第一章材料表面工程概论MaterialsSurf课件.ppt

1、第一章 材料表面工程概论Materials Surface Engineering材料表面工程.教材及参考书教教 材：材：现代表面工程现代表面工程，机械工业出版社，钱苗根等编著。参考书：参考书： 表面化学表面化学，科学出版社，顾惕人等编； 电镀工艺学电镀工艺学，北京航空航天大学出版社，章葆澄等编； 金属表面防护处理金属表面防护处理，冶金工业出版社，卢燕平等编； 金属表面工艺金属表面工艺，机械工业出版社，张继世等编。.前前 言言一、本课程的性质、特点“材料表面工程材料表面工程”是一门内容广泛、具有极高实用价值的专业基础课程，也是一门正在发展的所谓边缘学科边缘学科或交叉学科交叉学科，溶入和涉及到表

2、面物理、化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热传质学等学科的理论和技术。二、表面工程的概念及重要性 概念：概念：是经表面预处理后，通过涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，获得所需表面性质的系统工程系统工程。. 受到重视的原因：受到重视的原因：不仅仅在于重要的学术价值，而主要在于其能够更好的满足社会生产、生活的需要： 1) 材料物理、化学性能及其变化都从表面开始； 2）随着器件的微型化，表面/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新技术的理论基础等。 表面工程技术在机械、微电子、生物学、医学、光学等领域

3、以及日常生活中都有着广泛而重要的应用，是各国，尤其是发达国家优先列为重点发展的学科。.无处不在的表面工程技术.无处不在的表面工程技术.无处不在的表面工程技术.Key wordsSearch EngineItems in 2010 Items in 2006 Surface technologyGoogle93,800,000 ( 0.10 seconds )85,300,000 (0.20 seconds)CoatingGoogle34,400,000 (0.06 seconds )46,700,000 (0.05 seconds )FilmGoogle6,130,000,000 (0.13

4、seconds) 1,450,000,000 (0.14 seconds) MembraneGoogle31,800,000 (0.11 seconds)67,600,000 (0.15 seconds)Surface modificationGoogle8,190,000 (0.10 seconds) 22,800,000 (0.55 seconds) Search results : .Definition of Coating -http:/ coating - a thin layer covering something; a second coat of paint“;2. coa

5、ting - a decorative texture(纹理纹理) or appearance of a surface (or the substance that gives it that appearance); the boat had a metallic finish; he applied a coat of a clear finish; when the finish is too thin it is difficult to apply evenly .3. coating - a heavy fabric suitable for coats4. coating -

6、the work of applying something; “the doctor prescribed a topical application（局部施用局部施用） of iodine (碘酒碘酒）; the surface was ready for a coating of paint; .Definition of film -http:/ film - a form of entertainment that enacts (扮演扮演)a story by a sequence of images giving the illusion of continuous moveme

7、nt; they went to a movie every Saturday night; 2. film - a medium that disseminates (散布散布) moving pictures; this story would be good cinema; film coverage of sporting events .3. film -a thin coating or layer; the table was covered with a film of dust .4. film - a thin sheet of (usually plastic and u

8、sually transparent) material used to wrap or cover things. 5. film - photographic material consisting of a base of celluloid(明胶明胶) covered with a photographic emulsion(感光乳剂感光乳剂); used to make negatives(底片底片) or transparencies(幻灯片幻灯片) .Definition of membrane -http:/ membrane - a thin pliable(柔软柔软) sh

9、eet of material.2. membrane - a pliable sheet of tissue that covers or lines or connects organs or cells of animals .细胞膜，隔膜细胞膜，隔膜.三、本课程的教学目的 通过本课程的学习：通过本课程的学习：系统地掌握现代表面处理技术的基本原理；能合理选择并应用这些新的表面工程技术；解决材料表面硬度、强度等与心部强韧性之间的矛盾；充分发挥材料性能的潜力；延长产品使用寿命和提高产品质量。.第一章 表面技术概论1.1 表面技术的涵义1.1 表面技术简介表面技术简介 表面技术表面技术是直接与

