本書闡述了現代表面技術的涵義、分類、應用和發展，介紹了固體表面和覆蓋層的結構以及固體表面的性能，系統分析了各類表面技術的特點、適用范圍、技術路線、典型設備、工藝措施和應用實例，論述了表面技術設計和表面測試分析的內容。
適讀人群 ：高等院校材料科學、材料工程、材料物理、材料化學等相關專業在校師生，從事產品設計、
本書是一本表面技術經典教程，內容全面、系統、實用，結構科學、合理、嚴謹。第1版已印刷16次，發行了3萬多冊，深受讀者歡迎。
本書根據近十多年來表面技術的發展情況，對第1版的內容進行了修訂。修訂時對各類表面技術做了簡明扼要的闡述，而對一些重點和難點進行了較為詳細的分析；加強了理論與實際的緊密聯系，增加了不少理論與實際結合的應用實例，以鼓勵讀者自學，勤于思考，豐富想象，激發興趣，勇于創新。
第2版前言表面技術是一門正在迅速發展的綜合性邊緣學科，也是一門具有很高使用價值的基礎技術。表面技術涉及面十分寬廣，各種領域和各行各業都可找到其重要而廣泛的應用。表面技術在現代制造、汽車、航空、航天、艦船、海洋、電子、電器、生物、醫學、能源、建筑、材料、軍事以至人類的日常生活等領域中有著很好的發展和應用前景。
《現代表面技術》自2002年出版以來，已印刷16次，發行了3萬多冊，深受讀者歡迎，有很多學校選作了教材。考慮到該書已出版十多年，這期間表面技術有了較大的發展，很多技術標準進行了修訂，所以機械工業出版社委托我對《現代表面技術》進行修訂，出版第2版。
經過一年的努力，我完成了修訂工作。本書特點和有關說明如下：
1)根據近十多年來表面技術的發展情況，對第1版的內容進行了增補，而對陳舊、過時的內容予以刪除。
2)表面技術涉及的領域很廣，知識面很寬，修訂時對各類表面技術做了簡明扼要的闡述，而對一些重點和難點進行了較為詳細的分析。
3)基礎理論對表面技術的發展十分重要，而表面技術又是一門應用性很強的學科。因此，本書在修訂時加強了理論與實際的緊密聯系。
4)本書修訂時，增加了不少理論與實際結合的應用實例，鼓勵讀者自學，勤于思考，豐富想象，激發興趣，勇于創新。
本書可供高等院校材料科學、材料工程、材料物理、材料化學等相關專業在校師生使用，也可供從事產品設計、工藝制訂、技術改造、設備維修、質量和技術管理的工程技術人員參考。
本書修訂時，征求了有關教師、學生以及科技人員的意見和建議，并參閱和引錄了不少文獻資料，同時又得到莫慶華女士和莫強強先生的大力幫助，在此一并表示衷心的感謝。
由于條件和水平有限，本書肯定有不妥之處，希望讀者提出寶貴意見。
錢苗根第1版前言表面現象和過程在自然界是普遍存在的。廣義地說，表面技術是直接與各種表面現象或過程有關的，能為人類造福或被人們利用的技術。它是一個非常寬廣的科學技術領域。
多年來，人們對傳統表面技術進行了一系列改進、復合和創新，使大量的現代表面技術涌現出來，在各個工業部門以及農業、生物、醫藥工程乃至人們日常生活中有著廣泛而重要的應用。表面技術為國際性的關鍵技術之一，是新材料、光電子、微電子等許多先進產業的基礎技術。大量表面技術屬于高技術范疇，在今后知識經濟社會發展過程中將占有重要的地位。
表面技術不僅是一門廣博精深和具有極高實用價值的基礎技術，還是一門新興的邊緣性學科，在學術上豐富了材料科學、冶金學、機械學、電子學、物理學、化學等學科，開辟了一系列新的研究領域。
人們使用表面技術已有幾千年的歷史。但是，表面技術的迅速發展是從19世紀工業革命開始的，近30多年則發展得更為迅速。一方面人們在廣泛使用和不斷試驗摸索過程中積累了豐富的經驗，另一方面20世紀60年代末形成的表面科學給予了有力的促進，從而使表面技術進入了一個新的發展時期。
