[摘要] 表面工程——金属表面处理专业概述
表面工程产将材料表面与基体
表面工程——金属表面处理专业概述
表面工程产将材料表面与基体一起作为一个系统进行设计、制造,利用表面工程技术(包括表面转化技术、薄膜技术和涂、镀层技术三大领域),使材料表面获得材料本身原本没有而又希望拥有的系统工程。它能使材料表面获得各种所需要的功能,极大地提高各种产品和各种建设工程项目抵抗环境(运行环境和自然环境)侵蚀的能力、美化装饰的能力,调整表面磨擦磨损特性以及赋予表面特殊需要的物理、化学或筛子等方面的特种功能,达到提高产品高技术含量、满足产品高技术性能要求、提高可靠性、延长产品整体使用寿命、提高人们的生活质量之目的。
腐蚀科学是研究材料在环境作用下发生的退化、变质和控制腐蚀的一门边缘学科。它和表面工程学互相交叉,相互融合。表面工程技术通过表面转化或涂、镀、膜层的施加,可提高材料的防腐蚀能力,而且制成零件的材料表面如何改性,达到另一种特殊功能,都不可回避地会受到所处运行环境和自然环境的侵蚀作用,所以,从腐蚀科学的观点出发,无论哪种产品或建设工程的表面(含界面)都需要施加某些功能的表面层,都要能经受环境的侵蚀,这些表面都要具有防腐蚀的能力。
用以改变材料表面特性达到预防腐蚀目的的技术,可以追溯到几千年前。今天的表面工程技术,21世纪的表面工程技术,已经与古代的技术,与二、三十年前的技术不可同日而语。现代的表面工程技术是一个十分庞大的技术系统,它涵盖着防腐蚀技术、表面摩擦磨损技术、表面特性转换(例如表面声、光、磁、电的转换)技术、表面美化装饰技术等等,换言之,现代表面工程技术可以按照设想改变物体的表面特性,获得一种全新的、与物体本身完全不同的特性,以适应人们对高科技发展的需求。近年来,表面工程技术蓬勃发展,国际上出现了表面工程研究热潮,表面工程技术成为20世纪80年代世界上十大关键技术之一。进入90年代,其发展势头更猛,各国竞相把表面工程列入研究发展规划,而且成为美国工程科学院向美国国会提出的21世纪的要加强发展的九大科学技术项目之一,所研究的范围,几乎涉及了国民经济的各个领域,各个工业部门。
根据英国人汤姆-贝尔(Tom.Bell)教授的论述,表面工程是“将材料表面与基体作为一个系统进行设计和改性,以期获得材料表面和基体本身都不可能有的优异性能,其成本效益比是很高的。”这一论述十分精辟,它充分说明了表面、材料与性能之间的正确关系,表面工程和效益之间的关系,以及表面工程的科学意义。
一:表面工程技术的分类
表面工程包括三大技术:表面转化技术、薄膜技术和涂镀层技术。
(1)表面转化技术
利用现代技术改变材料表面、亚表面层的成分、结构和性能的处理技术称之为表面转化技术。表面转化技术主要包括6大类
2)薄膜技术
利用近代技术在零件(或衬底)表面上沉积厚度为100nm至1µm、或数微米薄膜的形成技术,称为薄膜形成技术。
(3)涂镀层技术
采用古典技术或近代技术二者相结合在零件表面涂覆一层或多层的形成技术称为涂镀层技术。