【大学资料】第一章 绪论.ppt

材料表面工程专业：材料成型及控制工程层次：本科性质：选修课学时：32学时学分：2考核方式：考试+上课《表面工程学》曾晓雁吴懿平主编机械工业出版社2001《材料表面工程》徐滨士朱绍华刘世参编著哈尔滨工业大学出版社2005第一章：绪论第二章：热喷涂技术第三章：电镀和化学镀第四章：高能束表面改性技术第五章：气相沉积技术第六章：化学转化膜学习本课程的目的和要求第一章绪论第一节：表面工程学的定义与内涵材料：是指经过某种加工具有一定结构、成分和性能并可应用于一定用途的物质。一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为“原料”把经过工业加工的原料成为“材料”。材料是人类生产和生活所必须的物质基础。石器材料的发展与人类社会简图磨损、腐蚀、断裂是机械零件工程构建的三大主要破坏形式。前二者造成经济损失占很大比重。腐蚀Rawmaterial表面工程学的定义表面工程学的内涵内涵扩展第二节表面工程技术的发展19司母戊鼎河南安阳晚商遗址出土青铜铸造高133厘米重875kg饰纹优美春秋晚期越国青铜兵器（出土于湖北江陵楚墓）长55.7厘米剑锷锋芒犀利锋能割断头发春秋战国时代的青铜剑剑身及剑锋由不同成分的青铜组成是复合材料很好的例子日本刀的覆土烧刃表面工程形成一门独立的学科是近30来年的事：1983年表面工程的概念被首次提出1986年国际热处理联合会更名为国际热处理与表面工程联合会1987年中国机械工程学会表面工程研究所成立1988年《表面工程》杂志创刊后更名为《中国表面工程》2000年全国焊接学会原“堆焊与热喷涂专业委员会”正式更名为“堆焊及表面工程专业委员会”。第三节表面工程的特点与意义3）兼有装饰和防护功能；工程意义*提高材料和工件的可靠性延长其使用寿命*制备具有特殊功能的表面*对节能降耗与再制造的特殊贡献*满足人们精神文化生活的需要科学价值*材料制备与合成的新技术*为新技术发展提供工艺和材料支持*多学科交叉促进新的学术研究课题第四节表面工程技术的分类按学科特点：基于工艺的分类基于技术特点的分类第五节表面工程技术的基础表面工程技术实施的对象是固体材料的表面因此掌握材料表面与界面的基础知识是正确选择与运用表面工程技术的基础。表面1理想表面驰豫；波纹度：指在一段较长距离内出现一个峰和谷的周期。粗糙度：在较短距离内（2~800μm）出现的凹凸不平（0.03~400μm）的程度。材料表面粗糙度与加工方法相关最后一道加工工序起决定作用。除Au以外金属经机械加工后在常温常压下会发生氧化。因此在固体表面会吸附一层外来原子。氧化皮大部分表面覆层技术在工艺实施之前都要求对表面进行预处理清除掉表面的氧化皮以便提高覆层与基材的结合强度。1基于固相晶体尺寸和微观结构差异形成的界面；2基于固相组织或晶体结构形成的界面；3基于固相宏观成分差异形成的界面；600#SiC砂纸研磨黄铜深度可达1-10um;单晶塑变层>多晶塑变层钢中珠光体:F和渗C体;钢表面淬火:表面为M心部仍为原始组织存在过渡区。它由部分马氏体和部分铁素体、珠光体混合而成。基于固相宏观成分差异形成的界面②扩散结合界面③外延生长界面④化学键结合界面⑤分子键结合界面表面扩散扩散激活能Q与扩散途径有关固体表面的物理吸附和化学吸附固体对气体的吸附固体对液体的吸附普通润滑油极化了的长链油分子与金属表面发生较弱的分子引力结合形成物理吸附膜。16烷固体表面之间的吸附固体表面润湿用润湿角来描述润湿程度90为润湿越小润湿越好；90为不润湿；=0和=180时则称为完全润湿和完全不润湿。三力互相平衡合力为0有：铺展系数润湿理论的应用磨损不像力学性能那样属于材料的固有特性它受到摩擦学系统中接触条件、工况、环境、介质等多方面因素的影响是一系统性质。2.1、固体材料的摩擦与磨损摩擦与磨损的分类磨损磨损类型提高零件耐磨性的途径第六节表面工程技术的广泛应用表面技术应用的重要性：表面技术的应用所包含的内容十分广泛可以用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等。也可以是在光、电、磁、声、热、化学、生物等方面的应用。表面技术所涉及的基体材料不仅有金属材料也包括无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。表面技术的种类