表面技術的種類繁多，過去是分散在各個技術領域，它們的發展一般是分別進行的。現在，表面技術開始有了堅實的理論基礎，人們將各類表面技術相互聯系起來，探討共性，然后從更高的角度來指導各類表面技術的發展。
大力加強表面技術這門新學科的建設，是教育改革、科技發展和經濟建設的客觀需要。為此，我們擬對本科生、碩士生、博士生三個層次，分別開設《現代表面技術》《表面工程學》和《表面科學與技術》三門課程。本書是在我們編寫《表面技術概論》講義的基礎上，經過一定的教學實踐，征求專家和學生們的寶貴意見而重新編寫的。本書是上述三門課程的基本教材，可供各大專院校有關專業師生使用，同時也可供各個工業部門以及農業、生物、醫藥工程等領域中管理、研究、設計、制造方面人員閱 讀。
本書共分10章，其中、二、七、九、十章以及第五章的一、二、六、七、八、九、十節由錢苗根執筆；第六、八章以及第五章的三、四、五節由姚壽山執筆，第三、四章由張少宗執筆編寫。
在本書編寫過程中，編者參閱和引錄了許多文獻資料，一些主要的文獻資料列在各章末的“參考文獻”中。姜祥祺、吳以南、薄鑫濤等教授、專家對本書的有關章節作了認真和細致的審校，提出了許多寶貴的意見。上海交通大學現代表面技術實驗室的同事們也給予了許多具體的幫助。在此，我們謹向他們表示衷心的感謝。
由于我們學識水平所限，本書必然會存在不少問題，殷切希望專家和讀者批評指正。“現代表面技術”是新開設的一門課程，我們根據我校的實際情況編寫了該課程的教學大綱，本書將其作為附錄放在書末，供兄弟院校參考。
錢苗根
第2版前言
第1版前言
第1章表面技術概論1
1.1表面技術的含義1
1.2表面技術的內容3
1.3表面技術的應用8
1.4表面技術的發展17
1.4.1表面技術發展方向17
1.4.2表面技術發展前景18
第2章固體表面和覆蓋層的結構20
2.1固體材料和表面界面20
2.1.1固體材料20
2.1.2表面界面21
2.1.3不飽和鍵23
2.2固—氣表面的結構23
2.2.1理想表面23
2.2.2清潔表面24
2.2.3實際表面25
2.3表面特征力學和勢場32
2.3.1表面吸附力32
2.3.2表面張力與表面能34
2.3.3表面振動與表面擴散35
2.4表面覆蓋層的結構40
2.4.1電鍍層的結構41
2.4.2薄膜的結構43
第3章固體表面的性能47
3.1固體表面的力學性能47
3.1.1附著力47
3.1.2表面應力49
3.1.3表面硬度50
3.1.4表面韌性與脆性53
3.1.5表面耐磨性能55
3.1.6表面抗疲勞性能63
3.2固體表面的化學性能65
3.2.1表面耐化學腐蝕性能65
3.2.2表面耐電化學腐蝕性能68
3.2.3非金屬材料的耐蝕性83
3.2.4表面選擇過濾與分離性能88
3.2.5表面防污與防沾污性能96
3.2.6表面自潔與殺菌性能97
3.3固體表面的物理性能99
3.3.1表面技術中的材料熱學性能100
3.3.2表面技術中的材料電學性能107
3.3.3表面技術中的材料磁學性能114
3.3.4表面技術中的材料光學性能121
3.3.5表面技術中的材料聲學性能131
3.3.6表面技術中的材料功能轉換135
第4章電鍍、電刷鍍和化學鍍142
4.1電鍍的基本知識和原理142
4.1.1電鍍的范疇和分類142
4.1.2電鍍的基本過程和構成143
4.1.3電鍍液144
4.1.4電鍍反應145
4.1.5電極反應機理147
4.1.6金屬的電沉積過程148
4.1.7影響電鍍質量的因素150
4.2電鍍預處理151
4.2.1預處理的目的和重要性151
4.2.2預處理方法151
4.2.3金屬的拋光152
4.3單金屬電鍍和合金電鍍154
4.3.1單金屬電鍍154