10、各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术。 热处理“四把火四把火”淬火、退火、回火、正火 例如，兵器，宝剑屠龙宝刀；碧血剑。 玻璃镜玻璃镜威尼斯人 搪瓷涂覆搪瓷涂覆瓷釉，“釉浆釉浆”玻璃熔块、陶土、 膨润土、电解质和着色氧化物和水的混合物，经充分球磨后就制得釉浆。 其它例子其它例子防腐蚀、耐磨损、抗氧化、自清洁等。.1.2 表面技术的目的表面技术的目的 主要有三方面：主要有三方面：（1）提高材料抵御环境作用的能力（2）赋予材料表面某种功能特性。包括光、电、磁、热、声、 吸附、分离等等各种物理和化学性能。（3）实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件等。.1.3 两条途径两条

11、途径p 施加各种覆层施加各种覆层主要采用各种涂层技术，包括电镀、电刷镀、化学镀、涂装、粘结、堆焊、熔结、热喷涂、塑料粉末涂敷、热浸涂、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化学气相沉积、分子束外延制膜、离子束合成薄膜技术等。此外，还有其他形式的覆盖层，例如各种金属经氧化和磷化处理后的膜层，包箔，贴片的整体覆盖层，缓蚀剂的暂时覆盖层等等。.p 采用各种表面改性技术采用各种表面改性技术 用机械、物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态，主要有喷丸强化、表面热处理、化学热处理、等离子扩渗处理、激光表面处理、电子束表面处理、太阳能表面处理、离子注入表

12、面改性等。.（1）表面润湿与反润湿技术）表面润湿与反润湿技术n双亲、双疏（水、油）功能表面荷叶等n自清洁涂层材料；n洗涤液能润湿且直接附着在基质的污垢上。1.4 表面现象与表面技术举例表面现象与表面技术举例天然疏水材料天然疏水材料.纳米自清洁钛板纳米自清洁钛板 专门针对国家大剧院对建筑外表面钛板的特殊要求，而在表面进行了纳米处理。经过处理的钛板在保持原有性能不变的情况下，兼有了超亲水、光催化性能，可使水分完全均匀地在钛板表面铺展开来，完全浸润钛板，并将附着于钛板表面上的灰尘带走。在日光的作用下，可以分解附着在钛板表面的有机污渍，从而达到自清洁效果，保持钛板的长期清洁。.纳米自清洁玻璃纳米自清洁

13、玻璃 自清洁玻璃是经久耐用, 镀膜，中性色的玻璃；该玻璃比普通玻璃在降雨时和降雨后保持更加清亮的效果, 而不需要花费像普通玻璃一样的清洗工作，表面自清洁薄膜具有超亲水、光催化性能，可分解瓷砖表面的有机沉淀物,并促成表面均匀水幕的形成。这可以使得无机和有机污染很容易被雨水清洗掉, 从而大大减少人工清洗，环保又节能。.纳米自清洁瓷砖纳米自清洁瓷砖 纳米自洁瓷砖是在外表面进行特殊纳米处理，并经过高温处理的瓷砖；该瓷砖表面自清洁薄膜具有超亲水、光催化性能，可分解瓷砖表面的有机沉淀物,并促成表面均匀水幕的形成。 这可以使得无机和有机污染很容易被雨水清洗掉,保持表面清洁，可以减少清洗剂的污染，降低劳动强度

14、，减少清洗费用。.（2）表面催化技术表面催化技术催化有均相催化均相催化和多相催化多相催化两种。n 均相催化催化剂和反应物处于同一物相；n 多相催化催化剂和反应物处于不同物相。 多相催化多相催化在化学工业中占有十分重要的地位，它是一种表面过程是一种表面过程。例例: :在固气体系中催化反应的主要步骤是：反应物在表面上化学吸附；吸附分子经表面扩散相遇；表面反应或键重排；反应产物脱附；研究表明，催化剂表面不同位置有不同的激活能，台阶、扭转、或杂质、缺陷所在处构成活性中心，说明表面状态表面状态对催化有显著影响。.（3） 膜技术膜技术 (Membrane)Membrane是指对物质具有选择渗透作用的二维材

