第一章材料表面工程概論MaterialsSurfaceEngineering材料表面工程.第一章材料表面工程概論MaterialsSurface12教材及參考書教材：《現(xiàn)代表面工程》，機械工業(yè)出版社，錢苗根等編著。參考書：

《表面化學(xué)》，科學(xué)出版社，顧惕人等編；

《電鍍工藝學(xué)》，北京航空航天大學(xué)出版社，章葆澄等編；

《金屬表面防護處理》，冶金工業(yè)出版社，盧燕平等編；

《金屬表面工藝》，機械工業(yè)出版社，張繼世等編。.2教材及參考書教材：《現(xiàn)代表面工程》，機械工業(yè)出版社，錢2前言3一、本課程的性質(zhì)、特點“材料表面工程”是一門內(nèi)容廣泛、具有極高實用價值的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門正在發(fā)展的所謂邊緣學(xué)科或交叉學(xué)科，溶入和涉及到表面物理、化學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、高分子學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)等學(xué)科的理論和技術(shù)。二、表面工程的概念及重要性概念：是經(jīng)表面預(yù)處理后，通過涂覆、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，獲得所需表面性質(zhì)的系統(tǒng)工程。.前言3一、本課程的性質(zhì)、特點概念：是經(jīng)表面預(yù)處理34受到重視的原因：不僅僅在于重要的學(xué)術(shù)價值，而主要在于其能夠更好的滿足社會生產(chǎn)、生活的需要：1)

材料物理、化學(xué)性能及其變化都從表面開始；2）隨著器件的微型化，表面/體相的原子比增大，會出現(xiàn)許多新的特性；3）材料表面的研究是許多高新技術(shù)的理論基礎(chǔ)等。表面工程技術(shù)在機械、微電子、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域以及日常生活中都有著廣泛而重要的應(yīng)用，是各國，尤其是發(fā)達國家優(yōu)先列為重點發(fā)展的學(xué)科。.4受到重視的原因：不僅僅在于重要的學(xué)術(shù)價值，而4無處不在的表面工程技術(shù)5.無處不在的表面工程技術(shù)5.5無處不在的表面工程技術(shù)6.無處不在的表面工程技術(shù)6.6無處不在的表面工程技術(shù)7.無處不在的表面工程技術(shù)7.7KeywordsSearchEngineItemsin2010Itemsin2006SurfacetechnologyGoogle93,800,000(0.10seconds)85,300,000(0.20seconds)CoatingGoogle34,400,000(0.06seconds)46,700,000(0.05seconds)FilmGoogle6,130,000,000(0.13seconds)1,450,000,000(0.14seconds)MembraneGoogle31,800,000(0.11seconds)67,600,000(0.15seconds)SurfacemodificationGoogle8,190,000(0.10seconds)22,800,000(0.55seconds)8Searchresults:.KeywordsSearchEngineItemsin8DefinitionofCoating-/coating1.coating-athinlayercoveringsomething;"asecondcoatofpaint“;2.coating-adecorativetexture(紋理)orappearanceofasurface(orthesubstancethatgivesitthatappearance);"theboathadametallicfinish";"heappliedacoatofaclearfinish";"whenthefinishistoothinitisdifficulttoapplyevenly"9.DefinitionofCoating-http://93.coating-aheavyfabricsuitableforcoats4.coating-theworkofapplyingsomething;“thedoctorprescribedatopicalapplication（局部施用）ofiodine(碘酒）";"thesurfacewasreadyforacoatingofpaint";

10.3.coating-aheavyfabricsu10Definitionoffilm-/film1.film-

aformofentertainmentthatenacts(扮演)astorybyasequenceofimagesgivingtheillusionofcontinuousmovement;"theywenttoamovieeverySaturdaynight";2.film-amediumthatdisseminates(散布)movingpictures;"thisstorywouldbegoodcinema";"filmcoverageofsportingevents"11.Definitionoffilm-http://www113.film-athincoatingorlayer;"thetablewascoveredwithafilmofdust".4.film-athinsheetof(usuallyplasticandusuallytransparent)materialusedtowraporcoverthings.5.film-photographicmaterialconsistingofabaseofcelluloid(明膠)coveredwithaphotographicemulsion(感光乳劑);usedtomakenegatives(底片)ortransparencies(幻燈片)

