第5讲表面工程技术 341 它可泛指“经过特殊表面处理以得到某种特殊性能的技术”。因此,有许多表 面涂镀层技术或薄膜技术也可看作表面改性技术。为了使各类技术归类完整 这里所说的表面改性技术是指“表面覆盖”以外的,通过用机械、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,来获得某种特殊性能的表面处理技术。 薄膜技术主要包括图1中的溶胶-凝胶法制备薄膜、真空物理沉积和化 学气相沉积中的技术。 涂镀层技术主要包括图1中的涂料涂层、电化学及化学沉积、热喷涂 中所列出的技术 表面工程技术为各个领域、各行各业高技术的发展开辟了新天地。它所 形成的表面改性层、薄膜和涂镀层几乎扩展到所能设想到的每个方面,同时 其基础理论也在不断丰富和发展。主要领域包括:①通过电沉积工艺在金属 (后发展到在塑料、陶瓷等非金属材料)基体表面制造多种金属或合金涂层; (2)在钢铁或其他基材表面涂刷涂料来获得漆膜,仅涂料一项,全球主要工业 国家统计1997年产量已达140亿升;③通过涂刷油、蜡、脂在材料表面得到 各类防锈润滑作用的涂膜;④通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积 (PVD)、磁控(电控)溅射等获得多种性能或用途的薄膜。据 BBC Inc统 计全球1995年CVD、PVD和离子注入业的设备材料销售值近90亿美元, 到2000年达150亿美元,年增长率74%,大于工业平均增长率。 涂层材料品种的发展也很快,已有单一金属、多种合金、高分子聚合物 工程塑料、合成橡胶、陶瓷、金属陶瓷、无机硅酸盐及具有特殊光、磁、电 性能等等材料。同时制造涂层和薄膜的工艺技术和工艺方法亦愈来愈多,有 电沉积、化学沉积、真空沉积、浸镀、刷镀、静电喷涂、电泳、电弧喷涂、 等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂、热熔敷、激光熔覆等。各类制造涂层 与薄膜的工艺技术促进了相应工程装备的发展,工程技术界不断推陈出新, 各类加工制造用设备愈来愈先进。 值得一提的是,由于表面涂层、表面薄膜、表面改性在材料科学上的巨 大发展潜力,已涌现出将多种表面工程技术复合而形成的复合表面处理技术 目前已开发的一些复合表面处理如等离子喷涂与激光辐照复合、热喷涂与喷第 5 讲 表面工程技术 ·341· 它可泛指“经过特殊表面处理以得到某种特殊性能的技术”。因此，有许多表 面涂镀层技术或薄膜技术也可看作表面改性技术。为了使各类技术归类完整， 这里所说的表面改性技术是指“表面覆盖”以外的，通过用机械、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，来获得某种特殊性能的表面处理技术。 薄膜技术 主要包括图 1 中的溶胶-凝胶法制备薄膜、真空物理沉积和化 学气相沉积中的技术。 涂镀层技术 主要包括图 1 中的涂料涂层、电化学及化学沉积、热喷涂 中所列出的技术。 表面工程技术为各个领域、各行各业高技术的发展开辟了新天地。它所 形成的表面改性层、薄膜和涂镀层几乎扩展到所能设想到的每个方面，同时 其基础理论也在不断丰富和发展。主要领域包括：①通过电沉积工艺在金属 （后发展到在塑料、陶瓷等非金属材料）基体表面制造多种金属或合金涂层； ⑵在钢铁或其他基材表面涂刷涂料来获得漆膜，仅涂料一项，全球主要工业 国家统计 1997 年产量已达 140 亿升；③通过涂刷油、蜡、脂在材料表面得到 各类防锈润滑作用的涂膜；④通过化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积 （PVD）、磁控（电控）溅射等获得多种性能或用途的薄膜。据 BBC Inc.统 计全球 1995 年 CVD、PVD 和离子注入业的设备材料销售值近 90 亿美元， 到 2000 年达 150 亿美元，年增长率 7.4%，大于工业平均增长率。 涂层材料品种的发展也很快，已有单一金属、多种合金、高分子聚合物、 工程塑料、合成橡胶、陶瓷、金属陶瓷、无机硅酸盐及具有特殊光、磁、电 性能等等材料。同时制造涂层和薄膜的工艺技术和工艺方法亦愈来愈多，有 电沉积、化学沉积、真空沉积、浸镀、刷镀、静电喷涂、电泳、电弧喷涂、 等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂、热熔敷、激光熔覆等。各类制造涂层 与薄膜的工艺技术促进了相应工程装备的发展，工程技术界不断推陈出新， 各类加工制造用设备愈来愈先进。 值得一提的是，由于表面涂层、表面薄膜、表面改性在材料科学上的巨 大发展潜力，已涌现出将多种表面工程技术复合而形成的复合表面处理技术。 目前已开发的一些复合表面处理如等离子喷涂与激光辐照复合、热喷涂与喷