15、料二维材料。 n 生物体有许多这种膜，如，细胞膜，基膜，复膜和皮肤等。起着渗透、分离物质、保护基体和参与生命过程的作用。n 人们已能模拟生物膜的某些功能而人工合成医用膜，如血液进化膜、透析、过滤、血浆分离、人工肺以及富氧膜等。n 医用膜通常由医用高分子制成。目前，生物技术的发展已促使膜在分子水平上合成。.（4）表面化学技术）表面化学技术表面化学技术表面化学技术涉及面很广，如， 电解、电镀、化学 镀、化学氧化、阳极氧化、腐蚀与防护等。涉及到固/液界面的许多化学过程或电现象。.1.2 表面技术的分类及内容1. 国家自然科学基金委员会、自然科学学科发展战略调研报告分类国家自然科学基金委员会、自然科学

16、学科发展战略调研报告分类： 表面工程技术表面工程技术表面改性表面改性表面处理表面处理复合表面技术复合表面技术通过改变材料表层成分，达到改善表面性能的目的通过改变材料表层成分，达到改善表面性能的目的不附加膜层不附加膜层不改变表层成分，只改变表层组织结构及应力状态，达到改善表面性能的目的不改变表层成分，只改变表层组织结构及应力状态，达到改善表面性能的目的不附加膜层不附加膜层根据性能设计需要在材料表面制备涂覆层根据性能设计需要在材料表面制备涂覆层表面涂覆表面涂覆综合运用多类、多种表面工程技术综合运用多类、多种表面工程技术.(1) 原子沉积原子沉积 沉积物以原子、离子、分子和粒子集团等原子尺度的粒子形

17、态在材料表面上形成覆盖层，如电镀、化学镀、物理气相沉积、化学气相沉积等。(2) 颗粒沉积颗粒沉积 沉积物以宏观尺度的颗粒形态在材料表面上形成覆盖层，如热喷涂、陶瓷和搪瓷涂敷等。(3) 整体覆盖整体覆盖 它是将涂覆材料于同一 时间施加于材料表面，如包箔、贴片、热浸镀、涂刷、堆焊等。(4) 表面改性表面改性 用各种物理、化学等方法处理表面，使其组成、结构发生变化，从而改变性能，如表面处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理、离子注入等。2. 根据作用原理分类根据作用原理分类Matton分类法分类法： .(1) 表面技术的基础和应用理论(2) 表面覆盖技术(3) 表面改性技术(4) 复合表面处

18、理技术(5) 表面加工技术(6) 表面分析和测试技术(7) 表面工程技术设计表面技术的主要组成部分：表面技术的主要组成部分：.（1 1）表面技术的基础和应用理论）表面技术的基础和应用理论 表面技术的基础理论基础理论是：表面科学 表面科学 表面分析技术表面物理表面化学表面失效与分析摩擦与磨损理论腐蚀与防护理论表面结合与复合理论表面技术的应用理论应用理论.（2）表面覆盖技术）表面覆盖技术.表面覆盖技术（续）表面覆盖技术（续）.（3） 表面改性表面改性/ /处理技术处理技术.（4）复合表面处理技术）复合表面处理技术 综合运用两种或两种以上表面技术的复合表面处理技术。 例如：例如： 1）化学热处理）化

19、学热处理+激光淬火激光淬火 2） 阳极（化学）氧化阳极（化学）氧化+涂装涂装 3）热喷涂激光重熔等等）热喷涂激光重熔等等.（5）表面加工技术）表面加工技术半导体器件：半导体器件：n光子束、电子束和离子束的微细加工。n化学气相沉积、等离子化学气相沉积、真空蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀、分子束外延、热氧化的薄膜制造。n湿法刻蚀、溅射刻蚀，等离子刻蚀等图形刻蚀。n离子注入扩散等掺杂技术。n热水瓶胆、不锈钢镜子热水瓶胆、不锈钢镜子等金属结构件的表面加工： 电解抛光、化学抛光以及电铸.（6）表面分析和测试技术）表面分析和测试技术 目的：目的： 揭示材料本性 发展新的表面技术 分析和防止表面故障 改进工艺及