12.3.film-athincoatingorlay12Definitionofmembrane-/membrane1.membrane-athinpliable(柔軟)sheetofmaterial.2.membrane

-apliablesheetoftissuethatcoversorlinesorconnectsorgansorcellsofanimals.13細(xì)胞膜，隔膜.Definitionofmembrane-http:/13三、本課程的教學(xué)目的

14通過本課程的學(xué)習(xí)：系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代表面處理技術(shù)的基本原理；能合理選擇并應(yīng)用這些新的表面工程技術(shù)；解決材料表面硬度、強度等與心部強韌性之間的矛盾；充分發(fā)揮材料性能的潛力；延長產(chǎn)品使用壽命和提高產(chǎn)品質(zhì)量。.三、本課程的教學(xué)目的14通過本課程的學(xué)習(xí)：.14第一章表面技術(shù)概論§1.1表面技術(shù)的涵義1.1表面技術(shù)簡介

表面技術(shù)是直接與各種表面現(xiàn)象或過程有關(guān)的，能為人類造?；虮蝗藗兝玫募夹g(shù)。熱處理“四把火”－淬火、退火、回火、正火例如，兵器，寶劍－屠龍寶刀；碧血劍。

玻璃鏡－威尼斯人

搪瓷涂覆－瓷釉，“釉漿”－玻璃熔塊、陶土、膨潤土、電解質(zhì)和著色氧化物和水的混合物，經(jīng)充分球磨后就制得釉漿。

其它例子－防腐蝕、耐磨損、抗氧化、自清潔等。15.第一章表面技術(shù)概論§1.1表面技術(shù)的涵義15.151.2表面技術(shù)的目的

主要有三方面：（1）提高材料抵御環(huán)境作用的能力（2）賦予材料表面某種功能特性。包括光、電、磁、熱、聲、吸附、分離等等各種物理和化學(xué)性能。（3）實施特定的表面加工來制造構(gòu)件、零部件和元器件等。16.1.2表面技術(shù)的目的主要有三方面：16.161.3兩條途徑施加各種覆層主要采用各種涂層技術(shù)，包括電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、涂裝、粘結(jié)、堆焊、熔結(jié)、熱噴涂、塑料粉末涂敷、熱浸涂、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸鍍、濺射鍍、離子鍍、化學(xué)氣相沉積、分子束外延制膜、離子束合成薄膜技術(shù)等。此外，還有其他形式的覆蓋層，例如各種金屬經(jīng)氧化和磷化處理后的膜層，包箔，貼片的整體覆蓋層，緩蝕劑的暫時覆蓋層等等。17.1.3兩條途徑施加各種覆層17.1718

采用各種表面改性技術(shù)

用機械、物理、化學(xué)等方法，改變材料表面的形貌、化學(xué)成分、相組成、微觀結(jié)構(gòu)、缺陷狀態(tài)或應(yīng)力狀態(tài)，主要有噴丸強化、表面熱處理、化學(xué)熱處理、等離子擴滲處理、激光表面處理、電子束表面處理、太陽能表面處理、離子注入表面改性等。.18采用各種表面改性技術(shù).18（1）表面潤濕與反潤濕技術(shù)雙親、雙疏（水、油）功能表面—荷葉等自清潔涂層材料；洗滌液能潤濕且直接附著在基質(zhì)的污垢上。191.4表面現(xiàn)象與表面技術(shù)舉例天然疏水材料.（1）表面潤濕與反潤濕技術(shù)191.4表面現(xiàn)象與表面技術(shù)舉例19納米自清潔鈦板專門針對國家大劇院對建筑外表面鈦板的特殊要求，而在表面進行了納米處理。經(jīng)過處理的鈦板在保持原有性能不變的情況下，兼有了超親水、光催化性能，可使水分完全均勻地在鈦板表面鋪展開來，完全浸潤鈦板，并將附著于鈦板表面上的灰塵帶走。在日光的作用下，可以分解附著在鈦板表面的有機污漬，從而達到自清潔效果，保持鈦板的長期清潔。20.納米自清潔鈦板專門針對國家大劇院對建筑外表面鈦板20納米自清潔玻璃

