，并把自己的会名改为国国际热处理及表面工程理及表面工程联合会。合会。表面工程绪论一、什么是表面技一、什么是表面技术从广从广义上上讲，表面技，表面技术是直接与各种表面是
5、直接与各种表面现象或象或过程有关的，能程有关的，能为人人类造福或被人造福或被人们利用的技利用的技术。任何表面在通常情况下任何表面在通常情况下实际上都是界面。两种不上都是界面。两种不同相之同相之间的交界，称的交界，称为界面，在任何两相界面上都可界面，在任何两相界面上都可以以发生复生复杂的物理或化学的物理或化学现象，象，总称称为表面表面现象。象。固体材料的界面有三种：固体材料的界面有三种：表面表面固体材料与气体或液体的分界面。固体材料与气体或液体的分界面。晶界（或晶界（或亚晶界）晶界）多晶体内部成分、多晶体内部成分、结构相构相同而取向不同晶粒（或同而取向不同晶粒（或亚晶）之晶）之间的界面。的界面。
6、相界相界固体材料中成分、固体材料中成分、结构不同的两相之构不同的两相之间的界面。的界面。表面技表面技术主要包括：表面覆盖（在材料的表面施主要包括：表面覆盖（在材料的表面施加各种覆盖加各种覆盖层）、表面改性、表面加工以及表面湿）、表面改性、表面加工以及表面湿润、表面催化、膜技表面催化、膜技术等。等。表面工程绪论二二、使用表面技、使用表面技术的目的的目的1.提高材料抵御提高材料抵御环境的能力，同境的能力，同时具有装具有装饰的效果。的效果。通通过使用表面技使用表面技术，可以提高材料在各，可以提高材料在各种介种介质（如空气、淡水、海水、土壤、酸、（如空气、淡水、海水、土壤、酸、碱、碱、盐等）中的耐等）
7、中的耐蚀性，性，还可以提高材料表可以提高材料表面的硬度，从而提高材料的耐磨性以及耐疲面的硬度，从而提高材料的耐磨性以及耐疲劳性。有不性。有不锈钢镜面板面板;不不锈钢丝纹板板;不不锈钢刻花板刻花板;不不锈钢彩色板彩色板;着色着色铝合金制品合金制品;彩彩色色钢板板;金属表面的仿金金属表面的仿金电镀层等。等。表面工程绪论2.赋予材料表面某种功能特性。包括光、予材料表面某种功能特性。包括光、热、电、磁、声、吸附、分离等各种物理和化学、磁、声、吸附、分离等各种物理和化学特性。特性。3.实施特定的表面加工来制造构件、零部件施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件等。和元器件等。4.修修补金属表面的缺陷和
8、磨金属表面的缺陷和磨损普遍采用普遍采用热喷涂技涂技术修复磨修复磨损件。刷件。刷镀是是修修补金属表面磨金属表面磨损比比较廉价的手段。特点是廉价的手段。特点是设备简单，操作灵活，适于野外和，操作灵活，适于野外和现场修复，特修复，特别是是对于大型、精密于大型、精密设备的的现场不解体修复，不解体修复，更具有独特的更具有独特的优点。目前刷点。目前刷镀技技术已广泛用于已广泛用于修复加工超差件，以及工件表面磨修复加工超差件，以及工件表面磨损、凹坑和、凹坑和斑斑蚀等缺陷部位。等缺陷部位。表面工程绪论三、表面技三、表面技术迅速迅速发展的原因展的原因首先，表面工程技首先，表面工程技术的属性是其迅速的属性是其迅速发
9、展的基展的基础。表面工程具有学科的表面工程具有学科的综合性、手段的多合性、手段的多样性、广泛的性、广泛的功能性、潜在的功能性、潜在的创新性、新性、环境的保境的保护性、很性、很强的的实用用性和巨大的增效性。因而受到各行各性和巨大的增效性。因而受到各行各业的重的重视。表面。表面工程技工程技术既可既可对材料表面改性，制材料表面改性，制备多功能（防腐、多功能（防腐、耐磨、耐耐磨、耐热、耐高温、耐疲、耐高温、耐疲劳、耐、耐辐射、抗氧化以及射、抗氧化以及光、光、热、磁、磁、电等特殊功能）的涂、等特殊功能）的涂、镀、渗、覆、渗、覆层，成倍延成倍延长机件的寿命；又可机件的寿命；又可对产品品进行装行装饰；还可可
10、对废旧机件旧机件进行修复。采用表面工程措施的行修复。采用表面工程措施的费用，一般用，一般虽然占然占产品价格的品价格的510，却可以大幅度地提高，却可以大幅度地提高产品的性能及附加品的性能及附加值，从而，从而获得更高的利得更高的利润，采用表，采用表面工程措施的平均效益高达面工程措施的平均效益高达520倍以上。倍以上。表面工程绪论其次，其次，现现代工代工业业的需求是表面工程迅速的需求是表面工程迅速发发展的展的动动力。力。现现代工代工业业的的发发展展对对机机电产电产品提品提出了更高的要求，体出了更高的要求，体积积要小巧，外形要美要小巧，外形要美观观，而且能在高温、高速、重，而且能在高温、高速、重载载
11、以及腐以及腐蚀蚀介介质质、恶恶劣劣环环境下可靠持境下可靠持续续地工作。地工作。例如：例如：汽汽车轻车轻量化量化铝铝合金合金表面耐磨表面耐磨问题问题突突出出表面耐磨涂表面耐磨涂层层表面工程绪论火箭火箭发动发动机的尾机的尾喷喷管内壁和燃管内壁和燃烧烧室：需承受室：需承受20003300温度和巨大的温度和巨大的热热焰流冲焰流冲击击；飞飞船船或者洲或者洲际导弹际导弹的的头头部部锥锥体和翼前沿：由于具有体和翼前沿：由于具有几十倍的音速，并与大气几十倍的音速，并与大气层层摩擦，即所摩擦，即所谓谓气气动动加加热热，其温度高达，其温度高达40005000：问题问题：绝绝大多数的金属和合金不能承受如此高大多数的