20、设备等提供基础.（7）表面工程技术设计）表面工程技术设计 根据根据: : 材料对表面涂镀层或处理层的成分、结构、厚度、结合强 度等性能的要求； 基体材料的成分、结构和状态等； 综合考虑管理、经济、环保等因素。 确定确定: : 实施表面处理或加工的流程、设备、工艺、检验方法等。.表面工程的技术设计体系失效分析有关知识与数据失效分析有关知识与数据失效分析方法失效分析方法磨损失效分析磨损失效分析腐蚀失效分析腐蚀失效分析断裂失效分析断裂失效分析失效机理与影响因素失效机理与影响因素材料的磨损、腐蚀与断裂性能材料的磨损、腐蚀与断裂性能表面技术有关知识与数据表面技术有关知识与数据各种表面技术的原理与工艺各种

21、表面技术的原理与工艺各种表面技术的优缺点与适用性各种表面技术的优缺点与适用性各种表面材料的物理化学性能各种表面材料的物理化学性能各种表面技术对基体表面的要求各种表面技术对基体表面的要求表面层的检测方法表面层的检测方法表面工程的技术设计表面工程的技术设计表面工程技术的选择表面工程技术的选择表面层材料的选择表面层材料的选择表面层成分表面层成分/组织结构与性能的确定组织结构与性能的确定工艺参数的确定工艺参数的确定使用寿命的预测使用寿命的预测效费比评估效费比评估环保性评估环保性评估编制工艺文件编制工艺文件.1.3 表面技术的应用、历史和发展前景（1 1）表面技术在结构材料以及工程构件和机械零部件上的应

22、用）表面技术在结构材料以及工程构件和机械零部件上的应用n 表面技术在这方面主要起着防护、耐磨、强化、修复、防护、耐磨、强化、修复、装饰装饰等重要作用。n 表面装饰主要包括光亮(镜面、全光亮、亚光、光亮缎状，无光亮缎状等)、色泽、花纹(各种平面花纹，刻花和浮雕等)、仿形(仿贵金属、仿大理石、仿花岗石等)多方面特性。.（2）表面技术在功能材料和元器件上的应用）表面技术在功能材料和元器件上的应用.（3）表）表面技术在新材料研究和生产中的应用实例面技术在新材料研究和生产中的应用实例.（4）表面技术在人类适应、保护和优化环境方面的一些应用表面技术在人类适应、保护和优化环境方面的一些应用n 净化大气涂覆和

23、气相沉积制成催化层分解尾气。n净化水质用膜材料，即过虑膜，提纯，软化，淡化海水等n抗菌灭菌（TiO2膜+Ag,Cu,Pt,Zn+磷灰石膜层光照）能分解吸附的菌类物质，具有抗菌、灭菌作用。n吸附杂质n去除藻类污垢 n活化功能n生物医学 n治疗疾病n绿色能源n优化环境.表面工程的发展历史一. 中华民族文化的瑰宝二. 在改革开放中创辉煌三. 由表面技术到表面工程四. 展望.一、中华民族文化的瑰宝夏夏( (前前21-21-前前1616世纪世纪) )木胎碗使用生漆木胎碗使用生漆商商( (前前1616世纪世纪- -前前1066)1066) 金汞齐鎏金金汞齐鎏金周周( (前前1066-1066-前前221)

24、221)桐油与大漆制成复合涂料，庄桐油与大漆制成复合涂料，庄子任子任“漆园吏漆园吏”, ,固体渗碳固体渗碳秦秦( (前前221-221-前前206)206)青铜剑、箭杵表面经过类似当青铜剑、箭杵表面经过类似当今铬酸盐的处理今铬酸盐的处理汉、三国汉、三国( (前前206-280)206-280)瓷器和瓷釉瓷器和瓷釉晋、南北朝晋、南北朝(265-581)(265-581)对钢淬火对钢淬火隋隋, ,唐唐, ,五代十国五代十国, ,宋宋 (581-1279)(581-1279)莫高窟的壁画与彩塑莫高窟的壁画与彩塑辽辽, ,西夏西夏, ,金金, ,元元, ,明明(907-1644)(907-1644)液