自清潔玻璃是經(jīng)久耐用,鍍膜，中性色的玻璃；該玻璃比普通玻璃在降雨時和降雨后保持更加清亮的效果,而不需要花費像普通玻璃一樣的清洗工作，表面自清潔薄膜具有超親水、光催化性能，可分解瓷磚表面的有機沉淀物,并促成表面均勻水幕的形成。這可以使得無機和有機污染很容易被雨水清洗掉,從而大大減少人工清洗，環(huán)保又節(jié)能。

21.納米自清潔玻璃自清潔玻璃是經(jīng)久耐用,鍍膜，中性色的21納米自清潔瓷磚納米自潔瓷磚是在外表面進行特殊納米處理，并經(jīng)過高溫處理的瓷磚；該瓷磚表面自清潔薄膜具有超親水、光催化性能，可分解瓷磚表面的有機沉淀物,并促成表面均勻水幕的形成。這可以使得無機和有機污染很容易被雨水清洗掉,保持表面清潔，可以減少清洗劑的污染，降低勞動強度，減少清洗費用。

22.納米自清潔瓷磚納米自潔瓷磚是在外表面進行特殊納米處22（2）表面催化技術(shù)催化有均相催化和多相催化兩種。均相催化－催化劑和反應(yīng)物處于同一物相；多相催化－催化劑和反應(yīng)物處于不同物相。

多相催化在化學(xué)工業(yè)中占有十分重要的地位，它是一種表面過程。例:在固－氣體系中催化反應(yīng)的主要步驟是：反應(yīng)物在表面上化學(xué)吸附；吸附分子經(jīng)表面擴散相遇；表面反應(yīng)或鍵重排；反應(yīng)產(chǎn)物脫附；研究表明，催化劑表面不同位置有不同的激活能，臺階、扭轉(zhuǎn)、或雜質(zhì)、缺陷所在處構(gòu)成活性中心，說明表面狀態(tài)對催化有顯著影響。23.（2）表面催化技術(shù)催化有均相催化和多相催化兩種。23.23（3）膜技術(shù)(Membrane)Membrane－是指對物質(zhì)具有選擇滲透作用的二維材料。生物體有許多這種膜，如，細(xì)胞膜，基膜，復(fù)膜和皮膚等。起著滲透、分離物質(zhì)、保護基體和參與生命過程的作用。人們已能模擬生物膜的某些功能而人工合成醫(yī)用膜，如血液進化膜、透析、過濾、血漿分離、人工肺以及富氧膜等。醫(yī)用膜通常由醫(yī)用高分子制成。目前，生物技術(shù)的發(fā)展已促使膜在分子水平上合成。24.（3）膜技術(shù)(Membrane)Membrane－是指對24（4）表面化學(xué)技術(shù)表面化學(xué)技術(shù)－涉及面很廣，如，電解、電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)氧化、陽極氧化、腐蝕與防護等。涉及到固/液界面的許多化學(xué)過程或電現(xiàn)象。25.（4）表面化學(xué)技術(shù)表面化學(xué)技術(shù)－涉及面很廣，如，電解、電鍍25§1.2表面技術(shù)的分類及內(nèi)容1.國家自然科學(xué)基金委員會、自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報告分類：