12、金属和合金不能承受如此高的温度。的温度。解决解决问题问题的方法：依靠各种形式的隔的方法：依靠各种形式的隔热热涂涂层层、防火涂防火涂层层和和烧蚀烧蚀涂涂层层。隔隔热热防火涂防火涂层层是是热导热导率低的氧化物：氧化率低的氧化物：氧化铝铝、氧化氧化锆锆、氧化、氧化钍钍等。等。烧蚀烧蚀涂涂层层：有机材料加石英：有机材料加石英纤维纤维、陶瓷、陶瓷纤维纤维或或碳碳纤维纤维。表面工程绪论航天航天飞飞机外壳机外壳的的防防热热材料和涂材料和涂层层：如美：如美国洛克希德国洛克希德导弹导弹与航天公司与航天公司开开发了一种了一种LI-900全氧化硅全氧化硅绝热绝热毡特性：毡特性：1）重量重量轻轻，整个体，整个体积积的
13、的95%都是空的。都是空的。2）为为防水、耐防水、耐蚀蚀以以及及散散热热，表面加涂了一，表面加涂了一种碳化硅涂种碳化硅涂层层，该该涂涂层层可把可把90%的入射的入射热热反射掉，而剩下反射掉，而剩下10%几乎都被氧化硅毡所几乎都被氧化硅毡所隔隔绝绝。表面工程绪论表面工程绪论人造人造卫卫星在宇宙中的温度控制：星在宇宙中的温度控制：问题问题：卫卫星表面受太阳照射的一面温度可星表面受太阳照射的一面温度可达达+200，没有被太阳照射的一面温度可，没有被太阳照射的一面温度可低到低到-200表面工程绪论在太阳能的利用中，必在太阳能的利用中，必须须利用涂利用涂层层来吸来吸收太阳光收太阳光谱谱中所有波段的能量。
14、中所有波段的能量。如用如用电电子束蒸子束蒸镀镀的金属陶瓷的金属陶瓷层层Co-Al2O3作作为为太阳能吸太阳能吸热热器，使器，使对对太阳能的吸太阳能的吸收率可达收率可达95%表面工程绪论美国美国B-2隐形形轰炸机表面炸机表面为具有良具有良好吸波性能的碳好吸波性能的碳纤维复合材料复合材料表面工程绪论第三，第三，环境保境保护的的紧迫性是促迫性是促进表面工表面工程迅速程迅速发展的展的时代要求。表面工程能大量代要求。表面工程能大量节约能源、能源、节省省资源、保源、保护和和优化化环境。表面境。表面工程最大工程最大优势是能是能够以多种方法制以多种方法制备出出优于于基材性能的表面功能薄基材性能的表面功能薄层。
15、该薄薄层厚度一般厚度一般从几十微米到几毫米，从几十微米到几毫米，仅占工件厚度的几百占工件厚度的几百分之一到几十分之一，却使工件具有了比基分之一到几十分之一，却使工件具有了比基材更高的耐磨性、抗腐材更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性能。性和耐高温性能。表面工程绪论在在热工工设备及高温及高温环境下，用表面境下，用表面处理技理技术在在设备、管道及部件上施加隔、管道及部件上施加隔热涂涂层，可减，可减少少热损失。在高、中温炉内壁涂以失。在高、中温炉内壁涂以远红外外辐射射涂涂层可可节电约30。用表面沉。用表面沉积铬层的塑料部的塑料部件替代汽件替代汽车上某些金属部件如格板等，可减上某些金属部件如格板等，可减轻
16、汽汽车质量，增加量，增加单位燃料平均行位燃料平均行驶里程，也可里程，也可间接收到接收到节能的效果。广泛能的效果。广泛应用的用的电镀工工艺产生大量工生大量工业废水，造成水，造成环境境污染，沉染，沉积新技新技术可部份取代可部份取代电镀，有利于，有利于环境保境保护。表面工程绪论韩国国“美女美女”都是人造的都是人造的？ 表面工程绪论隆鼻材料隆鼻材料表面工程绪论为为了改善人工植入材料与肌体的生了改善人工植入材料与肌体的生物相容性，物相容性，需需在植入材料制成的器件上在植入材料制成的器件上沉沉积积第三种材料的薄膜。第三种材料的薄膜。表面工程绪论第四，第四，现代科技成果代科技成果为表面工程的迅速表面工程的迅
17、速发展提供展提供了技了技术支撑。支撑。计算机的广泛算机的广泛应用和推广，提高了表面用和推广，提高了表面工程技工程技术设备的自的自动化程度，改善了表面涂化程度，改善了表面涂层的制的制备效率和效率和质量，使得表面工程技量，使得表面工程技术设计可用数可用数值模模拟方方法。新能源和新材料等技法。新能源和新材料等技术的的发展，加速了表面工程展，加速了表面工程技技术的的发展。例如，离子束、展。例如，离子束、电子束和激光束三束技子束和激光束三束技术的的发展，使得具有高效率和高展，使得具有高效率和高质量的高密度能源的量的高密度能源的表面涂覆和表面涂覆和强化的成本越来越低；采用化的成本越来越低；采用纳米米级材料
18、添材料添加加剂的减摩技的减摩技术可以在摩擦部件可以在摩擦部件动态工作中智能地修工作中智能地修复零件表面的缺陷，复零件表面的缺陷，实现材料磨材料磨损部位原位自部位原位自动修复，修复，并使裂并使裂纹自愈合；用自愈合；用电刷刷镀制制备含含纳米金米金刚石粉末涂石粉末涂层的方法可以用来修复模具，延的方法可以用来修复模具，延长使用寿命，是模具使用寿命，是模具修复的一修复的一项突破；各种陶瓷材料、非晶突破；各种陶瓷材料、非晶态材料、高分材料、高分子材料等也将不断地被子材料等也将不断地被应用于表面工程中。用于表面工程中。表面工程绪论第二第二节表面工程技表面工程技术的学科体系的学科体系表面工程技表面工程技术可以
19、从不同的角度可以从不同的角度进行行归纳分分类。从材料科学的角度，按沉从材料科学的角度，按沉积物的尺寸物的尺寸进行，表面工行，表面工程技程技术可以分可以分为以下四种基本以下四种基本类型：型：（1）原子沉）原子沉积。以原子、离子、分子和粒子集以原子、离子、分子和粒子集团等原子尺度的等原子尺度的粒子形粒子形态在基体上凝聚，然后成核、在基体上凝聚，然后成核、长大，最大，最终形形成薄膜。被吸附的粒子成薄膜。被吸附的粒子处于快冷的非平衡于快冷的非平衡态，沉，沉积层中有大量中有大量结构缺陷。沉构缺陷。沉积层常和基体反常和基体反应生成复生成复杂的界面的界面层。凝聚成核及。凝聚成核及长大的模式，决定着涂大的模式
