我對(duì)表面工程的認(rèn)識(shí)表面工程是表面預(yù)處理后，通過(guò)表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀況，以獲得所需表面性能的系統(tǒng)工程。表面工程技術(shù)是表面工程的核心和實(shí)質(zhì)。.表面工程的基本知識(shí)表面工程的發(fā)展歷史1983年首次由Prof.提出。英Birmingham大學(xué)成立澳福森表面工程研究所1985年發(fā)行表面工程(SurfaceEngineering)雜志1986年在布達(dá)佩斯國(guó)際熱處理聯(lián)合會(huì)更名為國(guó)際熱處理與表面工程聯(lián)合會(huì)1987年在英國(guó)，1988年在日本召開ICSE1987年12月在京成立中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)表面工程研究所。88年創(chuàng)刊《表面工程》雜志。11月召開首屆表工程研討會(huì)。1998年表面工程雜志更名為《中國(guó)表面工程》(CSE)表面工程學(xué)的現(xiàn)狀表面工程技術(shù)分類Q表面涂鍍技術(shù)將液態(tài)涂料涂覆在材料表面或?qū)㈠兞显映练e在材料表面形成涂層或鍍層。常見(jiàn)手段有熱噴涂、堆焊、電鍍、化學(xué)鍍、氣相沉積和涂裝技術(shù)。11Q表面改性技術(shù)利用熱處理、機(jī)械處理、離子處理和化學(xué)處理等方法，改變材料表面的成分及性能的技術(shù)。常見(jiàn)手段有熱擴(kuò)滲、轉(zhuǎn)化膜、表面合金化、離子注入和噴丸強(qiáng)化。Q薄膜技術(shù)采用各種方法在工件表面上沉積厚度為100nm至1um或數(shù)微米薄膜的技術(shù)。常見(jiàn)手段有氣相沉積技術(shù)等。表面工程的特點(diǎn)表面工程技術(shù)最突出的技術(shù)特點(diǎn)是無(wú)需改變整體材質(zhì)，就能獲得本體材料所不具備的某些特殊性能。表面技術(shù)多獲得的表面覆蓋層厚度一般從幾十微米到幾表面工程的功能裝飾性：表面工程技術(shù)的傳統(tǒng)作用之一是賦予表面更好的裝飾性。不過(guò)對(duì)于金屬的純裝飾性表面處理不多，很多是在兼顧表面防護(hù)性能的前提下賦予材料的裝飾性，如在鋼制工件上底鍍Cu、中鍍Ni、表鍍Cr,Cu層和Ni層起防護(hù)作用，而表鍍的Cr層可長(zhǎng)久保持裝飾性金屬光澤。防護(hù)性：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年因表面磨損、表面腐蝕、表面摩擦、表面缺陷造成對(duì)金屬、非金屬損失約萬(wàn)?萬(wàn)億美金，約占全世界GDP的10%?12%。表面工程技術(shù)的主要作用是：經(jīng)表面改性、表面處理、表面涂覆或表面復(fù)合處理，解決材料表面磨損、表面腐蝕、表面摩擦、表面缺陷造成的破壞，從而延長(zhǎng)材料的有效服役時(shí)間。這既是表面工程存在的價(jià)值體現(xiàn)，也是表面工程發(fā)展的根本動(dòng)力。22修復(fù)性：工件因腐蝕、磨損或其他原因造成工件表面基體材料或表面處理層失效后，可通過(guò)單一或復(fù)合表面工程技術(shù)的應(yīng)用，恢復(fù)其表面應(yīng)有的尺寸精度，兼或重新賦予與新品相當(dāng)，甚至超過(guò)新品的表面性能及功能，實(shí)現(xiàn)工件、總成或產(chǎn)品的再制造。功能性：表面工程技術(shù)除了具有以上主要作用外，還可賦予材料表面耐高溫或耐低溫、導(dǎo)電或絕緣、導(dǎo)磁或磁屏蔽、增光或反光、潤(rùn)濕或憎水、生物相容性或生物排他性等新的功能，發(fā)揮新的作用。表面工程的應(yīng)用Q在保護(hù)、優(yōu)化環(huán)境中的應(yīng)用：(i)凈化大氣采用化學(xué)氣相沉積和溶膠-凝膠等技術(shù)制成的催化劑載體，可有效地治理被污染的大氣。(2)凈化水質(zhì)過(guò)濾膜可采用化學(xué)氣相沉積、陽(yáng)極氧化和溶膠-凝膠等表面工程技術(shù)來(lái)制備。(3)吸附雜質(zhì)采用表面技術(shù)制成的吸附劑，可使空氣、水、溶液中的有害成分被吸附，還可去濕、除臭。(4)活化功能遠(yuǎn)紅外具有活化空氣和水的功能。