?在太阳能的利用中，必须利用涂层来吸收太阳光谱中 所有波段的能量。
?如用电子束蒸镀的金属陶瓷层 Co-Al2O3作为太阳能吸 热器，使对太阳能的吸收率可达 95%。
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应用实例5
?人造卫星在宇宙中的温度控制 ?问题：卫星表面受太阳照射的一面温度可达200℃，没有
被太阳照射的一面温度可低到-200 ℃ 。
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应用实例2
? 飞船或者洲际导弹的头部锥体和翼前沿：由于具有几十倍的音速， 并与大气层摩擦，即所谓气动加热，其温度高达 4000～5000℃：
? 问题：绝大多数的金属和合金不能承受如此高的温度。 ? 解决问题的方法 ：依靠各种形式的隔热涂层、防火涂层和烧蚀涂层。 ? 隔热防火涂层是热导率低的氧化物：氧化铝、氧化锆、氧化钍等。 ? 烧蚀涂层：有机材料加石英纤维、陶瓷纤维或碳纤维。
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腐蚀失效：
? 零件表面与周围环境介质发生化学或电化学反应，而 导致的损伤或损坏，称为腐蚀失效，特别在强腐蚀性介质中 这情况非常严重。 ? 金属腐蚀按破坏的特性可分为全面腐蚀和局部腐蚀。
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2. 疲劳失效：
材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处逐渐产生 局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生 完全断裂的过程。
现代表面工程技术
Modern Surface Engineering and Technology
江苏大学材料学院
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教学目的
（1）系统地掌握现代表面处理技术的基本原理； （2）能合理选择并应用这些新的表面工程技术； （3）解决材料表面硬度、强度、耐磨性与心部强韧性
之量。
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应用实例3
航天飞机外壳了要防热材料和涂层：如美国洛克希德 导弹与航天公司研制出LI-900全氧化硅绝热毡： ?1） 重量轻，整个体积的95%都是空的。 ?2） 为防水、耐蚀以主散热，表面加涂了一种碳化硅涂层， 该涂层可把 90%的入射热反射掉，而剩下 10%几乎都被氧化 硅毡所隔绝。
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应用实例4
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应用实例1
轻量化材料的确能降低汽车的整体重量和碳排放量，但大大增加了汽 车的成本。轻量化汽车材料市场在 2010年的收入达到 380亿美元，2017 年该数字有望达到953.4亿美元。 ? 汽车轻量化→铝合金→表面耐磨问题突出→表面耐磨涂层 ? 火箭发动机的尾喷管内壁和燃烧室：
需承受2000～3300℃温度和巨大的热焰流冲击
（2）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，即采用各种表面改性技术。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、高密度太阳能表面 处理、离子注入表面改性等。
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表面工程技术日益得到重视的主要原因：
? 1） 社会生产、生活的需要 ; ? 2） 通过表面处理大幅度提高产品质量 ; ? 3） 节约贵重材料; ? 4） 实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题 ; ? 5） 良好的节能、节材效果 ; ? 6） 促进了新兴工业的发展。
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磨损失效
? 机械零件由于相互之间的相对运动发生摩擦磨损引起零件工作表面 金属不断损失，称为零件的磨损。 ? 磨损引起零件几何尺寸与形状的改变，使零件之间间隙增大，使机 械设备丧失精度，导致整个机械设备无法正常工作，称为零件的磨损失 效。
磨损失效有多种形式： 粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、微动磨损 和疲劳磨损。
力，减少表面与外界环境的接触，提高零件表面的抗磨损、耐腐蚀、 抗疲劳能力。
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(3) 采用现代材料表面改性技术：
? 在零件表面涂覆一层保护膜 ; ? 采用机械、物理、化学等方法，使材料表面的形貌、化学成份、
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教材及参考资料
? 教材：现代表面技术，机械工业出版社，钱苗根等 编著
? 参考书目：
? 面向二十一世纪的表面工程，徐滨士，北京：机械工业出版社，1997 ? 表面工程手册，李国英主编，北京：机械工业出版社，1998 ? 表面涂层技术，陈学定，韩文政，北京：机械工业出版社，1994 ? 表面工程与维修，徐滨士，朱绍华等，北京：机械工业出版社，1996
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第一节 表面技术的涵义
一、使用表面技术的目的 ?（1） 提高材料抵御环境作用能力。 ?（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。
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二、主要技术途径:
(1) 覆盖层
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。
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汽车喷漆
镀银壶
磨损
腐蚀
据世界摩擦学会统计： 摩擦损失世界性一次能源的1/3~1/2； 磨损给工业国家带来的损失达国民生产总值的2%~8%。
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三、表面失效的形式
1. 机械零件表面失效 机械零件失效一般都发生在工作面（表面），因
为机械零件相互接触的表面受力最大，最易摩擦磨损、 疲劳而失效；零件表面易受外界环境中的水、气、某 些化学介质的作用而腐蚀失效。
第一章 表面技术概论
? 表面技术和表面工程概述 ? 表面技术的分类 ? 表面技术的应用与发展
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第一章 表面技术概论
?表面技术是直接与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。
?通过对材料基体表面加涂层或改变表面形貌、化学组成、 相组成、微观结构、缺陷状态，达到提高材料抵御环境 作用能力或赋予材料表面某种功能特性的 工艺技术。
3. 其它失效：
其它失效形式有多种，如断裂失效、塑性变形失效等等。
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四、 材料表面失效防护与现代材料表面改性
1. 材料表面失效防护
(1) 选用优质材料： 选用具有更高抗磨损、耐腐蚀、抗疲劳性能的优质材料来制
造零件。 (2) 零件的优化设计和精密加工制造工艺： 可提高表面光洁度，降低表面摩擦系数，减少表面承受的应