20、，决定着涂层的的显微微结构和晶型。构和晶型。电镀、化学、化学镀、真空蒸、真空蒸镀、溅射、离子射、离子镀、物理气相沉、物理气相沉积、化学气相沉、化学气相沉积、等离、等离子聚合、分子束外延等均属子聚合、分子束外延等均属这类。 表面工程绪论（2）颗粒沉粒沉积。以宏。以宏观尺度的熔化液滴或尺度的熔化液滴或细小固体小固体颗粒在外力作用下于基体材料表面凝粒在外力作用下于基体材料表面凝聚、沉聚、沉积或或烧结。涂。涂层的的显微微结构取决于构取决于颗粒的凝固或粒的凝固或烧结情况。情况。热喷涂、搪瓷涂敷等涂、搪瓷涂敷等都属都属这类。（3）整体覆盖。欲涂覆的材料于同一）整体覆盖。欲涂覆的材料于同一时间施施加于基体表
21、面。如包箔、加于基体表面。如包箔、贴片、片、热浸浸镀、涂、涂刷、堆刷、堆焊等。等。表面工程绪论（4）表面改性。用离子）表面改性。用离子处理、表面理、表面热处理、理、机械机械处理及化学理及化学处理等方法理等方法处理表面，改理表面，改变材料表面的材料表面的组成及性成及性质。如化学。如化学转化膜、化膜、喷丸丸强化、激光表面化、激光表面处理、理、电子束表面子束表面处理、理、离子注入等。离子注入等。表面工程绪论实际上，表面工程技上，表面工程技术有着广泛的涵有着广泛的涵义，综合来看，大致上可分合来看，大致上可分为以下几个部分：以下几个部分：（1）表面工程基）表面工程基础理理论。它主要有表面失效分析理它主要
22、有表面失效分析理论、表面摩擦与、表面摩擦与磨磨损理理论、表面腐、表面腐蚀与防与防护理理论、表面、表面(界面界面)结合与复合理合与复合理论等。它等。它对表面工程技表面工程技术的的发展展和和应用有着直接的、重要的影响。用有着直接的、重要的影响。表面工程绪论（2）表面）表面处理技理技术。它又包括表面覆盖技它又包括表面覆盖技术、表面改性技、表面改性技术和和复合表面复合表面处理技理技术三部分。表面覆盖技三部分。表面覆盖技术主要主要有有电镀、电刷刷镀、化学、化学镀、涂装、粘、涂装、粘结、堆、堆焊、熔熔结、热喷涂、塑料涂敷、涂、塑料涂敷、电火花涂敷、火花涂敷、热浸浸镀、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸、搪瓷涂敷、
23、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射射镀、离子离子镀、化学气相沉、化学气相沉积、分子束外延、离子束、分子束外延、离子束合成薄膜技合成薄膜技术、化学、化学转化膜、化膜、热烫印和印和暂时性性覆盖覆盖处理等。表面改性技理等。表面改性技术主要有主要有喷丸丸强化、化、表面表面扩渗、表面渗、表面热处理、激光表面理、激光表面处理、理、电子子束表面束表面处理、高密度太阳能表面理、高密度太阳能表面处理和离子注理和离子注入等。复合表面入等。复合表面处理技理技术是是综合运用两种或更合运用两种或更多种表面多种表面处理技理技术。表面工程绪论（4）表面分析和）表面分析和测试技技术。它主要有表面形貌和它主要有表面形貌和显微微组织结构的
24、分构的分析、表面成分分析、表面原子排列析、表面成分分析、表面原子排列结构分析、构分析、表面原子表面原子动态和受激和受激态分析和表面的分析和表面的电子子结构分析等。构分析等。（3）表面加工技）表面加工技术。它主要有表面它主要有表面预处理加工、表面理加工、表面层的机的机械加工和表面械加工和表面层的特种加工等。的特种加工等。（5）表面工程技）表面工程技术设计。它主要有表面它主要有表面层材料材料设计、表面、表面层结构构设计、表面工、表面工艺设计和表面工程和表面工程经济分析等。分析等。表面工程绪论第三第三节表面工程技表面工程技术的的应用用一、表面技一、表面技术在在结构材料上的构材料上的应用用材料根据所起
25、的作用大致可以分材料根据所起的作用大致可以分为结构构材料和功能材料两大材料和功能材料两大类。结构材料主要用来构材料主要用来制造工程建筑中的构件、机械装制造工程建筑中的构件、机械装备中的零部中的零部件以及工具、模具等，在性能上以力学性能件以及工具、模具等，在性能上以力学性能为主，同主，同时在在许多多场合又要求兼有良好的耐合又要求兼有良好的耐蚀性和装性和装饰性。表面技性。表面技术在在这方面主要起着方面主要起着防防护、耐磨、耐磨、强化、修复、装化、修复、装饰等重要作用。等重要作用。表面工程绪论表面防表面防护主要指材料表面防止化学腐主要指材料表面防止化学腐蚀和和电化化学腐学腐蚀等能力。腐等能力。腐蚀问
26、题是普遍存在的。据是普遍存在的。据统计，世界世界现存存钢铁及金属及金属设备每年的腐每年的腐蚀率率约为10%，金属腐金属腐蚀的直接的直接损失占国民生失占国民生产总值的的1%，而，而发达达国家高达国家高达2%4%，超，超过水灾、火灾、地震和水灾、火灾、地震和飓风等所造成的等所造成的总和。金属腐和。金属腐蚀的的间接接损失不易失不易计算，算，一般一般认为至少至少为直接直接损失的失的35倍。解决腐倍。解决腐蚀问题的常用方法主要有：用价廉的金属定期更的常用方法主要有：用价廉的金属定期更换旧的腐旧的腐蚀件；使用表面技件；使用表面技术或改或改变材料表面的成分和材料表面的成分和结构构或施加覆盖或施加覆盖层来来显