25、体渗碳液体渗碳清清(1644-1911)(1644-1911)电镀电镀(1858(1858年年) )中华民国中华民国(1912-1949)(1912-1949)电镀、涂装电镀、涂装中华人民共和国中华人民共和国(1949-)(1949-)表面技术种类齐全，部分设备、表面技术种类齐全，部分设备、材料、工艺达到国际先进水平材料、工艺达到国际先进水平. 改革开放后表面工程迅速发展，当前技术种类齐全，部分技术达到国际先进水平，为国民经济建设和国防建设做出了重要贡献。50-6050-60年代以手工、埋弧堆焊和振动焊为代表；年代以手工、埋弧堆焊和振动焊为代表；7070年代以粉末等离子弧堆焊为代表；年代以粉末

26、等离子弧堆焊为代表；8080年代以耐磨合金粉块、板块堆焊为代表；年代以耐磨合金粉块、板块堆焊为代表；9090年代至今以药芯焊丝、焊带堆焊为代表。年代至今以药芯焊丝、焊带堆焊为代表。堆堆焊焊技技术术的的发发展展概概况况用用2Cr5MoW2Cr5MoW药芯焊药芯焊丝堆焊薄版热轧卷取丝堆焊薄版热轧卷取机上夹送辊，使用寿机上夹送辊，使用寿命比铸造辊延长命比铸造辊延长2 2倍倍.47 5050年代年代主要应用电弧丝材喷涂电弧丝材喷涂。 60-7060-70年代年代相继研发出40KW、80KW等离子喷涂等离子喷涂设备及工艺；等离子喷涂的大范围推广应用取得突破。徐滨士教授将45种等离子喷涂件装在6辆坦克上经

27、过一个大修期的考核，证明涂层结合良好，耐磨性是新件的1.9-18.3倍，75%的喷涂件使用寿命都是新品件的2倍以上，喷涂成本只是新品件的10%。系统地实车考核结果，使全国同行对等离子喷涂有了深刻认识，为推广应用提供了依据。 8080年代年代以发展高焰流速度喷涂高焰流速度喷涂为特征，包括高速电弧喷涂、超音速等离子喷涂以及气体火焰喷涂中的HVAF或HVOF，喷涂技术开始在生物工程中应用。 9090年代至今年代至今以纳米材料喷涂纳米材料喷涂为特征，同时发展了冷喷涂技术冷喷涂技术。热热喷喷涂涂技技术术的的发发展展概概况况用用Fe-Al Fe-Al 基粉芯丝材基粉芯丝材及自动化高速电弧喷及自动化高速电弧

28、喷涂系统对汽车曲轴再涂系统对汽车曲轴再制造。制造。. 5050年代苏联援建的年代苏联援建的156156项项重点建设项目带动了电镀技重点建设项目带动了电镀技术的发展；术的发展； 60-7060-70年代以无氰电镀和镀年代以无氰电镀和镀液添加剂的发展为亮点；液添加剂的发展为亮点； 8080年代以推动清洗生产及年代以推动清洗生产及产业调整为重点；产业调整为重点； 9090年代至今以复合电镀、年代至今以复合电镀、功能镀层制备和绿色电镀的功能镀层制备和绿色电镀的发展为代表。发展为代表。电电镀镀技技术术的的发发展展概概况况中国电镀协会成立中国电镀协会成立 (1984(1984年年) )，该协会于，该协会于

29、19911991年发展年发展为中国表面工程协会为中国表面工程协会 .49 1979 1979年中国铁道学会与美国年中国铁道学会与美国赛来创公司技术座谈，是中国赛来创公司技术座谈，是中国电刷镀技术快速发展的电刷镀技术快速发展的转折点转折点，最大的收获不是技术而是对电最大的收获不是技术而是对电刷镀的认识；刷镀的认识； 8080年代研制了多种型号的年代研制了多种型号的电刷镀设备，镀液品种已达电刷镀设备，镀液品种已达100100多种；多种； 9090年代至今以研究和推广年代至今以研究和推广纳米电刷镀纳米电刷镀为重点。为重点。电电刷刷镀镀技技术术的的发发展展概概况况用电刷镀技术制备汕头海湾大用电刷镀技术

