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第1章 绪论1

1.1 表面工程学科体系1

1.1.1 表面工程的功能1

1.1.2 表面强化技术是表面工程的核心内容3

1.1.3 表面强化技术的分类4

1.1.4 强化层的性能取决于成分与结构6

1.1.5 材料物理基础和表面物理化学是表面工程的基础理论6

1.1.6 磨损理论、腐蚀理论和断裂理论是表面工程的相关理论8

1.2 表面预处理8

1.2.1 除油8

1.2.2 除锈9

1.2.3 机械法清理10

1.3 涂层的机械加工11

1.3.1 涂层的切削加工11

1.3.2 涂层的磨削加工11

1.4 表面分析技术11

1.4.1 显微镜12

1.4.2 表面成分和原子状态分析14

1.4.3 表面晶体结构分析16

1.5 表面层性能测试与检验17

1.5.1 层（膜）的外观检查17

1.5.2 层（膜）的厚度测量17

1.5.3 硬度测量19

参考文献20

第2章 表面熔融强化21

2.1 基本理论21

2.1.1 熔体的结晶过程21

2.1.2 熔体非晶化过程22

2.1.3 表面熔融强化的分类23

2.2 堆焊23

2.2.1 概述23

2.2.2 电弧堆焊24

2.2.3 埋弧堆焊26

2.2.4 等离子弧堆焊30

2.2.5 气体保护自动堆焊34

2.2.6 氧-乙炔焰堆焊37

2.2.7 电渣堆焊38

2.2.8 堆焊合金39

2.3 热喷涂40

2.3.1 基本原理40

2.3.2 火焰喷涂42

2.3.3 电弧喷涂（ARC）44

2.3.4 等离子弧喷涂44

2.3.5 激光喷涂46

2.3.6 热喷涂材料49

2.3.7 热喷涂应用54

2.4 热熔结55

2.4.1 基本理论55

2.4.2 真空熔结56

2.4.3 激光熔凝57

2.4.4 电子束熔凝59

2.5 热镀60

2.5.1 概述60

2.5.2 热镀锌62

2.5.3 热镀铝65

2.5.4 热镀锡68

2.5.5 热镀铅-锡69

2.6 电火花表面强化70

2.6.1 电火花表面强化及其原理70

2.6.2 电火花强化层的组织与性能72

2.6.3 电火花强化工艺73

2.6.4 电火花强化的应用75

2.7 铸渗77

2.7.1 铸渗及其原理77

2.7.2 铸渗工艺79

2.7.3 铸渗在耐磨方面的应用80

2.8 自蔓延高温合成陶瓷涂层83

2.8.1 基本原理83

2.8.2 合成Al2O3复合陶瓷钢管84

2.9 搪瓷85

2.9.1 搪瓷及其基本原理85

2.9.2 搪瓷工艺88

2.9.3 搪瓷工艺流程93

2.9.4 搪瓷及其应用97

2.10 陶瓷上釉103

2.10.1 陶瓷103

2.10.2 上釉105

2.10.3 上釉工艺112

参考文献114

第3章 气相沉积技术116

3.1 概述116

3.1.1 气相沉积及分类116

3.1.2 气相沉积的物理基础117

3.1.3 气相沉积层的组织结构118

3.2 物理气相沉积（PVD）119

3.2.1 真空蒸发镀膜（蒸镀）119

3.2.2 溅射镀膜121

3.2.3 离子镀124

3.3 化学气相沉积128

3.3.1 化学气相沉积及分类128

3.3.2 常压化学气相沉积装置128

3.4 等离子化学气相沉积（PCVD）131

3.4.1 基本原理131

3.4.2 PCVD沉积装置132

3.5 气相沉积的应用134

3.5.1 耐磨膜134

3.5.2 润滑膜135

3.5.3 防蚀膜136

参考文献136

第4章 水溶液沉积表面强化138

4.1 概述138

4.2 电镀139

4.2.1 电镀的基本原理139

4.2.2 电镀工艺145

4.3 电刷镀159

4.3.1 刷镀的基本原理159

4.3.2 刷镀液162

4.3.3 刷镀工艺164

4.3.4 刷镀的应用166

4.4 化学镀169

4.4.1 基本原理169

4.4.2 化学镀镍及其合金170

4.4.3 化学镀铜173

4.4.4 化学镀其他合金173

4.4.5 复合化学镀173

4.5 转化膜175

4.5.1 基本原理175

4.5.2 化学转化膜176

4.5.3 电化学转化膜185

4.6 金属表面着色194

4.6.1 引言194

4.6.2 不锈钢着色194

4.6.3 铜及其合金着色195