27、著提高材料或制件的防著提高材料或制件的防护能力。能力。使用表面技使用表面技术防止腐防止腐蚀是是现代防腐的主要和根本方代防腐的主要和根本方法。法。表面工程绪论耐磨主要指材料在一定摩擦条件下抵耐磨主要指材料在一定摩擦条件下抵抗磨抗磨损的能力。同腐的能力。同腐蚀一一样，磨，磨损也是从也是从表面开始的，因此，采用各种表面技表面开始的，因此，采用各种表面技术是是提高材料或制件耐磨性的有效途径之一。提高材料或制件耐磨性的有效途径之一。强化主要指通化主要指通过各种表面各种表面强化化处理来理来提高材料表面抵御除腐提高材料表面抵御除腐蚀和磨和磨损之外的之外的环境作用的能力。疲境作用的能力。疲劳破坏也是从材料表面
28、破坏也是从材料表面开始的，通开始的，通过各种表面技各种表面技术可以可以显著提高著提高材料疲材料疲劳强度。通度。通过合理合理选材和表面材和表面强化化处理，可以理，可以满足足许多制品的表面多制品的表面强度和硬度和硬度高、心部度高、心部韧性好的性好的长使用寿命的要求。使用寿命的要求。表面工程绪论在工程上，在工程上，许多零部件因表面多零部件因表面强度、度、硬度、耐磨性等不足而逐硬度、耐磨性等不足而逐渐磨磨损、剥落、剥落、锈蚀，使外形，使外形变小以致尺寸超差或小以致尺寸超差或强度降度降低，最后不能使用。低，最后不能使用。许多表面技多表面技术如堆如堆焊、电刷刷镀、热喷涂、涂、电镀、粘、粘结等，具有修等，具
29、有修复功能，不复功能，不仅可修复尺寸精度，而且往往可修复尺寸精度，而且往往还可提高表面性能，延可提高表面性能，延长使用寿命。使用寿命。表面工程绪论表面装表面装饰主要包括光亮（主要包括光亮（镜面、全光面、全光亮、亮、亚光、光亮光、光亮缎状，无光亮状，无光亮缎状等）、状等）、色色泽（各种（各种颜色和多彩等）、花色和多彩等）、花纹（各种（各种平面花平面花纹，刻花和浮雕等）、仿照（仿，刻花和浮雕等）、仿照（仿贵金属、仿大理石、仿花金属、仿大理石、仿花岗石等）多方面特石等）多方面特性。用恰当的表面技性。用恰当的表面技术，可，可对各种材料表各种材料表面装面装饰，不，不仅方便、高效，而且美方便、高效，而且美
30、观、经济，故，故应用广泛。用广泛。表面工程绪论二、表面技二、表面技术在功能材料和元器件上的在功能材料和元器件上的应用用功能材料主要指那些具有功能材料主要指那些具有优良的物理、良的物理、化学和生物等功能及其相互化学和生物等功能及其相互转化的功能，而化的功能，而被用于非被用于非结构目的的高技构目的的高技术材料。功能材料材料。功能材料常用来制造各种装常用来制造各种装备中具有独特功能的核心中具有独特功能的核心部件。功能材料与部件。功能材料与结构材料相比，除了两者构材料相比，除了两者性能上的差异和用途不同之外，另一个重要性能上的差异和用途不同之外，另一个重要特点是材料通常与元器件特点是材料通常与元器件“
31、一体化一体化”，即功，即功能材料常以元器件形式能材料常以元器件形式对其性能其性能进行行评价。价。确切地确切地说，并非，并非结构材料以外的材料都可称构材料以外的材料都可称为功能材料。功能材料。表面工程绪论材料的材料的许多性多性质和功能与表面和功能与表面组织结构构密切相关，因而通密切相关，因而通过各种表面技各种表面技术可制可制备或或改改进一系列功能材料及其元器件。由于表面一系列功能材料及其元器件。由于表面技技术有了很大的改有了很大的改进，材料表面成分和，材料表面成分和结构构可得到可得到严格的控制，同格的控制，同时又能又能进行高精度的行高精度的微微细加工，因而加工，因而许多多电子元器件不子元器件不仅
32、可做得可做得越来越小，大大越来越小，大大缩小了小了产品的体品的体积和减和减轻了了重量，而且生重量，而且生产的重复性、成品率和的重复性、成品率和产品的品的可靠性、可靠性、稳定性都定性都获得得显著提高。著提高。表面工程绪论使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有光学具有光学特性的功能材料及其元器件。特性的功能材料及其元器件。如具有光的反射性的反射如具有光的反射性的反射镜，具有光，具有光的防反射性的防眩零件，具有光的增透性的防反射性的防眩零件，具有光的增透性的激光材料增透膜，具有光的激光材料增透膜，具有光选择通通过的反的反射射红外外线、透、透过可可见光的透明隔光的透明隔热膜，具膜，具有分光性的
33、用多有分光性的用多层介介质膜膜组成的分光成的分光镜，具有光具有光选择吸收的太阳能吸收的太阳能选择吸收膜，具吸收膜，具有偏光性的起偏器，能有偏光性的起偏器，能发光的光致光的光致发光材光材料，具有光料，具有光记忆的薄膜光致材料等。的薄膜光致材料等。表面工程绪论使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有具有电学学特性的功能材料及其元器件。特性的功能材料及其元器件。如具有如具有导电性的表面性的表面导电玻璃，具有玻璃，具有超超导性的用表面性的用表面扩散制成的散制成的Nb-Sn线材，材，具有具有约瑟夫瑟夫逊效效应的的约瑟夫瑟夫逊器件，具有器件，具有各种各种电阻特性的膜阻特性的膜电阻材料，具有阻材料，具