30、制备汕头海湾大桥和西陵长江大桥悬索鞍座防桥和西陵长江大桥悬索鞍座防腐减摩表面，使鞍座原设计的腐减摩表面，使鞍座原设计的滚动减摩结构变为滑动减摩结滚动减摩结构变为滑动减摩结构，成本降低，工期缩短构，成本降低，工期缩短 .涂料是涂装的物质基础，其品种和产量反映了涂装产业的规模和水平。涂料是涂装的物质基础，其品种和产量反映了涂装产业的规模和水平。 20032003年中国涂料产量已仅次于美国居世界年中国涂料产量已仅次于美国居世界第二位第二位。20032003年进口涂料年进口涂料24.824.8万万吨，出口涂料吨，出口涂料11.611.6万吨。万吨。 8080年代后传统的溶剂涂料逐渐被新型环保型涂料如水

31、性涂料、粉末涂料、年代后传统的溶剂涂料逐渐被新型环保型涂料如水性涂料、粉末涂料、高固体成分涂料代替。高固体成分涂料代替。 9090年代至今重点发展了专用的功能性涂料。年代至今重点发展了专用的功能性涂料。涂涂装装技技术术的的发发展展概概况况年份年份198419911996200020022003200420052006涂料产量涂料产量( (万吨万吨) )72.692.8120.8183.9201.6241.5298404507.8中国涂料产量的发展中国涂料产量的发展 西气东输管西气东输管道防腐涂装道防腐涂装生产线生产线 HT-400HT-400耐高耐高温特种涂料成温特种涂料成功 应 用 于功 应

32、 用 于20082008北京奥北京奥运鸟巢火炬运鸟巢火炬 . 5050年代，以电阻加热式蒸发镀膜和电子束蒸发镀膜技术为代表，主要用年代，以电阻加热式蒸发镀膜和电子束蒸发镀膜技术为代表，主要用于刀具。于刀具。 8080年代，以磁控溅射、空心阴极离子镀、多弧离子镀技术为代表，并在年代，以磁控溅射、空心阴极离子镀、多弧离子镀技术为代表，并在光学、电子、切削刀具、建筑五金、装饰等领域广泛应用。光学、电子、切削刀具、建筑五金、装饰等领域广泛应用。 9090年代，以制备复合功能涂层为代表，年代，以制备复合功能涂层为代表，CNxCNx涂层技术取得重大突破。涂层技术取得重大突破。 2121世纪初，气相沉积技术

33、趋于多元化、复合化；涂层结构向纳米复合、世纪初，气相沉积技术趋于多元化、复合化；涂层结构向纳米复合、多元复合、纳米梯度、纳米多层结构发展。多元复合、纳米梯度、纳米多层结构发展。气气相相沉沉积积技技术术的的发发展展概概况况中国自主研中国自主研发的镀膜设发的镀膜设备及生产出备及生产出的高档汽车的高档汽车灯具灯具 .近近1010年的主要成果：年的主要成果： 纳米软金属自修复润滑材料，如铜、锌、锡等，能够显著提高润滑油纳米软金属自修复润滑材料，如铜、锌、锡等，能够显著提高润滑油品的抗磨减摩性能，可修复磨损微损伤。品的抗磨减摩性能，可修复磨损微损伤。 纳米氧化物，如纳米氧化物，如TiOTiO2 2、Si

34、OSiO2 2、ZnOZnO、MgOMgO等油溶性纳米颗粒，能够显等油溶性纳米颗粒，能够显著提高润滑油的承载能力。著提高润滑油的承载能力。 层状硅酸盐矿物自修复材料，可在金属摩擦表面形成具有一定厚度的层状硅酸盐矿物自修复材料，可在金属摩擦表面形成具有一定厚度的高硬度类金属陶瓷修复层，并改善摩擦表面形貌，节能效果显著。高硬度类金属陶瓷修复层，并改善摩擦表面形貌，节能效果显著。表表面面自自修修复复技技术术的的发发展展概概况况. 1988 1988年年徐滨士、师昌绪徐滨士、师昌绪二位院士切磋提出：二位院士切磋提出： 表面工程表面工程是经过表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性、是经过表面预处理后，通过

