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第一章 引论1

1．1 近代表面技术的特点与分类1

1．1．1 近代表面技术的特点1

1．1．2 近代表面技术的分类3

1．2 表面技术的进展与主要应用5

1．3 近代表面技术与材料科学(材料工程)14

1．3．1 表面强化技术的分类14

1．3．2 金属材料(产品)在恶劣服役环境中的表面防护16

1．3．3 金属材料(产品)耐磨表面防护18

1．3．4 近代表面技术与高新材料21

2．1．1 表面与界面特性24

2．1 概述24

第二章 材料表面分析技术24

2．1．2 表面特性分析技术26

2．1．3 常用表面分析技术35

2．2 常用表面分析技术及相关仪器41

2．2．1 X射线衍射谱(XRDS)41

2．2．2 电子衍射谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)42

2．2．3 X射线荧光谱(XRFS)44

2．2．4 扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)46

2．2．5 俄歇电子能谱(AES)48

2．2．6 X射线光电子谱(XPS)50

2．2．7 二次离子质谱(SIMS)52

2．2．8 离子散射谱(ISS)53

2．2．9 电子能量损失谱(EELS)55

2．2．10 激光拉曼谱(LRM)57

2．3 形貌分析58

2．3．1 显微镜类型58

2．3．2 光学显微镜(OM)分析59

2．3．3 透射电子显微镜(TEM)分析60

2．3．4 扫描电子显微镜(SEM)分析61

2．3．5 扫描透射电镜(STEM)分析63

2．3．6 场离子显微镜(FIM)分析64

2．3．7 显微镜的应用前景66

2．3．8 试样的制备68

2．3．9 图像分析技术69

2．4 成分与结构分析72

2．4．1 材料表面科学的研究内容72

2．4．2 表面微米级深度的元素分析74

2．4．3 几个原子表层的元素分析77

2．4．5 其他微区元素分析和比较82

2．4．6 X射线光电子能谱(XPS)分析表面化学态83

2．4．7 激光拉曼谱(LRM)分析表面分子态87

2．4．8 表面微区晶体结构分析88

2．4．9 各种晶体结构分析技术的比较92

2．5 表面分析技术的应用94

2．5．1 金属的表面分析95

2．5．2 陶瓷的表面分析98

2．5．3 半导体的表面分析102

2．5．4 聚合物的表面分析104

第三章 激光表面处理106

3．1 激光表面处理的原理及用途106

3．2 激光表面改性装置112

3．2．1 激光器113

3．2．2 激光的外围装置116

3．3 激光淬火118

3．3．1 激光淬火设备与工件预处理119

3．3．2 激光淬火工艺过程及特征120

3．3．4 激光淬火工艺参数122

3．3．5 激光淬火显微组织结构126

3．3．6 激光淬火层性能128

3．3．7 激光淬火工业应用135

3．4 激光合金化136

3．4．1 激光合金化的原理与特性136

3．4．2 激光合金化激光源137

3．4．3 激光合金化工艺139

3．4．4 激光合金化工艺参数140

3．4．5 激光合金化工艺应用(实例)145

3．4．6 激光合金化层微观组织特征及性能150

3．4．7 激光合金化工业应用前景分析156

3．5．1 激光熔覆的原理、工艺与应用157

3．5 激光熔覆157

3．5．2 激光熔覆工艺方法158

3．5．3 激光熔覆工艺过程及微观组织特征160

3．5．4 激光熔覆材料161

3．5．5 激光熔覆工艺应用(实例)166

3．5．6 激光熔覆防开裂对策175

3．5．7 激光熔覆工业应用177

3．6 激光熔凝、激光上釉及其他激光工艺179

3．6．1 激光熔凝179

3．6．2 激光上釉184

3．6．3 激光冲击硬化185

3．6．4 激光镀技术186

4．1．1 等离子轰击渗扩的特点191

第四章 离子束表面处理191

4．1 等离子轰击渗扩处理191

4．1．2 等离子渗氮194

4．1．3 等离子渗碳204

4．1．4 等离子渗硼211

4．1．5 等离子渗金属214

4．1．6 等离子多元共渗216

4．1．7 国内等离子轰击渗扩处理工业应用(实例)218

4．2 离子镀227

4．2．1 离子镀的发展、工艺及应用领域227

4．2．2 离子镀的原理及其特点229

4．2．4 离子镀工艺及影响覆层的因素230