34、有绝缘性性的的绝缘涂涂层，具有半，具有半导性的半性的半导体材料体材料（膜），具有波（膜），具有波导性的波性的波导管，具有低接管，具有低接触触电阻特性的开关等。阻特性的开关等。表面工程绪论使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有磁学具有磁学特性的功能材料及其元器件。特性的功能材料及其元器件。如具有存如具有存储记忆的磁泡材料，具有磁的磁泡材料，具有磁记录的磁的磁记录介介质，具有，具有电磁屏蔽的磁屏蔽的电磁磁屏蔽材料等。屏蔽材料等。使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有声学具有声学特性的功能材料及其元器件。特性的功能材料及其元器件。如具有声反射和声吸收的吸声涂如具有声反射和声吸收的吸声
35、涂层，具有声表面波的声表面波器件等。具有声表面波的声表面波器件等。表面工程绪论使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有具有热学特性的学特性的功能材料及其元器件。功能材料及其元器件。如具有如具有导热性的散性的散热材料，具有材料，具有热反射性的反射性的热反射反射镀膜玻璃，具有耐膜玻璃，具有耐热性和蓄性和蓄热性的集性的集热板，板，具有具有热膨膨胀性的双金属温度性的双金属温度计，具有保温性和，具有保温性和绝缘性的保温材料，具有耐性的保温材料，具有耐热性的耐性的耐热涂涂层，具有，具有吸吸热性的吸性的吸热材料等。材料等。使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有化学特性的具有化学特性的功能材料及
36、其元器件。功能材料及其元器件。如具有如具有选择过滤性的分离膜材料，具有活性性的分离膜材料，具有活性的活性的活性剂，具有耐，具有耐蚀性的防性的防护涂涂层，具有防沾，具有防沾污性的医性的医疗器件，具有器件，具有杀菌性的餐具菌性的餐具镀银等。等。表面工程绪论使用表面技使用表面技术可制可制备或改或改进具有功能特具有功能特性的功能材料及其元器件。性的功能材料及其元器件。如能如能进行光行光电转换的薄膜太阳能的薄膜太阳能电池，池，能能进行行电光光转换的的电致致发光器件，能光器件，能进行行热电转换的的电阻式温度阻式温度传感器，能感器，能进行行电热转换的薄膜加的薄膜加热器，能器，能进行光行光热转换的的选择性性涂
37、涂层，能，能进行力行力热转换的减振膜，能的减振膜，能进行力行力电转换的的电容式容式压力力传感器，能感器，能进行磁光行磁光转换的磁光存的磁光存贮器，能器，能进行光磁行光磁转换的光磁的光磁记录材料等。材料等。表面工程绪论三、表面技三、表面技术在人在人类适适应、保、保护和和优化化环境方面的境方面的应用用用涂覆和气相沉用涂覆和气相沉积等表面技等表面技术制成的制成的触媒触媒载体等是体等是净化大气的材料，可用来有化大气的材料，可用来有效地效地处理理CO2、NO2、SO2等有害气体。等有害气体。用表面技用表面技术制成的膜材料是重要的制成的膜材料是重要的净化水化水质的材料，可用来的材料，可用来处理理污水、化学
38、提水、化学提纯、水、水质软化、海水淡化等。化、海水淡化等。表面工程绪论TiO2光催化光催化剂具有具有净化化环境的功能，可境的功能，可以将一些以将一些污染的物染的物质分解掉，使之无害，同分解掉，使之无害，同时又因有粉状、粒状和薄膜等形状而易于利又因有粉状、粒状和薄膜等形状而易于利用。用。过渡金属渡金属Ag、Pt、Cu、Zn等元素能增等元素能增强TiO2的光催化作用，而且有抗菌和的光催化作用，而且有抗菌和灭菌作菌作用，特用，特别是是Ag和和Cu。日本已利用表面技。日本已利用表面技术开开发出一种把具有吸附蛋白出一种把具有吸附蛋白质能力的磷灰石能力的磷灰石生生长在在TiO2表面而制成的高功能表面而制成
39、的高功能TiO2复合材复合材料。它能料。它能够完全分解吸附的菌完全分解吸附的菌类物物质，不，不仅可以半永久性使用，而且可以半永久性使用，而且还可以制成可以制成纤维和和纸，用作广泛的抗菌材料。，用作广泛的抗菌材料。表面工程绪论用表面技用表面技术制成的吸附制成的吸附剂，可以除去空气、水、，可以除去空气、水、溶液中的有害成分，并且具有除臭、吸湿等作用。溶液中的有害成分，并且具有除臭、吸湿等作用。在氨基甲酸乙在氨基甲酸乙酰泡沫上涂覆泡沫上涂覆铁粉，粉，经烧结后成后成为除除臭臭剂，用于冰箱、厨房、，用于冰箱、厨房、厕所、汽所、汽车内。内。用表面化学原理制成特定的用表面化学原理制成特定的组合合电极，可用来
40、极，可用来除去除去发电厂沉淀池、厂沉淀池、热交交换器、管道等内部的藻器、管道等内部的藻类污垢。垢。远红外光具有活化空气和水的功能，而活化的外光具有活化空气和水的功能，而活化的空气和水有利于人的健康。在水空气和水有利于人的健康。在水净化器中加上能活化器中加上能活化水的化水的远红外陶瓷涂外陶瓷涂层装置，取得很好的效果，已装置，取得很好的效果，已经投入投入实际应用。用。表面工程绪论具有一定的理化性具有一定的理化性质和生物相容性的和生物相容性的生物医学材料已受到人生物医学材料已受到人们的高度重的高度重视，而，而使用医用涂使用医用涂层可在保持基体材料特性的基可在保持基体材料特性的基础上，或增上，或增进基
41、体表面的生物学性基体表面的生物学性质，或，或阻隔基材离子向周阻隔基材离子向周围组织溶出溶出扩散，或提散，或提高基体表面的耐磨性、高基体表面的耐磨性、绝缘性等，有力促性等，有力促进了生物医学材料的了生物医学材料的发展。在金属材料上展。在金属材料上涂以生物陶瓷、用作人造骨、人造牙、植涂以生物陶瓷、用作人造骨、人造牙、植入装置入装置导线的的绝缘层等等。等等。表面工程绪论目前大量使用的能源往往有目前大量使用的能源往往有严重的重的污染，因此今后要大力推广染，因此今后要大力推广绿色能源，如太色能源，如太阳能阳能电池、磁流体池、磁流体发电、热电半半导体、海体、海浪浪发电、风能能发电等，以保等，以保护人人类环