26表面工程技術(shù)表面改性表面處理復(fù)合表面技術(shù)通過改變材料表層成分，達到改善表面性能的目的不附加膜層不改變表層成分，只改變表層組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)力狀態(tài)，達到改善表面性能的目的不附加膜層根據(jù)性能設(shè)計需要在材料表面制備涂覆層表面涂覆綜合運用多類、多種表面工程技術(shù).§1.2表面技術(shù)的分類及內(nèi)容1.國家自然科學(xué)基金委員會、26(1)原子沉積沉積物以原子、離子、分子和粒子集團等原子尺度的粒子形態(tài)在材料表面上形成覆蓋層，如電鍍、化學(xué)鍍、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等。(2)顆粒沉積沉積物以宏觀尺度的顆粒形態(tài)在材料表面上形成覆蓋層，如熱噴涂、陶瓷和搪瓷涂敷等。(3)整體覆蓋它是將涂覆材料于同一時間施加于材料表面，如包箔、貼片、熱浸鍍、涂刷、堆焊等。(4)表面改性用各種物理、化學(xué)等方法處理表面，使其組成、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改變性能，如表面處理、化學(xué)熱處理、激光表面處理、電子束表面處理、離子注入等。272.根據(jù)作用原理分類—Matton分類法：

.(1)原子沉積沉積物以原子、離子、分子和粒子集團等原子尺27(1)表面技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用理論(2)表面覆蓋技術(shù)(3)表面改性技術(shù)(4)復(fù)合表面處理技術(shù)(5)表面加工技術(shù)(6)表面分析和測試技術(shù)(7)表面工程技術(shù)設(shè)計28表面技術(shù)的主要組成部分：.(1)表面技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用理論28表面技術(shù)的主要組成部分：28（1）表面技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用理論表面技術(shù)的基礎(chǔ)理論是：表面科學(xué)

表面科學(xué)

29表面分析技術(shù)表面物理表面化學(xué)表面失效與分析摩擦與磨損理論腐蝕與防護理論表面結(jié)合與復(fù)合理論表面技術(shù)的應(yīng)用理論29.（1）表面技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用理論29表面分析技術(shù)表面物理表面化29（2）表面覆蓋技術(shù)30.（2）表面覆蓋技術(shù)30.3031表面覆蓋技術(shù)（續(xù)）.31表面覆蓋技術(shù)（續(xù)）.31（3）表面改性/處理技術(shù)32.（3）表面改性/處理技術(shù)32.32（4）復(fù)合表面處理技術(shù)

綜合運用兩種或兩種以上表面技術(shù)的復(fù)合表面處理技術(shù)。例如：

1）化學(xué)熱處理+激光淬火2）陽極（化學(xué)）氧化+涂裝3）熱噴涂＋激光重熔等等33.（4）復(fù)合表面處理技術(shù)33.33（5）表面加工技術(shù)半導(dǎo)體器件：光子束、電子束和離子束的微細(xì)加工?；瘜W(xué)氣相沉積、等離子化學(xué)氣相沉積、真空蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍、分子束外延、熱氧化的薄膜制造。濕法刻蝕、濺射刻蝕，等離子刻蝕等圖形刻蝕。離子注入擴散等摻雜技術(shù)。。。。。。熱水瓶膽、不銹鋼鏡子等金屬結(jié)構(gòu)件的表面加工：電解拋光、化學(xué)拋光以及電鑄34.（5）表面加工技術(shù)34.34（6）表面分析和測試技術(shù)目的：揭示材料本性發(fā)展新的表面技術(shù)分析和防止表面故障改進工藝及設(shè)備等提供基礎(chǔ)35.（6）表面分析和測試技術(shù)35.35（7）表面工程技術(shù)設(shè)計根據(jù):①材料對表面涂鍍層或處理層的成分、結(jié)構(gòu)、厚度、結(jié)合強度等性能的要求；②基體材料的成分、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等；③綜合考慮管理、經(jīng)濟、環(huán)保等因素。確定:

實施表面處理或加工的流程、設(shè)備、工藝、檢驗方法等。36.（7）表面工程技術(shù)設(shè)計36.36表面工程的技術(shù)設(shè)計體系37失效分析有關(guān)知識與數(shù)據(jù)失效分析方法磨損失效分析腐蝕失效分析斷裂失效分析失效機理與影響因素材料的磨損、腐蝕與斷裂性能表面技術(shù)有關(guān)知識與數(shù)據(jù)各種表面技術(shù)的原理與工藝各種表面技術(shù)的優(yōu)缺點與適用性各種表面材料的物理化學(xué)性能各種表面技術(shù)對基體表面的要求表面層的檢測方法表面工程的技術(shù)設(shè)計表面工程技術(shù)的選擇表面層材料的選擇表面層成分/組織結(jié)構(gòu)與性能的確定工藝參數(shù)的確定使用壽命的預(yù)測效費比評估環(huán)保性評估編制工藝文件.表面工程的技術(shù)設(shè)計體系37失效分析有關(guān)知識與數(shù)據(jù)失效分析方法37§1.3