(5)綠色能源表面工程技術(shù)是開發(fā)綠色能源的基礎(chǔ)技術(shù)之一，許多綠色能源裝置都應(yīng)用了氣相沉積鍍膜和涂覆技術(shù)。Q在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用：表面工程技術(shù)在耐腐蝕性和裝飾性方面起著重要作用，同時(shí)在強(qiáng)化、耐磨、裝飾等方面也起著重要作用。(1)表面防護(hù)表面防護(hù)主要是指材料表面防止化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕等的能力。采用表面工程技術(shù)能顯著提高結(jié)構(gòu)件的防護(hù)能力。(2)耐磨性耐磨性是指材料在一定摩擦力條件下抵抗磨損的能力。它與材料特性以及載荷、速度、溫度等磨損條件有關(guān)。利用熱噴涂、堆焊、電刷鍍和電鍍33等表面技術(shù)，在材料表面形成Ni基、Co基、Fe基、金屬陶瓷等覆層，可有效地提高材料或制件的耐磨性。(3)表面強(qiáng)化主要指通過(guò)各種表面強(qiáng)化處理來(lái)提高材料表面抵御除腐蝕和磨損之外的環(huán)境作用的能力。(4)表面裝飾具有光亮、色澤、花紋和仿照等功能。合理地選擇電鍍、化學(xué)鍍、氧化等表面技術(shù)，可以獲得鏡面鍍層、全光亮鍍層、亞光鍍層、緞狀鍍層，不同色彩的鍍層，各種平面、立體花紋鍍層、仿貴金屬、仿古和仿大理石鍍層等。Q在功能材料和元器件中的應(yīng)用功能材料主要指具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和生物等功能，以及一些聲、電、光、磁等互相轉(zhuǎn)換功能，而被用于非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料，常用來(lái)制造各種裝備中具有獨(dú)特性能的核心部件。材料的功能特性與其表面成分、組織結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。(1)電學(xué)特性利用電鍍、化學(xué)鍍、氣相沉積、離子注入等技術(shù)可制備具有電學(xué)特性的功能薄膜及其元器件。(2)磁學(xué)特性通過(guò)氣相沉積技術(shù)和涂裝等表面技術(shù)制備出磁記錄介質(zhì)、磁帶、磁泡材料、電學(xué)屏蔽材料、薄膜磁阻元件等。(3)光學(xué)特性利用電鍍、化學(xué)鍍、轉(zhuǎn)化膜、涂裝、氣相沉積等方法，能夠獲得具有反光、光選擇吸收、增透性、光致發(fā)光、感光等特性的薄膜材料。(4)聲學(xué)特性利用涂裝、氣相沉積等表面技術(shù)，可以制備摻雜Mn-Zn鐵氧體復(fù)合聚苯胺款頻段的吸波涂層、紅外隱身涂層、降低雷達(dá)波反射系數(shù)的納米復(fù)合雷達(dá)隱身涂層，聲反射和聲吸收涂層以及聲表面波器件等。(5)熱血特性采用磁控濺射，涂裝等方法制備。(6)生物學(xué)特性具有一定的生物相容性和物理化學(xué)性質(zhì)的生物醫(yī)學(xué)材料，利用等離子噴涂、氣相沉積、等離子注入等方法形成的一用涂層，可在保持基體材料特性的基礎(chǔ)上，提高基體表面的生物學(xué)性質(zhì)、耐磨性、耐蝕性和絕緣性等，阻隔基體材料離子向周圍組織溶出擴(kuò)散，起到改善同人體機(jī)能的作用。在金屬材料44上制備生物陶瓷涂層，提高材料的生物活性，用作人造關(guān)節(jié)、人造牙等醫(yī)學(xué)植入體。將磁性涂層涂覆在人體的一定穴位上，有治療疼痛、高血壓等功能。(7)各種轉(zhuǎn)換功能采用表面工程技術(shù)可獲得進(jìn)行光-電，熱-電，光-熱，力-熱，磁-光等轉(zhuǎn)換功能的器件。Q在再制造工程中的應(yīng)用(1)再制造工程的內(nèi)涵再制造工程是在維修工程和表面工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興科學(xué)，是以產(chǎn)品全壽命周期論為指導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)廢舊產(chǎn)品的性能提升為指標(biāo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材和環(huán)保為準(zhǔn)則，以先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化為手段，來(lái)修復(fù)、改造廢舊產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)的總稱。