35、表面涂覆、表面改性、表面处理或多种表面技术的复合处理，改变表面形态、化学表面处理或多种表面技术的复合处理，改变表面形态、化学成分、组织结构和应力状态等，以使表面获得所需特殊性能成分、组织结构和应力状态等，以使表面获得所需特殊性能的的系统工程系统工程。 解读：表面技术是表面解读：表面技术是表面工艺方法的总称，表面工程工艺方法的总称，表面工程是是面向工程背景面向工程背景对表面技术对表面技术的综合运用。二位院士的表的综合运用。二位院士的表述还对表面技术进行了科学述还对表面技术进行了科学的分类，指出了提高表面性的分类，指出了提高表面性能的能的基本途径基本途径，并强调了表，并强调了表面技术的面技术的复合

36、复合。.国际上国际上中国中国 1983 1983年，英国伯明翰大学建立了年，英国伯明翰大学建立了沃福森表面工程研究所沃福森表面工程研究所; ; 1985 1985年，国际表面工程期刊年，国际表面工程期刊Surface EngineeringSurface Engineering创刊创刊; ; 1986 1986年，国际材料热处理联合会年，国际材料热处理联合会根据根据Thomas. BellThomas. Bell的建议，更名为国的建议，更名为国际热处理与表面工程联合会际热处理与表面工程联合会 1987 1987年，中国机械工程学会根据年，中国机械工程学会根据徐滨士教授的建议，由秘书长许绍徐滨士

37、教授的建议，由秘书长许绍高主持会议，果断决定建立中国第高主持会议，果断决定建立中国第一个冠名一个冠名“表面工程表面工程”的的“中国机中国机械工程学会表面工程研究所械工程学会表面工程研究所”。聘。聘请徐滨士教授任所长。请徐滨士教授任所长。 19881988年，年，表面工程表面工程创刊，创刊，19981998年更名为年更名为中国表面工程中国表面工程. 产品的需求推动着表面技术种类越来越多，面临的产品的需求推动着表面技术种类越来越多，面临的表面问题要求越来越高，解决难度越来越大。表面问题要求越来越高，解决难度越来越大。 呼唤以新的发展思路解决复杂的表面问题：呼唤以新的发展思路解决复杂的表面问题： 对

38、表面问题进行多因素的系统分析对表面问题进行多因素的系统分析 采用多种表面技术进行综合治理采用多种表面技术进行综合治理 把表面技术的综合运用由经验式推向智能化把表面技术的综合运用由经验式推向智能化 表面工程的诞生是历史的必然表面工程的诞生是历史的必然.国家技术发明二等奖国家技术发明二等奖2 2项项复杂型腔工模具表面硬质薄膜材料复杂型腔工模具表面硬质薄膜材料制备成套设备及关键工艺技术制备成套设备及关键工艺技术 徐可为等徐可为等(2005(2005年年) )军用装备零部件纳米颗粒复合延寿军用装备零部件纳米颗粒复合延寿技术技术 徐滨士等徐滨士等(2009(2009年年) )国家科技进步一等奖国家科技进

39、步一等奖2 2项项电刷镀技术及推广应用电刷镀技术及推广应用林春华等林春华等(1985(1985年年) )新型热喷涂和涂层材料研究与开发新型热喷涂和涂层材料研究与开发周克崧等周克崧等(2001(2001年年) )国家科技进步二等奖国家科技进步二等奖6 6项项热喷涂技术热喷涂技术开发、推广、开发、推广、应用应用田中庸等田中庸等(1985(1985年年) )有色贵金属和合有色贵金属和合金等新型电刷镀金等新型电刷镀溶液系列溶液系列(66)(66)种种研制及应用研制及应用李基森等李基森等(1989(1989年年) )超音速电弧超音速电弧喷涂技术喷涂技术研究研究王汉功等王汉功等(2001(2001年年)

40、)高效能超音速高效能超音速等离子喷涂技等离子喷涂技术的研究术的研究和应用和应用徐滨士等徐滨士等(2003(2003年年) )神奇的表神奇的表面工程面工程院院士科普系列士科普系列丛书之一丛书之一徐滨士著徐滨士著(2005(2005年年) )超大容积高端汽超大容积高端汽车灯具镀膜系列车灯具镀膜系列装备与工艺研发装备与工艺研发及产业化及产业化范多旺等范多旺等(2007(2007年年) ).国际同行对中国表面工程的评价Thomas.Bell: 中国表面工程研究处于世界各国的前列2004年 徐滨士院士被授予国际热处理与表面工程联合会会士称号表明：徐滨士院士对中国表面工程的贡献得到世界同行称赞 中国的表面