表面技術(shù)的應(yīng)用、歷史和發(fā)展前景（1）表面技術(shù)在結(jié)構(gòu)材料以及工程構(gòu)件和機械零部件上的應(yīng)用

表面技術(shù)在這方面主要起著防護、耐磨、強化、修復(fù)、裝飾等重要作用。

表面裝飾主要包括光亮(鏡面、全光亮、亞光、光亮緞狀，無光亮緞狀等)、色澤、花紋(各種平面花紋，刻花和浮雕等)、仿形(仿貴金屬、仿大理石、仿花崗石等)多方面特性。38.§1.3表面技術(shù)的應(yīng)用、歷史和發(fā)展前景（1）表面技術(shù)在結(jié)構(gòu)38（2）表面技術(shù)在功能材料和元器件上的應(yīng)用3939.（2）表面技術(shù)在功能材料和元器件上的應(yīng)用3939.394040.4040.40（3）表面技術(shù)在新材料研究和生產(chǎn)中的應(yīng)用實例4141.（3）表面技術(shù)在新材料研究和生產(chǎn)中的應(yīng)用實例4141.4142.42.42（4）表面技術(shù)在人類適應(yīng)、保護和優(yōu)化環(huán)境方面的一些應(yīng)用

凈化大氣－涂覆和氣相沉積制成催化層分解尾氣。凈化水質(zhì)－用膜材料，即過慮膜，提純，軟化，淡化海水等抗菌滅菌－（TiO2膜+Ag,Cu,Pt,Zn+磷灰石膜層光照）能分解吸附的菌類物質(zhì)，具有抗菌、滅菌作用。吸附雜質(zhì)去除藻類污垢活化功能生物醫(yī)學(xué)治療疾病綠色能源優(yōu)化環(huán)境43.（4）表面技術(shù)在人類適應(yīng)、保護和優(yōu)化環(huán)境方面的一些應(yīng)用43.43表面工程的發(fā)展歷史一.中華民族文化的瑰寶二.在改革開放中創(chuàng)輝煌三.由表面技術(shù)到表面工程四.展望44.表面工程的發(fā)展歷史一.中華民族文化的瑰寶44.4445一、中華民族文化的瑰寶中國歷史朝代與表面技術(shù)夏(前21-前16世紀(jì))木胎碗使用生漆商(前16世紀(jì)-前1066)金汞齊鎏金周(前1066-前221)桐油與大漆制成復(fù)合涂料，莊子任“漆園吏”,固體滲碳秦(前221-前206)青銅劍、箭杵表面經(jīng)過類似當(dāng)今鉻酸鹽的處理漢、三國(前206-280)瓷器和瓷釉晉、南北朝(265-581)對鋼淬火隋,唐,五代十國,宋(581-1279)莫高窟的壁畫與彩塑遼,西夏,金,元,明(907-1644)液體滲碳清(1644-1911)電鍍(1858年)中華民國(1912-1949)電鍍、涂裝中華人民共和國(1949-)表面技術(shù)種類齊全，部分設(shè)備、材料、工藝達到國際先進水平45.45一、中華民族文化的瑰寶中國歷史朝代與表面技術(shù)夏(前21-45

改革開放后表面工程迅速發(fā)展，當(dāng)前技術(shù)種類齊全，部分技術(shù)達到國際先進水平，為國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)做出了重要貢獻。二、

