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第1章 材料表面技术与工程概论
1.1 材料表面技术与工程的概述
1.1.1 材料表面技术与工程实施的目的
1.1.2 材料表面技术与工程的分类和基础理论
1.2 材料表面技术与工程应用
1.2.1 航空航天工业中的应用
1.2.2 汽车工业中的应用
1.2.3 城市建设中的应用
1.2.4 家用电器工业中的应用
1.2.5 钢铁工业中大型部件的应用
1.2.6 电力、石化、机械工业中的大型部件上的应用
1.2.7 功能材料和元器件中的应用
1.2.8 电子技术中的应用
1.2.9 保护、优化环境中的应用
1.2.10 研究和制备先进新材料中的应用
1.3 材料表面技术与工程发展
1.3.1 材料表面技术与工程的概念
1.3.2 材料表面技术与工程的发展展望
参考文献
第2章 热喷涂涂层技术
2.1 概述
2.1.1 热喷涂涂层形成原理
2.1.2 热喷涂涂层的技术特点
2.1.3 热喷涂的技术分类
2.1.4 热喷涂涂层材料的特点和分类
2.1.5 热喷涂发展的历史概况
2.2 热喷涂技术的物理基础
2.2.1 热喷涂的热源特征
2.2.2 热喷涂涂层形成过程及其结构
2.2.3 热喷涂过程中粒子沉积的行为
2.2.4 金属粒子飞行过程中的氧化
2.2.5 热喷涂粒子的速度和温度
2.2.6 热喷涂涂层的残余应力
2.2.7 热喷涂涂层的结合机理
2.3 热喷涂的方法及装置
2.3.1 火焰喷涂
2.3.2 电弧喷涂
2.3.3 等离子喷涂
2.3.4 激光喷涂和喷焊
2.3.5 电热热源喷涂
2.4 热喷涂涂层的制备工艺
2.4.1 基体表面预处理
2.4.2 喷涂工艺
2.4.3 涂层精加工
2.5 微/纳米热喷涂涂层
2.5.1 微/纳米热喷涂简介
2.5.2 等离子喷涂的纳米结构涂层
2.5.3 超音速火焰喷涂的微/纳米结构涂层
2.5.4 电弧喷涂纳米结构涂层
2.5.5 微/纳米热喷涂技术的应用前景
2.6 热喷涂工艺技术的工业应用
2.6.1 热喷涂技术在航空航天工业中的应用
2.6.2 热喷涂技术在现代钢铁工业中的应用
2.6.3 热喷涂技术在能源工业中的应用
2.6.4 热喷涂技术在包装、印刷工业中的应用
2.6.5 热喷涂技术在造纸机械上的应用
2.6.6 热喷涂技术在纺织工业中的应用
2.6.7 热喷涂技术在汽车工业中的应用
2.6.8 热喷涂技术在化学工业中的应用
2.6.9 热喷涂在舰船空泡腐蚀防护上的应用
2.6.10 人工种植体生物功能中的应用
2.6.11 远红外辐射涂层的节能应用
2.6.12 热喷涂技术应用于喷涂成型
2.6.13 热喷涂用于模具的制造
2.6.14 大型钢结构件的长效防腐蚀
参考文献
第3章 材料现代表面改性技术
3.1 概述
3.2 等离子体的材料表面改性处理技术
3.2.1 等离子体的物理概念及其产生方法
3.2.2 等离子渗氮的原理
3.2.3 离子渗氮的优缺点和理论
3.2.4 等离子渗氮的设备和工艺
3.2.5 等离子渗氮的工程应用
3.2.6 等离子渗碳与碳氮共渗表面改性技术
3.2.7 等离子渗硫、等离子硫氮共渗、硫氮碳共渗
3.3 电子束与材料表面改性技术
3.3.1 电子束与材料表面改性特点