4.6.4 锌层着色196

4.6.5 其他金属着色196

4.7 溶胶-凝胶镀膜196

4.7.1 引言196

4.7.2 溶胶-凝胶的基本原理197

4.7.3 溶胶-凝胶法镀膜工艺200

4.7.4 溶胶-凝胶镀膜的应用201

参考文献205

第5章 表面固态相变强化——表面淬火207

5.1 基本原理207

5.2 较高能量密度加热表面淬火208

5.2.1 感应加热表面淬火208

5.2.2 快速加热表面淬火214

5.3 高能量密度加热表面淬火217

5.3.1 激光加热表面淬火218

5.3.2 电子束加热表面淬火222

5.3.3 等离子弧加热表面淬火224

5.3.4 其他高能量密度加热表面淬火228

参考文献230

第6章 固态扩渗表面强化——化学热处理232

6.1 概述232

6.1.1 化学热处理的基本原理232

6.1.2 化学热处理的渗层结构233

6.1.3 化学热处理的分类及目的234

6.2 提高疲劳强度及耐磨性的化学热处理237

6.2.1 渗氮237

6.2.2 氮碳共渗246

6.2.3 渗碳250

6.2.4 碳氮共渗259

6.3 提高耐磨性的化学热处理261

6.3.1 渗硼263

6.3.2 渗钒和渗其他碳化物形成元素266

6.3.3 以硼为主的共渗268

6.4 减磨的化学热处理269

6.4.1 硫氮共渗269

6.4.2 蒸气处理270

6.4.3 石墨化渗层270

6.4.4 镀渗合金层270

6.5 提高耐蚀性的化学热处理271

6.5.1 渗铬271

6.5.2 渗硅275

6.5.3 渗锌276

6.6 提高抗高温氧化的化学热处理276

6.6.1 渗铝277

6.6.2 以铬、铝为主的共渗279

参考文献281

第7章 表面粉末冶金强化283

7.1 引言283

7.2 轧制烧结表面冶金强化284

7.3 电接触触热焊涂层285

7.3.1 基本原理285

7.3.2 电接触触热焊工艺与性能288

7.3.3 电接触强化的应用292

参考文献294

第8章 表面形变强化295

8.1 基本原理295

8.1.1 概述295

8.1.2 表面喷丸与滚压、孔挤压强化原理296

8.2 喷丸强化301

8.2.1 喷丸强化用设备及弹丸301

8.2.2 喷丸工艺310

8.2.3 喷丸强化的应用313

8.3 表面滚压和孔挤压强化320

8.3.1 滚压和孔挤压强化用设备320

8.3.2 滚压和孔挤压强化321

8.3.3 滚压、挤压强化的应用321

8.4 机械镀323

8.4.1 机械镀的分类324

8.4.2 机械镀镀层形成机理324

8.4.3 机械镀用设备325

8.4.4 机械镀工艺326

8.4.5 机械镀的应用328

参考文献329

第9章 离子注入与冲击硬化330

9.1 基本理论330

9.1.1 离子注入特点330

9.1.2 发展概况330

9.1.3 离子注入的物理基础331

9.1.4 离子注入层的组织结构336

9.2 离子注入装置340

9.2.1 离子源340

9.2.2 加速器342

9.2.3 质量分析器342

9.2.4 聚焦、偏转和扫描343

9.2.5 靶室344

9.3 离子注入工艺344

9.3.1 材料表面强化用离子注入344

9.3.2 离子注入工艺345

9.4 离子注入的应用346

9.4.1 提高表面硬度346

9.4.2 提高耐磨性347

9.4.3 提高疲劳性能350

9.4.4 提高耐蚀性351

9.4.5 提高抗高温氧化性354

9.4.6 离子注入在半导体方面的应用356

9.4.7 离子注入应用于其他材料的表面强化358

参考文献358

第10章 化学粘接涂层359

10.1 概论359

10.2 涂料涂层359

10.2.1 涂料的组成359

10.2.2 涂料的成膜过程368

10.2.3 涂料的分类和命名370

10.2.4 涂装方法371

10.2.5 防锈和防腐蚀涂料375

10.2.6 装饰性涂料383

10.2.7 功能性涂料386

10.2.8 高固体分涂料391

10.2.9 水溶性涂料391

10.2.10 非水分散型涂料392

10.2.11 防腐蚀涂装实例393

10.3 塑料涂层395

10.3.1 引言395

10.3.2 粉末涂料的种类396

10.3.3 涂塑方法401

10.3.4 涂塑的应用405

参考文献410