在改革開放中創(chuàng)輝煌50-60年代以手工、埋弧堆焊和振動焊為代表；70年代以粉末等離子弧堆焊為代表；80年代以耐磨合金粉塊、板塊堆焊為代表；90年代至今以藥芯焊絲、焊帶堆焊為代表。堆焊技術(shù)的發(fā)展概況用2Cr5MoW藥芯焊絲堆焊薄版熱軋卷取機上夾送輥，使用壽命比鑄造輥延長2倍46.改革開放后表面工程迅速發(fā)展，當(dāng)前技術(shù)種類齊全，部464747

50年代主要應(yīng)用電弧絲材噴涂。

60-70年代相繼研發(fā)出40KW、80KW等離子噴涂設(shè)備及工藝；等離子噴涂的大范圍推廣應(yīng)用取得突破。徐濱士教授將45種等離子噴涂件裝在6輛坦克上經(jīng)過一個大修期的考核，證明涂層結(jié)合良好，耐磨性是新件的1.9-18.3倍，75%的噴涂件使用壽命都是新品件的2倍以上，噴涂成本只是新品件的10%。系統(tǒng)地實車考核結(jié)果，使全國同行對等離子噴涂有了深刻認(rèn)識，為推廣應(yīng)用提供了依據(jù)。

80年代以發(fā)展高焰流速度噴涂為特征，包括高速電弧噴涂、超音速等離子噴涂以及氣體火焰噴涂中的HVAF或HVOF，噴涂技術(shù)開始在生物工程中應(yīng)用。

90年代至今以納米材料噴涂為特征，同時發(fā)展了冷噴涂技術(shù)。熱噴涂技術(shù)的發(fā)展概況用Fe-Al基粉芯絲材及自動化高速電弧噴涂系統(tǒng)對汽車曲軸再制造。.474750年代主要應(yīng)用電弧絲材噴涂。熱噴涂技術(shù)的4748

50年代蘇聯(lián)援建的156項重點建設(shè)項目帶動了電鍍技術(shù)的發(fā)展；

60-70年代以無氰電鍍和鍍液添加劑的發(fā)展為亮點；

80年代以推動清洗生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)調(diào)整為重點；

90年代至今以復(fù)合電鍍、功能鍍層制備和綠色電鍍的發(fā)展為代表。電鍍技術(shù)的發(fā)展概況中國電鍍協(xié)會成立(1984年)，該協(xié)會于1991年發(fā)展為中國表面工程協(xié)會.4850年代蘇聯(lián)援建的156項重點建設(shè)項目帶動了電鍍48491979年中國鐵道學(xué)會與美國賽來創(chuàng)公司技術(shù)座談，是中國電刷鍍技術(shù)快速發(fā)展的轉(zhuǎn)折點，最大的收獲不是技術(shù)而是對電刷鍍的認(rèn)識；

80年代研制了多種型號的電刷鍍設(shè)備，鍍液品種已達100多種；

90年代至今以研究和推廣納米電刷鍍?yōu)橹攸c。電刷鍍技術(shù)的發(fā)展概況用電刷鍍技術(shù)制備汕頭海灣大橋和西陵長江大橋懸索鞍座防腐減摩表面，使鞍座原設(shè)計的滾動減摩結(jié)構(gòu)變?yōu)榛瑒訙p摩結(jié)構(gòu)，成本降低，工期縮短49.491979年中國鐵道學(xué)會與美國賽來創(chuàng)公司技術(shù)座談4950涂料是涂裝的物質(zhì)基礎(chǔ)，其品種和產(chǎn)量反映了涂裝產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和水平。

2003年中國涂料產(chǎn)量已僅次于美國居世界第二位。2003年進口涂料24.8萬噸，出口涂料11.6萬噸。

80年代后傳統(tǒng)的溶劑涂料逐漸被新型環(huán)保型涂料如水性涂料、粉末涂料、高固體成分涂料代替。

90年代至今重點發(fā)展了專用的功能性涂料。涂裝技術(shù)的發(fā)展概況年份198419911996200020022003200420052006涂料產(chǎn)量(萬噸)72.692.8120.8183.9201.6241.5298404507.8中國涂料產(chǎn)量的發(fā)展西氣東輸管道防腐涂裝生產(chǎn)線HT-400耐高溫特種涂料成功應(yīng)用于2008北京奧運鳥巢火炬50.50涂料是涂裝的物質(zhì)基礎(chǔ)，其品種和產(chǎn)量反映了涂裝產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和5051