3.3.2 电子束与材料相互作用
3.3.3 电子束与材料表面改性装置
3.3.4 电子束与材料表面改性工艺
3.3.5 电子束与材料表面改性的应用
3.4 激光束与材料表面改性技术
3.4.1 激光束与材料表面改性的特点
3.4.2 激光束与材料的相互作用
3.4.3 激光束与材料表面改性设备
3.4.4.激光与材料表面改性工艺
3.4.5 激光束表面改性在工程材料中的应用
3.5 离子注人与材料表面改性技术
3.5.1 简介
3.5.2 离子注人的基本原理和优缺点
3.5.3 离子注入机
3.5.4 离子注入的改性机理
3.5.5 离子注入材料的工业应用
参考文献
第4章 薄膜化学气相沉积技术
4.1 概述
4.2 等离子体增强化学气相沉积技术
4.2.1 等离子体增强化学气相沉积技术中等离子体的
性质和特点
4.2.2 射频等离子体化学气相沉积(RF-PCVD)技术
4.2.3 直流等离子体增强化学气相沉积技术
4.2.4 脉冲直流等离子体化学气相沉积技术
4.3 激光化学气相沉积(LCVD)技术
第5章 薄膜物理气相沉积技术
第6章 表面复合离子处理技术
第7章 材料表面微细加工技术
参考文献
材料现代表面技术与工程是材料科学与工程发展的一个新兴领域。从20世纪60年代至80年代期间,等离子体、电子束、激光束、离子束、微波、超音速火焰、超音速等离子体、超高真空等先进科学技术的成果被逐步应用到材料表面技术与工程后,使表面技术有了质的飞跃,因而在上世纪80年代被列入世界10项关键技术之一的先进技术。表面技术获得极为迅速广泛的发展,沉积的薄膜和制备的涂层在相当大的程度和应用范围内把材料表面改造成具有人们期望的各种优异功能,其应用涉及机械、冶金、石化、能源、交通、环保、航空航天、核能、兵器等工业和微电子、光电子、计算机、通讯、光学、磁学、声学、半导体等领域;成为快速发展的现代表面工程技术。其产品不断推陈出新、更新换代影响着众多领域,特别是高新技术领域的发展;如上世纪70年代离子注入技术应用于半导体材料表面改性,引发了电子工业革命性的发展,使半导体器件从单个晶体管加工发展到平面集成电路加工;到90年代,包括有现代表面技术所组成的微细加工技术.已经不限于用在超大规模的集成电路核心加工工艺上,进而应用于微机电系统(MEMS)的制造,把技术推进到微纳米加工水平,成为当今微纳米研究与产业化不可缺少的重要工艺手段。
《薄膜与涂层现代表面技术》可作为薄膜与涂层材料的一本基本教材。可供各大专院校相关材料专业高年级学生使用。同时,又可供各工业部门、有关的科技人员,研究、设计、制造薄膜与涂层材料时阅读、参考。
看不懂题目哎,什么是“现代”? 金属表面加工技术主要有: 镀, 涂, 吹砂, 钝化, 阳极化.... 压铸模具的表面处理技术总的来说可以分为以下三个大类:(1)传统热处理工艺的改进技术;(2)表面改性...
表面保护薄膜胶带,是指用于保护各种物品敏感表面,防止刮擦、灰尘或其他损伤的一种薄膜胶带,德莎表面保护薄膜胶带可以用于汽车新喷漆金属表面、轮毂、外部塑料件、内部饰件表面等的临时保护,保护汽车各部位表面干...
瓷砖表面覆的一层保护薄膜是PE保护膜。PE,全名为Polyethylene,是结构最简单的高分子有机化合物,当今世界应用最广泛的高分子材料。PE保护膜以特殊聚乙烯(PE)塑料薄膜为基材,根据密度的不同...