42、境。境。表面技表面技术是是许多多绿色能源装置如太阳能色能源装置如太阳能电池、太阳能集池、太阳能集热管、半管、半导体制冷器等制造体制冷器等制造的重要基的重要基础之一。之一。用表面技用表面技术和其他技和其他技术制成的磁性涂制成的磁性涂层敷在人体的一定穴位，有治敷在人体的一定穴位，有治疗疼痛、高疼痛、高血血压等功能。涂敷等功能。涂敷驻极体膜，具有促极体膜，具有促进骨骨裂愈合等功能。裂愈合等功能。表面工程绪论四、表面技四、表面技术在研究和生在研究和生产新型材料中的新型材料中的应用用利用化学气相沉利用化学气相沉积技技术，在低，在低压或常或常压条条件就可制得的金件就可制得的金刚石薄膜新材料（石薄膜新材料（
43、过去制去制备金金刚石材料在高温高石材料在高温高压下下进行），行），为金金刚石石结构，构，硬度高达硬度高达80100GPa，室温，室温热导率率为铜的的2.7倍，有倍，有较好的好的绝缘性和化学性和化学稳定性，在很定性，在很宽的的光波段范光波段范围内透明，有比内透明，有比Si、GaAs等半等半导体体材料更材料更宽的禁的禁带宽度，在微度，在微电子技子技术、超大、超大规模集成模集成电路、光学、光路、光学、光电子等子等领域有良好的域有良好的应用前景，有可能是用前景，有可能是Ge、Si、GaAs以后的新一以后的新一代的半代的半导体材料。体材料。表面工程绪论利用化学气相沉利用化学气相沉积技技术制制备的的类金金
44、刚石碳膜石碳膜新材料，是一种具有非晶新材料，是一种具有非晶态和微晶和微晶结构的含构的含氢碳碳化膜，其一些性能接近金化膜，其一些性能接近金刚石膜，如高硬度、高石膜，如高硬度、高热导率、高率、高绝缘性、良好的化学性、良好的化学稳定性、从定性、从红外外到紫外的高光学透到紫外的高光学透过率等，可考率等，可考虑用作光学器件用作光学器件上保上保护膜和增透膜、工具的耐磨膜和增透膜、工具的耐磨层、真空、真空润滑滑层等。等。利用气相沉利用气相沉积技技术制制备的立方氮化硼薄膜新的立方氮化硼薄膜新材料，材料，为立方立方结构，硬度构，硬度仅次于金次于金刚石，而耐氧石，而耐氧化性、耐化性、耐热性和化学性和化学稳定性定性
45、优于金于金刚石，具有高石，具有高电阻率、高阻率、高热导率，率，掺入某些入某些杂质可成可成为半半导体，体，目前正逐步用于半目前正逐步用于半导体、体、电路基板、光路基板、光电开关及开关及耐磨、耐耐磨、耐热、耐、耐蚀涂涂层。表面工程绪论利用表面技利用表面技术制制备的超微的超微颗粒型新材料，尺粒型新材料，尺寸范寸范围大致大致为1100nm，（大于，（大于10m的的颗粒称粒称为微粉，小于微粉，小于1nm的的颗粒称粒称为原子原子团簇，簇，处于于1100nm的的颗粒称粒称为纳米微粒），其表面效米微粒），其表面效应、小尺寸效小尺寸效应和量子效和量子效应，使其在光学、，使其在光学、热学、学、电学、磁学、力学、化
46、学等方面有着学、磁学、力学、化学等方面有着许多奇异的特多奇异的特性，如能性，如能显著提高著提高许多多颗粒型材料的活性和催化粒型材料的活性和催化率，增大磁性率，增大磁性颗粒的磁粒的磁记录密度，提高化学密度，提高化学电池、池、燃料燃料电池和光化学池和光化学电池的效率，增大池的效率，增大对不同波段不同波段电磁波的吸收能力等，它也可作磁波的吸收能力等，它也可作为添加添加剂，制成，制成导电的合成的合成纤维、橡胶、塑料或者成、橡胶、塑料或者成为药剂的的载体，提高体，提高药效等。效等。表面工程绪论将利用表面技将利用表面技术制成的小于制成的小于15nm的超的超微微颗粒在高粒在高压下下压制成型，或再制成型，或再
47、经一定一定热处理工序后制成的具有超理工序后制成的具有超细组织的的纳米固体新米固体新材料，按材料属性可分材料，按材料属性可分为纳米金属材料、米金属材料、纳米陶瓷材料、米陶瓷材料、纳米复合材料和米复合材料和纳米半米半导体材体材料等，其界面体料等，其界面体积分数很高，界面分数很高，界面处原子原子间距分布与同成分普通固体材料有很大的差异，距分布与同成分普通固体材料有很大的差异，如如纳米陶瓷有一定的塑性，可米陶瓷有一定的塑性，可进行行挤压和和轧制，然后退火使晶粒尺寸制，然后退火使晶粒尺寸长大到微米量大到微米量级，又又变成普通陶瓷；成普通陶瓷；纳米陶瓷有米陶瓷有优良的良的导热性；性；纳米金属有更高的米金属
48、有更高的强度等，因而有广泛的度等，因而有广泛的应用。用。表面工程绪论利用表面技利用表面技术制制备的梯度功能新材的梯度功能新材料，是料，是连续、平、平稳变化的非均化的非均质材料，材料，其其组织连续变化，材料的功能随之化，材料的功能随之变化，化，用于航空、航天用于航空、航天领域，可有效地解决域，可有效地解决热应力力缓和和问题，获得耐得耐热性与力学性与力学强度度都都优异的新功能，异的新功能，还可望在核工可望在核工业、生、生物、物、传感器、感器、发动机等机等许多多领域有广泛域有广泛的的应用。用。表面工程绪论第四第四节表面工程技表面工程技术的的发展展趋势 一、研究复合表面技一、研究复合表面技术在在单一表
