第1章-石油大学解说.ppt

表面工程 主讲：于思荣 韩 彬 机电工程学院 材料科学与工程系 电话课程的目的与意义： 《表面工程》是一门介绍“材料表面改性和强化”方面的课程，阐述了表面工程的基本概念和理论，分别论述了表面工程中所涉及的各类处理技术。 目的： 掌握各种表面处理技术的基本原理； 能合理选择并应用各种表面工程技术； 选择所用材料和制定最佳工艺； 研究与开发表面工程新技术； 为将来从事这方面的工作或研究打下扎实的基础。 1.教学内容（32学时/2学分） 2. 教材及参考资料 [1]曾晓雁,吴懿平. 表面工程学. 机械工业出版社, 2007。 [2]钱苗根,等. 现代表面技术. 机械工业出版社, 2002. [3]徐滨士. 神奇的表面工程. 清华大学出版社, 2000.TG17-49/1 [4]刘新田. 表面工程. 河南大学出版社, 2000. [5]赵文轸. 金属材料表面新技术. 西安交通大学出版社, 1992.TG139/6 [6]董允, 等. 现代表面工程技术. 机械工业出版社, 2000.TG17/29 [7]徐滨士,刘世参. 表面工程. 机械工业出版社, 2002.TG174.4/3 [8]姚寿山,等. 表面科学与技术. 机械工业出版社, 2005. TG174.4/5 [9]姜银方. 现代表面工程技术. 化学工业出版社, 2006.TG17/48 [10]李金桂. 现代表面工程设计手册. 国防工业出版社, 2000. TG17/30 [11]刘江南. 金属表面工程学. 兵器工业出版社, 1995. TG17/24 主要内容 1.1 表面工程技术的概念 1.2 表面工程技术的意义和目的 1.3 表面工程技术的发展 1.4 表面工程技术的应用 1.5 表面工程技术的分类 1.1 表面工程技术的概念 表面工程学是材料科学与工程中发展最快的学科之一。 现有的表面工程技术种类繁多，但在最初它们分属不同学科，如： 1）金属材料学←—化学热处理、表面淬火技术； 2）化学或化工←—电镀与电刷镀、涂装技术； 3）物理电子学←—真空镀膜、离子镀。 1、表面工程技术的定义 定义：为满足特定的工程需要，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，称表面工程技术。 2、表面工程技术的内涵 1）表面改性技术：能提高零部件表面耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性能或装饰零部件表面、或使材料表面具有各种特殊功能的有关工程技术。 2）表面加工技术：能在材料表面加工、制作各种功能结构的有关技术。 3）表面合成材料技术：借助各种手段在材料表面合成新材料的技术。 4）表面加工三维合成技术：快速成型技术。 5）两种或两种以上上述技术的组合。 表面工程技术的特点 涉及的研究领域增大。由单纯的表面改性扩展到表面加工和新材料合成。 涉及的研究对象增加。由“结构材料”扩展到“功能材料”。 学科涵盖面变宽。包括材料、物理、化学、冶金、机械、电子、生物等，是名副其实的交叉学科。 涉及的基材面变广，几乎包括了所有的工程材料： （1）金属；（2）陶瓷；（3）半导体；（4）高分子； （5）混凝土；（6）木材；（7）复合材料 涉及的工艺方法增多，数以百计。随着科技的发展，这类方法还会逐年增多。 1.2 表面工程技术的意义和目的 1.表面工程技术的意义 A、经济意义（三方面） （1）机械部件在使用过程中会发生腐蚀、磨损、氧化、侵蚀等。表面往往首先发生破坏或失效，引起整个机件的破坏或失效，造成经济损失。在各种机电产品的失效破坏中，约有70%是由腐蚀和磨损造成的。因此，表面是防止设备失效的第一道防线。 （2）即使承受扭转或弯曲载荷、因疲劳断裂失效的零件，其断裂也是从表面（受力最大）开始，并逐渐向内部发展，造成经济损失。因此，材料表面是防止疲劳破坏的第一道防线。 （3）现代工业迅猛发展，对机械产品提出了更高的要求。这必然对机件表面的耐磨、耐蚀等性能提出更高的要求。 提高经济效益。 为了满足这些要求，在某些情况下可以选用贵金属或合金来制造整体设备及零件。 但从经济角度来看，这是行不通的。毕竟不是所有行业都像航空航天、军工领域那样不计成本。 另一方面，在许多时候无法找到一种能够同时满足整体和表面性能要求的材料。 因此，开发材料表面工程技术，在不增加或少增加材料成本的同时使产品表面受到保护和强化，对提高产品的使用寿命和可靠性、增强产品的竞争力、节约材料和能源等均具有重要意义。 B、学术价值（表面科学） ① 材料的物理、化学性能的变化都从表面开始； 微米变纳米（物理），化学反应（化学） ② 随着科技的发展，器件的微型化，表面与体相的原子比增大，会出现许多新的特性； ③ 材料表面的研究是许多高