性能进行改变。 具体说：表面工程技术是在不改变基体材料的
成分、不削弱基体材料的强度的条件下，通过物理手段或 化学手段赋予材料表面以特殊的性能，从而满足工程技术 上对材料提出的要求的技术。
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表面工程技术的重要性
1. 表面技 术可以减 缓和消除 金属材料 和零部件 表面的变 化和损伤
在自然界和工程实践中，金属机器设备和零部件 需要承受各种外界负荷， 并产生形式多样、程度 不一的表面变化及损伤。工程材料和零部件的表 面往往存在微观缺陷或宏观缺陷。
再制造工程可以大量地节省因购置新品、库存备 件和管理以及停机等所造成的对能源、原材料和 经费的浪费，并极大地减少了环境污染及废物的 处理。
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表面工程技术的重要性
5. 表面技 术在发展 新兴技术 和学术研 究中起着 不可忽视 的作用
发展新兴技术需要大量具有特殊功能的材料，包 括薄膜材料和复合材料，如薄膜光电器件、导电 涂层、光电探测器、液晶显示装置、超细粉末、 高纯材料、高强高韧性的结构陶瓷等。在这些方 面，现代表面技术可以发挥重大的作用。
一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为“原 料”，把经过工业加工的原料成为“材料”。
机哥 伦 比 亚 号 航 天 飞
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材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
锉刀
手
锤
国产涡喷-7涡轮喷气发动机
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材料科学是一个 跨物理、化学等 的学科。材料科 学的核心问题是 材料的成分 （Composition）、 组织结构 （Structure）、 工艺（Processing Technology）和 性能（Property） 以及它们之间的 关系。右图为材 料科学与工程四 要素。
比如在Cu中加入Cr可以提高铜的耐腐蚀性能。从 Cr-Cu相图可知，用一般的冶金方法不可能产生出 Cr浓度高于1%的单相铜合金。用激光表面合金化 工艺可以在Cu表面获得原子浓度为8%、厚约 240nm的表面合金层，使耐蚀性大大提高。
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表面工程技术的重要性
在工件表面制备具有优良性能的涂层，可以达 3. 表面技 到提高热效率，降低能源消耗的目的。 术可用于 用先进的表面技术代替污染大的一些技术，可 节约能源， 以改善作业环境质量。 降低成本， 零件的磨损、腐蚀和疲劳现象发生在表面，通 改善环境 过表面的修复、强化，而不必整体改变材料，
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教学事项
特点: 内容多、叙述多、学时少。 环节： 教材 讲课 作业 复习 辅导 考核 学习方法： 1. 着重理解教学内容，尽量避免死记硬背； 2. 内容多，每章要及时跟上消化； 3. 利用多媒体帮助加深理解； 考试方式：闭卷统考。
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材料：是指经过某种加工，具有一定结构、成分和性 能，并可应用于一定用途的物质。
A: 节约材料：黄金奖杯—镀金—镀TiN薄膜—化学染黄 模具：提高寿命—整体合金化—表面处理
B: 难加工： 纯陶瓷模具—极难加工—表面涂层 C: 性能差： 纯陶瓷模具—韧性不足—表面涂层 D: 耐磨损： TiN,TiC—燃气轮机叶片的高温微粒流磨损 E: 耐腐蚀： NiP—世界上钢铁腐蚀报废量惊人 以 上每提F高:10耐℃高其温热、效抗率氧提化高：15-A2l0%2O左3、右(。Ti,Al)N，发电机组，600℃ G: 太阳能吸热器： Co- Al2O3，吸收率达95%。 国外发展趋H:势：氧薄传膜感化器、：小T型iO化2、。ZrO2，汽车尾气净化与发动机油-气控制。 I: 装饰：TiN系列：金黄—桔红-粉红；茶色玻璃。 其应用已经深入到我们的日常生活，无处不在。
本课程突出表面工程学科“综合、复合、交叉、系统” 的特色，重视反映复合表面技术，调理论密切联系生产实 际，着力提高学生分析和解决表面工程问题的能力。
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教学目的
通过本课程学习: • 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、耐磨性与芯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。
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目录
课程简介 教学目的 教材与参考资料 材料与材料科学 绪论
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课程简介
材料表面工程为材料科学与工程、材料加工等专业选修 课。本课程按照表面工程的体系，较为全面系统地介绍了 表面工程的理论与技术。分类讨论了应用广泛的有发展前 景的各类现代表面技术的特点、适用范围、典型设备、工 艺措施和应用实例，并介绍一些表面分析和检测技术的内 容。
使材料物尽其用，可以显著地节约材料。 表面工程技术可以补救加工超差废品，节约能
源和材料
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表面工程技术的重要性
4. 表面技 术是再制 造工程不 可缺少的 手段
再制造工程：对因磨损、腐蚀、疲劳、断裂等原 因造成的重要零部件的局部失效部位，采用先进 的表面工程技术，优质、高效、低成本、少污染 地恢复其尺寸并改善其性能的系统性的技术工作。
表面工程新技术的发展，不仅有重大的经济意 义，而且具有重大的学术价值。表面技术的开 发与完善有力地促进了材料科学、冶金学、机 械学、机械制造工艺学以及物理学、化学等基 础学科的发展。
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表面工程技术的作用
改善或赋予表面各种性能 表面工程以最经济和最有效的方法改变材料表面及近表面区的形态、
化学成分和组织结构，或赋予材料一种全新的表面。一方面它可有效地改 善和提高材料和产品的性能（耐蚀、耐磨、装饰性），确保产品使用的可 靠性和安全性，延长使用寿命，节约资源和能源，减少环境污染；另一方 面还可赋予材料和器件特殊的物理和化学性能。
表面缺陷和损伤Байду номын сангаас成为降低材料力学性能、耐蚀 性能及耐磨性能的发源地。
使用表面技术减缓材料表面变化及损伤，掩盖表 面缺陷，可以提高材料及其零部件使用的可靠性， 延长服役寿命。
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表面工程技术的重要性
2. 普通的 廉价的材 料经过表 面技术处 理后可以 获得具有 特殊功能 的表面
使用表面技术在普通的廉价的材料表面获得某些 稀贵金属(如金、铂、钽等)和战略元素(如镍、钴、 铬)具有的特殊功能，从而可以节约这些金属材料。
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第一章 绪论
表面工程技术的定义
定义： 表面工程是指利用各种表面处理、表面涂层 和表面改性技术作用于材料或工件的表面以获得 预想的性能。 表面工程包含了从设计、选材、表面处理工 艺、表层质量控制与检测、工程应用以及失效分 析等，是一个系统工程。
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表面工程技术的目的
表面工程技术的主要目的： 就是在于通过表面处理使材料表面按人们希望的