出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122195784
版次:2
品牌:化学工业出版社
包装:平装
丛书名: 普通高等教育“十二五”规划教材
开本:16开
出版时间:2014-04-01
用纸:胶版纸
页数:228
字数:373000
正文语种:中文
内容简介
《现代表面工程技术(第二版)/普通高等教育“十二五”规划教材》系统阐述了各种表面工程技术的基础理论、应用及最新技术。首先,对表面工程技术的地位、科学体系、内涵和发展进行了阐述;继而,论述表面工程技术的基础理论,从介绍传统的表面处理技术人手,特别阐述了一些表面技术的新进展。具体内容包括:表面工程技术的基础理论,基体表面前处理技术,电镀、化学镀技术,表面涂敷技术,表面改性技术,气相沉积技术,复合表面处理技术,表面分析和性能测试,表面工程与再制造等。
《现代表面工程技术(第二版)/普通高等教育“十二五”规划教材》可作为高等院校各相关专业本科生和研究生的教材及机械、材料、防腐等行业高级技术与管理人员的培训教材和自学参考书。
目录
第一章 结论
第一节 表面工程技术的发展
一、表面工程技术迅速发展的原因
二、表面工程技术在国民经济中的地位和意义
三、表面工程技术的发展趋势
第二节 表面工程技术的学科体系
第三节 表面工程技术的应用
一、表面技术在结构材料上的应用
二、表面技术在功能材料和元器件上的应用
三、表面技术在人类适应、保护和优化环境方面的应用
四、表面技术在研究和生产新型材料中的应用
复习思考题
第二章 表面工程技术的基础理论
第一节 表面晶体学
一、理想表面
二、清洁表面
二、覆盖表面
四、金属表面的组织形貌
第二节 金属的表面现象
一、吸附现象
二、润湿及黏着
二、金属表面反应
第三节 表面缺陷与表面扩散
一、表面缺陷模型(TLK模型)
二、表面扩散
第四节 涂层形成机制
一、金属涂层形成机制
二、非金属涂层形成机制
复习思考题
第三章 基体表面前处理技术
第一节 表面整平
一、磨光
二、抛光
三、滚光
四、振动磨光
五、刷光
六、塑料整平
七、成批光饰
第二节 表面清洗
一、除油
二、除锈
三、除油除锈联合处理
第三节 化学抛光
一、低碳钢工件化学抛光
二、铝及其合金的化学抛光
第四节 电化学抛光
第五节 磷化处理
一、磷化膜的形成机理
二、磷化配方及工艺规范
三、影响磷化的因素
四、磷化膜的后处理
五、有色金属的磷化处理
第六节 金属表面的钝化及活化
一、金属表面钝化现象
二、钝化理论
三、铬酸盐处理
四、铜及铜合金的钝化
五、不锈钢钝化
六、金属表面的活化
第七节 空气火焰超音速喷砂、喷丸表面预处理
一、超音速喷砂
二、超音速表面喷丸
复习思考题
第四章 电镀、化学镀新技术
第一节 合金电镀
一、合金电镀基本知识
……
第五章 表面涂敷新技术
第六章 表面改性新技术
第七章 气相沉积技术
第八章 复合表面处理技术和高分子表面金属化技术
第九章 表面细微加工技术
第十章 表面分析和性能测试
第十一章 表面工程与再制造
精彩书摘
目前表面技术的应用极其广泛,已经遍及各行各业,包含的内容也十分广泛,可用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等,也可以是光、电、磁、声、热、化学、生物等方面的应用。表面技术所涉及的基体材料不仅有金属材料,也包括无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。表面技术的种类很多,把这些技术恰当地应用于构件、零部件和元器件,可以获得巨大的效益。
一、表面技术在结构材料上的应用
材料根据所起的作用大致可以分为结构材料和功能材料两大类。结构材料主要用来制造工程建筑中的构件、机械装备中的零部件以及工具、模具等,在性能上以力学性能为主,同时在许多场合又要求兼有良好的耐蚀性和装饰性。表面技术在这方面主要起着防护、耐磨、强化、修复、装饰等重要作用。