41、事业受到国际同行的肯定 中国表面工程研究成果与工业应用实效受到国际同行的重视. 单一表面技术阶段单一表面技术阶段 两种以上表面技术的复合阶段（起到两种以上表面技术的复合阶段（起到1+11+12 2的协同效应）的协同效应） 纳米表面工程阶段（纳米材料纳米表面工程阶段（纳米材料、纳米技术与传统表面技术纳米技术与传统表面技术有机融合，为提升表面性能提供了新途径）有机融合，为提升表面性能提供了新途径）. 前景广阔，大有用武之地前景广阔，大有用武之地 国家重大工程中的表面工程问题（航空、航天等）国家重大工程中的表面工程问题（航空、航天等） 新能源开发中的表面工程问题（太阳能利用、氢电池等）新能源开发中的

42、表面工程问题（太阳能利用、氢电池等） 循环经济、低碳经济中的表面工程问题（再制造工程、轻金属的利用）循环经济、低碳经济中的表面工程问题（再制造工程、轻金属的利用） 苛刻（极端）环境下的表面工程问题（高温、高压、重载、失重、重腐蚀）苛刻（极端）环境下的表面工程问题（高温、高压、重载、失重、重腐蚀） 提高人民生活水平的表面工程问题（生物医学工程等）提高人民生活水平的表面工程问题（生物医学工程等） 传统产业提升、质量提升方面的表面工程问题（如汽车锌板等）传统产业提升、质量提升方面的表面工程问题（如汽车锌板等）展 望.References1. Dynamics of gas-surface inter

43、action : proceedings of the International School on Material Science and Technology, Erice, Italy, July 1-15, 1981 * 著者 Benedek , G.Springer, 1982. 2. Elevated temperature coatings : science and technology I : proceedings of a symposium, High Temperature Coatings-I, sponsored by the Surface Modifica

44、tion and Coatings Technology Committee, held at the Fall Meeting of the Minerals, Metals & Materials Society in Rosemont, Illinois, October 3-6, 1994 * 著者 Dahotre , Narendra B.Minerals, Metals & Materials Society, c1995. 3. Laser applications in surface science and technology * 著者 Rubahn , H.-G.Wile

45、y, c1999. 4. Science and technology of surface coating : a NATO Advanced Study Institute on the Science and Technology of Surface Coating held at Imperial College, University of London, in April, 1972 * 著者 Chapman , Brian N.Academic Press, 1974. 5. Science and technology of semiconductor surface pre

46、paration : symposium held April 1-3, 1997, San Francisco, California, U.S.A. * 著者 Higashi , Gregg S.Materials Research Society, c1997. 6. Surface and interfacial science : application to engineering and technology * 著者 Rastogi , M. C.Narosa, 2002. .7. Surface coatings : science and technology * 著者 P

47、aul , Swaraj.Wiley, c1985. 8. Surface coatings : science & technology * 著者 Paul , Swaraj.J. Wiley, c1996. 9. Surface Coatings International . Pt.B , Coatings Transactions : the science and technology of paints inks and related coatings and their raw materials * SURFEX Limited Publications 2001- 10.

48、Surface engineering : science and technology II : proceedings of a symposium sponsored by the Surface Engineering Committee of the Materials Processing & Manufacturing Division (MPMD) of TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). Held during the TMS 2002 Annual Meeting in Seattle, Washington, F

49、ebruary 17-21, 2002 * 著者 Kumar , Ashok.Minerals, Metals & Materials Society, c2002. 11. Surface engineering: science and technology I : proceedings of a symposium held during the 1999 TMS Annual Meeting in San Diego, California, February 28-March 4, 1999 * 著者 (Ashok)TMS, c1999. 12. Surface problems in materials science and technology : International Chalmers Symposium, June 11-13, 1979 * 著者 Fischmeister , H.Elsevier Sequoia : for the U.S.A. and Canada, Elsevier/North-Holland, 1980.思考题1. 为什么说表面工程是一门边缘学科，其概念、作用及如何分类？2. 表面工程的应用领域有哪些，其发展演变过程如何？.