50年代，以電阻加熱式蒸發(fā)鍍膜和電子束蒸發(fā)鍍膜技術(shù)為代表，主要用于刀具。

80年代，以磁控濺射、空心陰極離子鍍、多弧離子鍍技術(shù)為代表，并在光學(xué)、電子、切削刀具、建筑五金、裝飾等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

90年代，以制備復(fù)合功能涂層為代表，CNx涂層技術(shù)取得重大突破。

21世紀(jì)初，氣相沉積技術(shù)趨于多元化、復(fù)合化；涂層結(jié)構(gòu)向納米復(fù)合、多元復(fù)合、納米梯度、納米多層結(jié)構(gòu)發(fā)展。氣相沉積技術(shù)的發(fā)展概況中國自主研發(fā)的鍍膜設(shè)備及生產(chǎn)出的高檔汽車燈具51.5150年代，以電阻加熱式蒸發(fā)鍍膜和電子束蒸發(fā)鍍膜技5152近10年的主要成果：

—納米軟金屬自修復(fù)潤滑材料，如銅、鋅、錫等，能夠顯著提高潤滑油品的抗磨減摩性能，可修復(fù)磨損微損傷。

—納米氧化物，如TiO2、SiO2、ZnO、MgO等油溶性納米顆粒，能夠顯著提高潤滑油的承載能力。

—層狀硅酸鹽礦物自修復(fù)材料，可在金屬摩擦表面形成具有一定厚度的高硬度類金屬陶瓷修復(fù)層，并改善摩擦表面形貌，節(jié)能效果顯著。表面自修復(fù)技術(shù)的發(fā)展概況52.52近10年的主要成果：表面自修復(fù)技術(shù)的發(fā)展概況52.521988年徐濱士、師昌緒二位院士切磋提出：

表面工程是經(jīng)過表面預(yù)處理后，通過表面涂覆、表面改性、表面處理或多種表面技術(shù)的復(fù)合處理，改變表面形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)等，以使表面獲得所需特殊性能的系統(tǒng)工程。三、

由表面技術(shù)到表面工程

解讀：表面技術(shù)是表面工藝方法的總稱，表面工程是面向工程背景對表面技術(shù)的綜合運用。二位院士的表述還對表面技術(shù)進行了科學(xué)的分類，指出了提高表面性能的基本途徑，并強調(diào)了表面技術(shù)的復(fù)合。53.1988年徐濱士、師昌緒二位院士切磋提出：三、5354表面工程發(fā)展的重要標(biāo)志國際上中國1983年，英國伯明翰大學(xué)建立了沃福森表面工程研究所;1985年，國際表面工程期刊《SurfaceEngineering》創(chuàng)刊;1986年，國際材料熱處理聯(lián)合會根據(jù)Thomas.Bell的建議，更名為國際熱處理與表面工程聯(lián)合會1987年，中國機械工程學(xué)會根據(jù)徐濱士教授的建議，由秘書長許紹高主持會議，果斷決定建立中國第一個冠名“表面工程”的“中國機械工程學(xué)會表面工程研究所”。聘請徐濱士教授任所長。

1988年，《表面工程》創(chuàng)刊，1998年更名為《中國表面工程》54.54表面工程發(fā)展的重要標(biāo)志國際上中國1983年，英5455表面工程的誕生背景