表面防护主要指材料表面防止化学腐蚀和电化学腐蚀等能力。腐蚀问题是普遍存在的。腐蚀给人们的生产和生活带来严重危害,对国民经济造成十分惊人的损失。据统计,世界现存钢铁及金属设备每年的腐蚀率约为10%,金属腐蚀的直接损失占国民经济总产值的1%,而发达国家高达2%~4%,超过水灾、火灾、地震和飓风等所造成的总和。金属腐蚀的间接损失不易计算,一般认为至少为直接损失的3~5倍。解决腐蚀问题的常用方法主要有:用价廉的金属定期更换旧的腐蚀件;使用表面技术或改变材料表面的成分和结构或施加覆盖层来显著提高材料或制件的防护能力。使用表面技术防止腐蚀是现代防腐的主要和根本方法。
耐磨主要指材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力。同腐蚀一样,磨损也是从表面开始的,因此,采用各种表面技术是提高材料或制件耐磨性的有效途径之一。
强化主要指通过各种表面强化处理来提高材料表面抵御除腐蚀和磨损之外的环境作用的能力。疲劳破坏也是从材料表面开始的,通过各种表面技术可以显著提高材料疲劳强度。通过合理选材和表面强化处理,可以满足许多制品的表面强度和硬度高、芯部韧性好的长使用寿命的要求。
在工程上,许多零部件因表面强度、硬度、耐磨性等不足而逐渐磨损、剥落、锈蚀,使外形变小以致尺寸超差或强度降低,最后不能使用。许多表面技术如堆焊、电刷镀、热喷涂、电镀、黏结等,具有修复功能,不仅可修复尺寸精度,而且往往还可提高表面性能,延长使用寿命。
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(各种颜色和多彩等)、花纹(各种平面花纹,刻花和浮雕等)、仿照(仿贵金属、仿大理石、仿花岗石等)等方面特性。用恰当的表面技术可对各种材料表面装饰,不仅方便、高效,而且美观、经济,故应用广泛。
二、表面技术在功能材料和元器件上的应用
功能材料主要指那些具有优良的物理、化学和生物等功能及其相互转化的功能,而被用于非结构目的的高技术材料。功能材料常用来制造各种装备中具有独特功能的核心部件。功能材料与结构材料相比,除了两者性能上的差异和用途不同之外,另一个重要特点是材料通常与元器件“一体化”,即功能材料常以元器件形式对其性能进行评价。确切地说,并非结构材料以外的材料都可称为功能材料。
材料的许多性质和功能与表面组织结构密切相关,因而通过各种表面技术可制备或改进一系列功能材料及其元器件。由于表面技术有了很大的改进,材料表面成分和结构可得到严格的控制,同时又能进行高精度的微细加工,因而许多电子元器件不仅可做得越来越小,大大缩小了产品的体积和减轻了重量,而且生产的重复性、成品率和产品的可靠性、稳定性都获得显著提高。
使用表面技术可制备或改进具有光学特性的功能材料及其元器件。如具有光的反射性的反射镜,具有光的防反射性的防炫零件,具有光的增透性的激光材料增透膜,具有光选择通过的反射红外线、透过可见光的透明隔热膜,具有分光性的用多层介质膜组成的分光镜,具有光选择吸收的太阳能选择吸收膜,具有偏光性的起偏器,能发光的光致发光材料,具有光记忆的薄膜光致材料等。
使用表面技术可制备或改进具有电学特性的功能材料及其元器件。如具有导电性的表面导电玻璃,具有超导性的用表面扩散制成的Nb-Sn线材,具有约瑟夫逊效应的约瑟夫逊器件,具有各种电阻特性的膜电阻材料,具有绝缘性的绝缘涂层,具有半导性的半导体材料(膜),具有波导性的波导管,具有低接触电阻特性的开关等。
使用表面技术可制备或改进具有磁学特性的功能材料及其元器件。如具有存储记忆的磁泡材料,具有磁记录的磁记录介质,具有电磁屏蔽的电磁屏蔽材料等。
使用表面技术可制备或改进具有声学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层,具有声表面波的声表面波器件等。
使用表面技术可制备或改进具有热学特性的功能材料及其元器件。如具有导热性的散热材料,具有热反射性的热反射镀膜玻璃,具有耐热性和蓄热性的集热板,具有热膨胀性的双金属温度计,具有保温性和绝缘性的保温材料,具有耐热性的耐热涂层,具有吸热性的吸热材料等。
使用表面技术可制备或改进具有化学特性的功能材料及其元器件。如具有选择过滤性的分离膜材料,具有活性的活性剂,具有耐蚀性的防护涂层,具有防沾污性的医疗器件,具有杀菌性的餐具镀银等。
……