4．2．3 离子镀的装置230

4．2．5 国内离子镀工业应用及开发研究(实例)234

4．3 离子注入与离子辅助涂层(IAC)技术244

4．3．1 离子注入与离子辅助涂层的原理与应用244

4．3．2 离子注入原理及装置247

4．3．3 离子注入工艺及注入层的性能254

4．3．4 离子辅助涂层(IAC)技术(离子束沉积注入)267

4．3．5 离子注入的工业应用272

第五章 化学气相沉积(CVD)279

5．1 化学气相沉积的原理及应用279

5．2 化学气相沉积(CVD)过程与工艺装置281

5．2．1 常压CVD282

5．2．2 低压CVD283

5．2．3 MOCVD283

5．2．4 PCVD283

5．2．5 MO-MBE(CBE)285

5．3 化学气相沉积化合物层种类286

5．4 CVD沉积的主要影响因素及沉积层组织结构与性能290

5．5 化学气相沉积工业应用292

5．6 国内CVD技术开发实例295

5．6．1 双阴极直流PCVD装置沉积TiN涂层295

5．6．2 PCVD法制备TiN、TiAlN及TiSiN抗氧化涂层298

5．6．3 激光预处理微波等离子体CVD工艺沉积金刚石膜300

5．6．4 生产CVD金刚石膜片的装置302

第六章 热喷涂技术308

6．1 热喷涂技术概述308

6．1．1 热喷涂的一般原理308

6．1．2 热喷涂方法分类与技术特点310

6．2 热喷涂材料312

6．2．1 热喷涂材料分类312

6．2．2 热喷涂材料的生产方法312

6．2．3 热喷涂材料的选择315

6．3 线材火焰喷涂321

6．3．1 线材火焰喷涂原理321

6．3．2 线材火焰喷涂装置322

6．3．3 线材火焰喷涂涂层323

6．3．4 线材火焰喷涂技术的应用324

6．4 火焰粉末喷涂331

6．4．1 火焰粉末喷涂的原理与工艺331

6．4．2 塑料粉末火焰喷涂333

6．4．3 高速火焰粉末喷涂(HVOF)336

6．5 电弧喷涂341

6．5．1 电弧喷涂原理及特点341

6．5．2 电弧喷涂设备342

6．5．3 电弧喷涂材料及应用选择346

6．6 等离子喷涂347

6．6．1 等离子喷涂的原理、种类及设备347

6．6．3 低压等离子喷涂350

6．6．2 等离子喷涂工艺350

6．6．4 超音速等离子喷涂355

6．6．5 水稳等离子喷涂358

6．6．6 等离子喷涂的应用361

6．6．7 其他热喷涂方法361

6．6．8 粉末等离子喷焊(堆焊)364

6．7 火焰粉末喷熔及重熔372

6．7．1 火焰粉末喷熔的原理及特征372

6．7．2 火焰粉末喷熔及重熔工艺376

6．7．3 火焰粉末喷熔工艺的应用379

7．1 电沉积385

第七章 化学与电化学表面处理385

7．1．1 复合电镀386

7．1．2 非晶态合金电镀406

7．1．3 高速电镀411

7．1．4 复合电铸416

7．1．5 脉冲电镀421

7．2 化学方法表面处理427

7．2．1 复合化学镀429

7．2．2 钢铁表面锌铬膜(达克罗膜)处理439

7．3 等离子体增强电化学表面陶瓷化(PECC)技术447

7．3．1 PECC技术的原理及其特点447

7．3．2 PECC膜层的应用范围449

7．3．3 国内PECC技术的研究与开发452

7．4 溶胶-凝胶方法(SOL-GEL)456

7．4．1 SOL-GEL法的原理与特点456

7．4．2 溶胶-凝胶陶瓷膜制备工艺技术457

7．4．3 国内有关SOL-GEL法的研究开发460

第八章 表面加工技术综合工业应用470

8．1 钢铁制件大气、水环境长效防护470

8．1．1 热喷涂金属/涂料封闭防护体系471

8．1．2 重防蚀涂层体系484

8．2 钢铁制件高温防护500

8．2．1 概述500

8．2．2 有机耐热涂层设计及施工工艺流程503

8．2．3 耐温涂料涂装实例——锅炉涂装504

8．2．4 电站锅炉道高温腐蚀防护新技术——高速射流电弧喷涂SL30合金507

8．3 工业制品耐磨表面保护509

8．3．1 耐磨表面保护的基本要求510

8．3．2 几类常用耐磨保护表面涂层耐磨特性516

8．3．3 耐磨表面保护工艺选择527

8．3．4 耐磨表面保护研究开发(应用研究实例)535

8．4 金属材料及其制品暂时性防锈541

8．4．1 防锈水剂541

8．4．2 防锈切削液545

8．4．3 防锈润滑切削油556

8．4．4 气相防锈材料558

8．4．5 可剥性塑料566