產(chǎn)品的需求推動著表面技術(shù)種類越來越多，面臨的表面問題要求越來越高，解決難度越來越大。呼喚以新的發(fā)展思路解決復(fù)雜的表面問題：

—對表面問題進行多因素的系統(tǒng)分析

—采用多種表面技術(shù)進行綜合治理

—把表面技術(shù)的綜合運用由經(jīng)驗式推向智能化表面工程的誕生是歷史的必然.55表面工程的誕生背景產(chǎn)品的需求推動著表面技術(shù)種55表面工程有代表性的研究成果國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項復(fù)雜型腔工模具表面硬質(zhì)薄膜材料制備成套設(shè)備及關(guān)鍵工藝技術(shù)徐可為等(2005年)軍用裝備零部件納米顆粒復(fù)合延壽技術(shù)徐濱士等(2009年)國家科技進步一等獎2項電刷鍍技術(shù)及推廣應(yīng)用林春華等(1985年)新型熱噴涂和涂層材料研究與開發(fā)周克崧等(2001年)國家科技進步二等獎6項熱噴涂技術(shù)開發(fā)、推廣、應(yīng)用田中庸等(1985年)有色貴金屬和合金等新型電刷鍍?nèi)芤合盗?66)種研制及應(yīng)用李基森等(1989年)超音速電弧噴涂技術(shù)研究王漢功等(2001年)高效能超音速等離子噴涂技術(shù)的研究和應(yīng)用徐濱士等(2003年)《神奇的表面工程》院士科普系列叢書之一徐濱士著(2005年)超大容積高端汽車燈具鍍膜系列裝備與工藝研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化范多旺等(2007年)56.表面工程有代表性的研究成果國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項復(fù)雜型腔工模56國際同行對中國表面工程的評價Thomas.Bell:中國表面工程研究處于世界各國的前列2004年徐濱士院士被授予國際熱處理與表面工程聯(lián)合會會士稱號表明：徐濱士院士對中國表面工程的貢獻得到世界同行稱贊中國的表面事業(yè)受到國際同行的肯定中國表面工程研究成果與工業(yè)應(yīng)用實效受到國際同行的重視57.國際同行對中國表面工程的評價Thomas.Bell:中國表57表面工程發(fā)展的三個階段

—單一表面技術(shù)階段

—兩種以上表面技術(shù)的復(fù)合階段（起到1+1〉2的協(xié)同效應(yīng)）

—納米表面工程階段（納米材料、納米技術(shù)與傳統(tǒng)表面技術(shù)有機融合，為提升表面性能提供了新途徑）58.表面工程發(fā)展的三個階段—單一表面技術(shù)階段58.58

前景廣闊，大有用武之地

—國家重大工程中的表面工程問題（航空、航天等）

—新能源開發(fā)中的表面工程問題（太陽能利用、氫電池等）

—循環(huán)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟中的表面工程問題（再制造工程、輕金屬的利用）

—苛刻（極端）環(huán)境下的表面工程問題（高溫、高壓、重載、失重、重腐蝕）

—提高人民生活水平的表面工程問題（生物醫(yī)學(xué)工程等）

—傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提升、質(zhì)量提升方面的表面工程問題（如汽車鋅板等）展望59.前景廣闊，大有用武之地展望59.59References1.Dynamicsofgas-surfaceinteraction:proceedingsoftheInternationalSchoolonMaterialScienceandTechnology,Erice,Italy,July1-15,1981

*著者Benedek,G.Springer,1982.

2.Elevatedtemperaturecoatings:scienceandtechnologyI:proceedingsofasymposium,HighTemperatureCoatings-I,sponsoredbytheSurfaceModificationandCoatingsTechnologyCommittee,heldattheFallMeetingoftheMinerals,Metals&MaterialsSocietyinRosemont,Illinois,October3-6,1994

*著者Dahotre,NarendraB.Minerals,Metals&MaterialsSociety,c1995.

3.Laserapplicationsinsurfacescienceandtechnology

*著者Rubahn,H.-G.Wiley,c1999.

4.Scienceandtechnologyofsurfacecoating:aNATOAdvancedStudyInstituteontheScienceandTechnologyofSurfaceCoatingheldatImperialCollege,UniversityofLondon,inApril,1972

*著者Chapman,BrianN.AcademicPress,1974.

5.Scienceandtechnologyofsemiconductorsurfacepreparation:symposiumheldApril1-3,1997,SanFrancisco,California,U.S.A.

*著者Higashi,GreggS.MaterialsResearchSoc