49、面技一表面技术发展的同展的同时，综合运用合运用两种或多种表面技两种或多种表面技术的复合表面技的复合表面技术（也称（也称第二代表面技第二代表面技术）有了迅速的）有了迅速的发展。复合表展。复合表面技面技术通通过最佳最佳协同效益使工件材料表面体同效益使工件材料表面体系在技系在技术指指标、可靠性、寿命、可靠性、寿命、质量和量和经济性等方面性等方面获得最佳的效果，克服了得最佳的效果，克服了单一表面一表面技技术存在的局限性，解决了一系列工存在的局限性，解决了一系列工业关关键技技术和高新技和高新技术发展中特殊的技展中特殊的技术问题。强调多种表面工程技多种表面工程技术的复合，是表面工程的的复合，是表面工程的重
50、要特色之一。重要特色之一。表面工程绪论目前，复合表面工程技目前，复合表面工程技术的研究和的研究和应用已取得用已取得了重大了重大进展，如展，如热喷涂和激光重熔的复合、涂和激光重熔的复合、热喷涂涂与刷与刷镀的复合、化学的复合、化学热处理与理与电镀的复合、表面涂的复合、表面涂覆覆强化与化与喷丸丸强化的复合、表面化的复合、表面强化与固体化与固体润滑滑层的复合、多的复合、多层薄膜技薄膜技术的复合、金属材料基体与非的复合、金属材料基体与非金属表面复合、金属表面复合、镀锌或磷化与有机漆的复合、渗碳或磷化与有机漆的复合、渗碳与与钛沉沉积的复合、物理和化学气相沉的复合、物理和化学气相沉积同同时进行离行离子注入等
51、等。伴随复合表面工程技子注入等等。伴随复合表面工程技术的的发展，梯度展，梯度涂涂层技技术也也获得得较大大发展，以适展，以适应不同涂覆不同涂覆层之之间的性能的性能过渡。复合表面工程技渡。复合表面工程技术将在新世将在新世纪中不断中不断得到得到发展，今后将根据展，今后将根据产品的需要品的需要进一步一步综合研究合研究运用各种表面工程技运用各种表面工程技术的的组合，解决工程中的合，解决工程中的难题，以期达到最佳的以期达到最佳的优化效果。化效果。表面工程绪论二、完善表面工程技二、完善表面工程技术设计体系体系表面工程技表面工程技术设计是是针对工程工程对象的工况象的工况条件和条件和设备中零部件等寿命的要求，中
52、零部件等寿命的要求，综合分析合分析可能的失效形式与表面工程的可能的失效形式与表面工程的进展水平，正确展水平，正确选择表面技表面技术或多种表面技或多种表面技术的复合，合理确的复合，合理确定涂定涂层材料及工材料及工艺，预测使用寿命，使用寿命，评估技估技术经济性，必要性，必要时进行模行模拟实验，并，并编写表面工写表面工程技程技术设计书和工和工艺卡片。卡片。目前，表面工程技目前，表面工程技术设计仍基本停留在仍基本停留在经验设计阶段。有些行段。有些行业和企和企业针对自己的工程自己的工程问题开开发出了表面工程技出了表面工程技术设计软件，但局限件，但局限性很大。随着性很大。随着计算机技算机技术、仿真技、仿真
53、技术和虚和虚拟技技术的的发展，建立有我国特色的表面工程技展，建立有我国特色的表面工程技术设计体系既有条件又迫在眉睫。体系既有条件又迫在眉睫。表面工程绪论 三、开三、开发多种功能涂多种功能涂层表面工程大量的任表面工程大量的任务是使零件、构件的表面是使零件、构件的表面延延缓腐腐蚀、减少磨、减少磨损、延、延长疲疲劳寿命。随着工寿命。随着工业的的发展，在治理展，在治理这三种失效之外提出了三种失效之外提出了许多特殊多特殊的表面功能要求。例如的表面功能要求。例如舰船上甲板需要有防滑涂船上甲板需要有防滑涂层，现代装代装备需要有需要有隐身涂身涂层，军队官兵需要防官兵需要防激光致盲的激光致盲的镀膜眼膜眼镜，太阳
54、能取暖和，太阳能取暖和发电设备中中需要高效的吸需要高效的吸热涂涂层和光和光电转换涂涂层，录音机中音机中需要有磁需要有磁记录镀膜、建筑膜、建筑业中的玻璃幕中的玻璃幕墙需要有需要有阳光控制膜等等。此外，隔阳光控制膜等等。此外，隔热涂涂层、导电涂涂层、减振涂减振涂层、降噪涂、降噪涂层、催化涂、催化涂层、金属染色技、金属染色技术等也有广泛的用途。在制等也有广泛的用途。在制备功能涂功能涂层方面，表面方面，表面工程也可大工程也可大显身手。身手。表面工程绪论四、研究开四、研究开发新型涂新型涂层材料材料表面涂表面涂层材料是表面技材料是表面技术解决工程解决工程问题的重要物的重要物质基基础。当前。当前发展的涂展的
55、涂层新材料，新材料，有些是有些是单独配制或熔独配制或熔炼而成的，有些而成的，有些则是在是在表面技表面技术的加工的加工过程中形成的，后一程中形成的，后一类涂涂层材料的材料的诞生，生，进一步一步显示了表面工程的特殊示了表面工程的特殊功能。功能。轿车涂装技涂装技术中新中新发展的第五代阴极展的第五代阴极电泳涂料（泳涂料（ED5），其泳透力比前几代），其泳透力比前几代进一步一步提高，有机溶提高，有机溶剂、颜料含量降低，且不含有料含量降低，且不含有害金属害金属铅，代表了阴极，代表了阴极电泳涂料的泳涂料的发展展趋势。表面工程绪论以聚以聚氯乙乙烯树脂脂为主要基料与增塑主要基料与增塑剂配成的无溶配成的无溶剂涂料
56、，构成了涂料，构成了现代汽代汽车涂装涂装中所用的抗石中所用的抗石击涂料和涂料和焊缝密封胶，有效密封胶，有效地防止了地防止了车身底板和身底板和焊缝出出现过早腐早腐蚀，并保并保证了了车身的密封性。身的密封性。粘粘结固体固体润滑涂滑涂层材料，在解决航空材料，在解决航空航天等航天等军工高科技工高科技领域特殊工况条件下的域特殊工况条件下的机械磨机械磨损、润滑、粘着冷滑、粘着冷焊等摩擦学等摩擦学问题中中发挥了重要作用，并在民用真空机械、了重要作用，并在民用真空机械、低温低温设备上有广上有广阔的用途。的用途。表面工程绪论五、深化表面工程基五、深化表面工程基础理理论和和测试方法的研究方法的研究摩擦学是表面工程