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第1章 材料表面技术与工程概论
1.1 材料表面技术与工程的概述
材料表面技术是一个十分宽广的科学技术领域。是一门具极高使用价值的基础技术。随着工业现代化,规模化,产业化,以及高新技术和现代国防用和先进武器的发展,对各种材料表面性能的要求愈来愈高。
表面热透镜技术测量光学薄膜样品表面热变形
给出了连续调制激励光照射下光学薄膜样品表面热变形场的理论分布,并由此定义了表面热透镜(STL)信号。根据表面热透镜理论实验测量了一个BK7基底高反膜样品的形变,给出了表面热透镜信号随调制频率的变化曲线。实验结果表明:在采用的STL实验构型中,探测了最小1.985 nm的直流形变,对应不调制时的形变为3.97 nm,相应的形变探测灵敏度达到了10 pm量级;直流形变与功率成线性关系;交流表面热透镜信号随着频率增大而减小,在高频端近似成线性减小。
表面热透镜与光热失调技术测量光学薄膜吸收的灵敏度比较
在理论分析优化的基础上,以BK7玻璃和石英为基底的高反射光学薄膜为样品,采用强度调制的连续激光作为激励光源,实验研究了表面热透镜(STL)技术和光热失调(PTDT)技术的信号幅值随激励光调制频率的变化关系,分析比较了这两种方法在测量光学薄膜吸收损耗方面的灵敏度。实验表明,光热失调技术具有构型优化简单、实验操作难度低和测量空间分辨率高等优点,对于具有较高反射率温度系数的高反射膜等样品,采用光热失调技术有利于提高薄膜吸收损耗测量的灵敏度。实验结果与理论分析基本一致。
2020年3月6日,《柔性薄膜基体上涂层厚度的测量方法》发布。
2021年2月1日,《柔性薄膜基体上涂层厚度的测量方法》实施。
此外,纳米超薄膜涂层工艺已日趋成熟。据报道,日本某公司推出了一种高速强力型钻头,它是在韧性好的K类(WC+Co)硬质合金基体上交互涂覆了1,000层TiN和AlN超薄膜涂层,涂层厚度约2.5微米。使用表明,该钻头的抗弯强度与断裂韧性可大幅度提高,其硬度则与CBN相当,刀具寿命可提高2倍左右。该公司还开发出ZX涂层立铣刀,超薄膜镀层数达2,000层,每层厚度约1nm,用该立铣刀加工60HRC的高硬度材料,刀具寿命远高于TiCN和TiAlN涂层刀具。第八届中国国际机床展览会(CIMT2003)上,瑞士某公司推出的纳米结构涂层(AITiN/SiN) 立铣刀,其涂层硬度为45GPa,氧化温度1100℃,切削对比试验表明,其寿命比TiN涂层立铣刀高3倍,比TiAlCN涂层立铣刀高2倍。除上述AITiN/SiN、TiAlCN新涂层外,还有特定功能的涂层,如MoS2、DLC润滑涂层,其摩擦因数小(0.05),适于涂覆丝锥、钻头等刀具,可改善排屑性能,或者作为复合涂层的表面涂层,减少切屑的粘结。
在硬度高的,耐磨涂层中添加纳米相,可进一步提高涂层的硬度和耐磨性能,并保持较高的韧性。
将纳米颗粒加入到表面涂层中,可以达到减小摩擦系数的效果,形成自润滑材料,甚至获得超润滑功能。在一些涂层中复合C60,巴基管等,制备出超级润滑新材料。涂层中引入纳米材料,可显著地提高材料的耐高温、抗氧化性。如,在Ni的表面沉积纳米Ni-La203涂层,由于纳米颗粒的作用,阻止了镍离子的短路扩散,改善了氧化层的生长机制和力学性质。
纳米材料涂层可以提高基体的腐蚀防护能力,达到表面修饰、装饰目的。在油漆或涂料中加入纳米颗粒,可进一步提高其防护能力,能够耐大气,紫外线侵害,从而实现防降解,防变色等功效;另外,还可以在建材产品,如卫生洁具、室内空间、用具等中运用纳米材料涂层,产生杀菌、保洁效果。
纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光,用于多种光学应用需要,如传感器等器件。在各种标牌表面施以纳米材料涂层,成为发光、反光标牌;改变纳米涂层的组成和特性,得到光致变色,温致变色,电致变色等效应,产生特殊的防伪,识别手段。80nm的氧化钇可作为红外屏蔽涂层,反射热的效率很高。在诸如玻璃等产品表面上涂纳米材料涂层,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热作用;在涂料中加入纳米材料,能够起到阻燃,隔热,起到防火作用。
经过纳米复合的涂层,具有优异的电磁性能,利用纳米粒子涂料形成的涂层具有良好的吸波能力,能用于隐身涂层。纳米氧化钛、氧化铬、氧化铁和氧化锌等具有半导体性质的粒子,加入到树脂中形成涂层,有很好的静电屏蔽性能;80nm的钦酸钡可作为高介电绝缘涂层,40nm的四氧化三铁能用于磁性涂层;纳米结构的多层膜系统产生巨磁阻效应,可望作为应用于存储系统中的读出磁头。