簡(jiǎn)而言之為是廢舊產(chǎn)品高技術(shù)修復(fù)、改造的產(chǎn)業(yè)。其重要特征是，再制造以后的產(chǎn)品質(zhì)量和性能達(dá)到或超過(guò)新品，成本只是產(chǎn)品的50%,可節(jié)能60%,節(jié)材70%,對(duì)環(huán)境的不良影響顯著降低，可有力的促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。(2)再制造工程的效益和特色效益體現(xiàn)在：廢舊產(chǎn)品的零部件因被直接用作再制造的毛坯而不是回爐冶煉獲得鋼墊，避免了回爐時(shí)對(duì)能量的消耗和對(duì)環(huán)境造成的二次污染;避免了由鋼錠到新零件的二次制造時(shí)對(duì)能源的再次消耗和對(duì)環(huán)境的再度污染。一方面提高了產(chǎn)品的綠色度，另一方面避免了成為固體垃圾而造成的環(huán)境污染。表面工程技術(shù)的作用就是制備出由于本體材料性能的表面覆蓋層，賦予工件表面耐蝕性、耐磨性即獲得電、磁、光、聲、熱等功能。表面工程的意義1)表面工程技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工藝藝術(shù)，滿足不同工況服役與裝飾外觀的要求，顯著提高產(chǎn)品的使用壽命、可靠性與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。2)表面工程技術(shù)是節(jié)能、節(jié)材和挽回經(jīng)濟(jì)損失的有效手段。采用有效的表面防護(hù)手段，至少可減少腐蝕損失15?35%,減少磨損損失33%左右。3)表面工程技術(shù)在制備新型材料方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)554）表面工程技術(shù)是微電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。以化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、光刻技術(shù)和離子注入為代表的表面薄膜沉積技術(shù)和表面微細(xì)加工技術(shù)是制作大規(guī)模集成電路、光導(dǎo)纖維和集成光路、太陽(yáng)能薄膜電池等元器件的基礎(chǔ)。.表面工程的發(fā)展趨勢(shì)面向綠色制造和節(jié)能降耗的表面工程國(guó)家可持續(xù)發(fā)展，對(duì)裝備的綠色制造和裝備運(yùn)行的節(jié)能減耗提出了更高的要求，不斷發(fā)展的真空離子鍍膜、磁控濺射鍍膜、蒸發(fā)鍍膜、離子注入、離子清潔等及其復(fù)合技術(shù)正在替代傳統(tǒng)對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的電鍍技術(shù)，在綠色制造和節(jié)能降耗中發(fā)揮了重要作用。替代傳統(tǒng)電鍍鉻的綠色鍍膜技術(shù)傳統(tǒng)電鍍銘是一種污染嚴(yán)重的工藝技術(shù)，尤其六價(jià)銘離子對(duì)水的污染非常嚴(yán)重，且難以消除，是公認(rèn)的致癌物，給環(huán)境保護(hù)造成大量的困難。為此，世界各國(guó)對(duì)替代傳統(tǒng)電鍍銘的新技術(shù)開展了大量的研究。其中以物理氣相沉積（PVD）為代表的綠色鍍膜技術(shù)已成為其替代技術(shù)的研究熱點(diǎn)。閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射離子鍍技術(shù)磁控濺射離子鍍技術(shù)因沉積溫度低、易沉積多組元和梯度膜等優(yōu)點(diǎn)受到精密制造及功能薄膜制備領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，但由于存在薄膜厚度沿靶基距方向的均勻性極差（平均遞減速率＞3um/m）的技術(shù)瓶頸，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣。66工程化超潤(rùn)滑復(fù)合碳膜技術(shù)工程化超潤(rùn)滑薄膜是指摩擦因數(shù)顯著降低到103量級(jí)，并具有高技術(shù)工程應(yīng)用價(jià)值的新型薄膜，這是一項(xiàng)近年來(lái)隨著納米科技和薄膜技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的前沿技術(shù)，在相關(guān)研究領(lǐng)域，主要研究包括：①具有一定晶體取向的類石墨薄膜；②濺射制備的納米富勒烯結(jié)構(gòu)二硫化鋁（MoS2）薄膜；③磁控濺射制備的二硫化鎢（WS2）薄膜；④采用氣相沉積制備的類金剛石碳膜。其中研究最廣、最具有發(fā)展前景和工程應(yīng)用價(jià)值的是特殊組成和結(jié)構(gòu)的超潤(rùn)滑類金剛石薄膜，代表性工作如美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)出的在干燥惰性氣氛中具有10工量級(jí)超低摩擦因數(shù)的含氫類金剛石薄膜等。但這一類薄膜存在內(nèi)應(yīng)力高、摩擦學(xué)性能環(huán)境依賴性強(qiáng)等主要問(wèn)題，嚴(yán)重制約了這一類材料的應(yīng)用。設(shè)備維修與再制造中的表面工程表面工程在裝備維修與再制造發(fā)揮了重要的作用。近年來(lái)在納米電刷鍍、納米減摩自修復(fù)添加劑、熱噴涂和激光表面強(qiáng)化等方面的研究取得了新的進(jìn)展，將這些技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備維修和再制造，顯著提高了零部件的質(zhì)量。納米電刷鍍技術(shù)納米電刷鍍技術(shù)是我國(guó)研究人員將電刷鍍技術(shù)與納米材料技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)新性研究成果。將納米陶瓷顆粒或碳納米管加入電刷鍍?nèi)芤?，并使其在基質(zhì)鍍液中均勻分散及穩(wěn)定懸浮，可制備出高性能的電刷鍍納米復(fù)合鍍層。采用單液法和雙液法還可以制備出納米多層鍍層。77納米減摩自修復(fù)添加劑技術(shù)納米減摩自修復(fù)添加劑技術(shù)是一項(xiàng)新型的原位自修復(fù)技術(shù)。當(dāng)含有納米顆粒（如銅粒）的復(fù)合添加劑被加入潤(rùn)滑油后，納米顆粒隨潤(rùn)滑油分散于摩擦副接觸表面，在一定溫度、壓力、摩擦力作用下，添加劑中的納米顆粒就會(huì)在摩擦表面沉積，并與摩擦表面作用。當(dāng)摩擦表面的溫度高到一定值時(shí)，納米材料顆粒強(qiáng)度下降，與金屬表面產(chǎn)生結(jié)合，并填補(bǔ)表面微觀溝谷，從而形成一層具有減摩耐磨作用的固態(tài)修復(fù)膜。熱噴涂技術(shù)熱噴涂技術(shù)經(jīng)過(guò)100余年的發(fā)展，已經(jīng)成為金屬材料保護(hù)并賦予新功能的重要表面涂層技術(shù)之一。新的研究方向包括：高效能超音速等離子噴涂、高穩(wěn)定性智能高速電弧噴涂、電熱爆炸噴涂、等離子噴涂物理氣相沉積（PS-PVD）技術(shù)、液料等離子噴涂、冷噴涂技術(shù)應(yīng)用研究、激光熔覆制備納米結(jié)構(gòu)涂層等等。極端環(huán)境下的表面工程在核、空間和其它極端環(huán)境下，裝備零部件將面對(duì)強(qiáng)輻射、真空（紫外線、原子氧和高低溫侵蝕等更加苛刻工作環(huán)境，表面工程可為這些工作在極端環(huán)境下的零部件提供有效的表面防護(hù)。它包括：核環(huán)境特種潤(rùn)滑涂層、空間環(huán)境高性能潤(rùn)滑涂層、空間原子氧效應(yīng)防護(hù)涂層等等。.結(jié)語(yǔ)表面工程技術(shù)的發(fā)展是人類社會(huì)的工業(yè)化的過(guò)程中催生的結(jié)晶，也是推動(dòng)人類工業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)手段。它不僅讓工廠的機(jī)器使用更耐久，也讓工廠生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加美觀和耐用。表面工程已成為現(xiàn)代社會(huì)的一項(xiàng)重要技術(shù)，已經(jīng)深入88滲透到人們的衣食住行的方方面面。從咱們的手機(jī)的外殼工藝到汽車零部件的表面處理再到家裝的裝飾