57、的重要基摩擦学是表面工程的重要基础理理论之一，之一，近近10年来，年来，针对具体的工程具体的工程问题，摩擦学工，摩擦学工作者作出了出色的成果，在摩擦副失效点判作者作出了出色的成果，在摩擦副失效点判定、磨定、磨损失效的主要模式、磨失效的主要模式、磨损失效原因分失效原因分析及析及对策等方面策等方面积累了丰富的累了丰富的经验，并在重，并在重大工程大工程问题上作出了重要上作出了重要贡献。当前研究摩献。当前研究摩擦学擦学问题的手段越来越的手段越来越齐全、先全、先进，可以模，可以模拟各种条件各种条件进行行试验研究，研究，这些些试验手段和手段和已已积累的研究方法、累的研究方法、评估估标准，有力地支持准，有力
58、地支持了表面工程的了表面工程的发展。展。表面工程绪论在腐在腐蚀学研究方面，学研究方面，针对大气腐大气腐蚀、海洋海洋环境腐境腐蚀、化工、化工储罐腐罐腐蚀、高温、高温环境境腐腐蚀、地下、地下长输管管线腐腐蚀、热交交换设备腐腐蚀、建筑物中的、建筑物中的钢筋水泥腐筋水泥腐蚀等，等，应用各用各种种现代材料代材料进行了腐行了腐蚀机理和防机理和防护效果研效果研究，提出了从究，提出了从结构到材料到构到材料到维护一整套防一整套防腐治理措施。腐治理措施。这些研究成果，些研究成果，对表面工程表面工程技技术设计有很大的参考价有很大的参考价值。表面工程绪论无无论用什么表面技用什么表面技术在零件表面上制在零件表面上制备涂
59、覆涂覆层，必必须掌握涂覆掌握涂覆层与基体的与基体的结合合强度、涂覆度、涂覆层的内的内应力等力学性能。力等力学性能。这是表面工程技是表面工程技术设计的核心参数的核心参数之一，也是研究和改之一，也是研究和改进表面技表面技术的重要依据。的重要依据。对于涂覆于涂覆层厚度大于厚度大于0.15mm的膜的膜层（如（如热喷涂涂涂涂层），尚可用），尚可用传统的机械方法的机械方法进行行测试，但是，但是对于涂覆于涂覆层厚度小于厚度小于0.15mm的膜的膜层（如气相沉（如气相沉积几微米的膜几微米的膜层），），传统的机械方法已无能的机械方法已无能为力。而力。而气相沉气相沉积技技术又又发展得很快，展得很快，应用面越来越广
60、，用面越来越广，这就使研究新的就使研究新的测试方法更加方法更加紧迫。迫。近近10年，一些学者用划痕法、射年，一些学者用划痕法、射线衍射法、衍射法、纳米米压入法、基片弯曲法等思路和手段入法、基片弯曲法等思路和手段对薄膜的力薄膜的力学行学行为进行了深入研究，取得了行了深入研究，取得了长足的足的进步，但要步，但要达到形成相达到形成相对严密自成体系的密自成体系的评价方法和技价方法和技术指指标尚有尚有较大差距。大差距。表面工程绪论六、六、扩展表面工程的展表面工程的应用用领域域表面工程已表面工程已经在机械在机械产品、信息品、信息产品、品、家家电产品和建筑装品和建筑装饰中中获得富有成效的得富有成效的应用。但
61、是其深度广度仍很不用。但是其深度广度仍很不够，不了解和，不了解和不不应用表面工程的用表面工程的单位和位和产品仍很普遍。品仍很普遍。表面工程的表面工程的优越性和潜在效益仍未很好越性和潜在效益仍未很好发挥，需要作大量的宣，需要作大量的宣传推广工作。面推广工作。面对中中国加入世国加入世贸组织，通，通过推广推广应用表面工程用表面工程提高提高产品的品的质量和量和竞争力，也争力，也应是主要的是主要的举措之一。措之一。表面工程绪论八、向自八、向自动化、智能化的方向化、智能化的方向迈进在表面在表面处理理时，自，自动化程度最高的是汽化程度最高的是汽车行行业和微和微电子行子行业。以神。以神龙汽汽车公司的公司的车身
62、涂装身涂装线为例，涂装工例，涂装工艺采用三涂采用三涂层体系体系（3C3B），即），即电泳低漆涂泳低漆涂层、中、中间涂涂层、面漆涂面漆涂层，涂，涂层总厚度厚度为110130m。涂。涂装厂房装厂房为三三层，一，一层为辅助助设备层，二，二层为工工艺层，三，三层为空空调机机组层。厂房是全封。厂房是全封闭式，通式，通过空空调系系统调节工工艺层内的温度和湿内的温度和湿度，并始度，并始终保持室内保持室内对环境的微正境的微正压，保持，保持室内清室内清洁度，各工序度，各工序间自自动控制，流水作控制，流水作业，确保涂装高确保涂装高质量。量。表面工程绪论九、降低九、降低对环保的保的负面效面效应从宏从宏观上上讲，表面
63、工程，表面工程对节能、能、节材、材、环境保境保护有重大效能，但是有重大效能，但是对具体的表面技具体的表面技术，如涂装、，如涂装、电镀、热处理等均有理等均有“三三废”的排放的排放问题，仍会造成一定程，仍会造成一定程度的度的污染。染。现在，有在，有氰电镀已已经基本上被无基本上被无氰电镀所所代替，一些有利于代替，一些有利于环保的保的镀液相液相继被研制出来。当前，被研制出来。当前，在表面工程在表面工程领域，提出了封域，提出了封闭循循环，达到零排放目，达到零排放目标。阴极阴极电泳后的清洗，国泳后的清洗，国际先先进的做法是采用超的做法是采用超滤系系统（UF）与反渗透系）与反渗透系统（RO）联合的全封合的全封闭清洗，清洗，为零排放奠定了基零排放奠定了基础。但国内使用。但国内使用这些些设备的厂家尚少。的厂家尚少。磷化磷化处理中的理中的废渣，渣，现在可以在可以压滤成渣成渣块，但，但还不能不能逆向逆向处理理为有用之物，只能填埋。至于一些中小企有用之物，只能填埋。至于一些中小企业，距上述目距上述目标，相距很，相距很远。因此，表面工程在降低。因此，表面工程在降低对环保保负面效面效应方面，仍是任方面，仍是任务艰巨。巨。表面工程绪论
