表面与薄膜技术(简称表面技术)是调控材料表面成分、结构与性能的表面加工技术。广义地讲,表面技术是直接与各种表面现象或者过程相关联的、能为人类造福或者被人类所利用的技术。表面与薄膜技术紧紧围绕腐蚀、摩擦磨损和功能特性三大因素展开,通过物理、化学或机械过程来改变材料表面的化学成分、组织结构、表面状态或形成特殊覆盖层,以此赋予材料表面某些特殊性能,提高抵御外界环境作用的能力,它对生产、使用具有特殊应用需求的材料具有指导意义。
表面技术领域的开拓始于20世纪60~70年代,电子束、离子束、激光束以及等离子体技术的开发与应用,发挥了特有的表面改性作用,使表面技术发生了划时代的进步,既推动了许多工业部门的飞速发展,又形成了自己的体系,出现了表面工程系统技术。表面技术在20世纪80年代成为世界十大关键技术之一,有关表面改性转化技术、薄膜技术、涂镀层技术、表面工程应用技术的学术会议日益增多,国际上出现了表面工程研究热潮。20世纪90年代,由于表面技术在军用、民用等各领域内体现出的杰出作用,各国竞相把表面工程列入研究发展规划。表面技术的研究范围几乎涉及了国民经济的各个领域和部门。表面与薄膜技术具有学科的综合性、手段的多样性、功能的广泛性、潜在的创新性、极强的实用性和巨大的增效性,因而受到各行业的重视,产生的经济效益令人瞩目。
本书比较全面地叙述了材料的表面工程技术和涂层与薄膜材料的制备、薄膜技术及其应用,着重以电子束、离子束、激光束以及等离子体等技术为基础,结合涂层、薄膜材料的特性,主要论述了表面与薄膜技术的内涵、分类、应用以及发展,详细介绍了表面科学中的一系列科学概念和理论(固体材料及其表面、表面晶体学、表面热力学、表面动力学);薄膜以及先进制备技术(真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀、化学气相沉积、分子束外延等);表面涂覆技术(热喷涂、电火花表面喷涂、熔结、热浸镀、搪瓷涂覆、陶瓷涂覆、塑料涂覆);表面改性技术(表面形变强化、表面热处理、表面化学热处理、表面转化膜技术、电镀、电刷镀、化学镀、电子束表面处理、离子注入表面改性等)以及表面与薄膜的分析与表征技术(对样品厚度、微观结构、成分、力学性能、耐蚀性等性能的表征)。针对表面与薄膜技术多而广的特点,本书进行了较系统而全面的概括。
本书由陆伟、潘飞编写第1、3章,魏先顺编写第2、5章,高玉魁、向震编写第4章,陆伟、王韬磊编写第6章,最终由陆伟负责统稿。
由于编者学识水平有限,殷切希望各位专家和读者批评指正。
陆伟
2023年2月