4.3.2合金電鍍156
4.4電刷鍍160
4.4.1電刷鍍的基本原理和特點160
4.4.2電刷鍍設備160
4.4.3電刷鍍溶液162
4.4.4電刷鍍工藝164
4.4.5電刷鍍的應用165
4.5化學鍍166
4.5.1化學鍍的分類和特點166
4.5.2化學鍍鎳167
4.5.3化學鍍銅169
第5章金屬表面的化學處理172
5.1化學轉化膜172
5.1.1化學轉化膜的形成過程和
基本方式172
5.1.2化學轉化膜的分類和用途172
5.2氧化處理173
5.2.1鋼鐵的化學氧化173
5.2.2有色金屬的化學氧化177
5.3鋁及鋁合金的陽極氧化178
5.3.1陽極氧化膜的性質和用途178
5.3.2陽極氧化膜的形成機理179
5.3.3鋁及鋁合金的陽極氧化工藝180
5.3.4陽極氧化膜的著色和封閉182
5.4微弧氧化185
5.4.1微弧氧化技術的由來與發展185
5.4.2微弧氧化設備與工藝186
5.4.3影響微弧氧化質量的因素187
5.4.4微弧氧化陶瓷質氧化物膜的
結構和性能189
5.4.5微弧氧化陶瓷質氧化物膜的
應用190
5.5磷化處理190
5.5.1鋼鐵的磷化處理190
5.5.2有色金屬的磷化處理194
5.6鉻酸鹽處理194
5.6.1鉻酸鹽膜的形成過程194
5.6.2鉻酸鹽膜的組成和結構195
5.6.3鉻酸鹽處理工藝195
第6章表面涂覆技術198
6.1涂料與涂裝198
6.1.1涂料198
6.1.2涂裝204
6.2溶膠凝膠技術206
6.2.1溶膠凝膠法簡介206
6.2.2溶膠凝膠法薄膜或涂層209
6.3黏結與黏涂212
6.3.1黏結技術212
6.3.2黏涂技術216
6.4熱噴涂與冷噴涂218
6.4.1熱噴涂218
6.4.2冷噴涂228
6.5電火花表面涂覆229
6.5.1電火花表面涂覆的原理和
特點229
6.5.2電火花涂覆工藝及應用231
6.5.3電火花涂覆層的特性232
6.6堆焊與熔結234
6.6.1堆焊234
6.6.2熔結240
6.7熱浸鍍242
6.7.1熱浸鍍層的種類242
6.7.2熱浸鍍工藝243
6.7.3熱浸鍍鋅243
6.7.4熱浸鍍鋁246
6.8搪瓷涂覆247
6.8.1瓷釉的基本成分和釉漿247
6.8.2搪瓷的金屬基材及表面清潔
處理249
6.8.3釉漿的涂覆和搪瓷燒成249
6.8.4搪瓷制品的分類和應用250
6.9塑料涂覆250
6.9.1塑料粉末涂料250
6.9.2塑料粉末涂覆方法251
6.10無機涂料與納米復合涂料252
6.10.1無機涂料253
6.10.2納米復合涂料259
6.11陶瓷涂層265
6.11.1陶瓷涂層的分類和選用266
6.11.2陶瓷涂層的工藝及其特點267
6.11.3幾種典型的陶瓷涂層268
6.12達克羅涂覆技術270
6.12.1達克羅涂覆技術的由來與
發展271
6.12.2達克羅涂層的結構與耐蝕
機理272
6.12.3達克羅涂覆工藝流程272
6.12.4達克羅涂覆技術的優點與
不足274
6.12.5達克羅涂覆技術的應用275
第7章氣相沉積技術277
7.1氣相沉積與薄膜277
7.1.1薄膜的定義與特征277
7.1.2薄膜的形成過程與研究方法278
7.1.3薄膜的種類和應用279
7.1.4薄膜制備方法和氣相沉積法
分類280
7.2真空技術基礎281
7.2.1真空度和真空區域的劃分281
7.2.2真空的特點和應用281
7.2.3真空中的氣體分子特性281
7.2.4真空的獲得283
7.2.5真空泵型號和真空機組284
7.2.6真空測量和檢漏285
7.3物理氣相沉積290
7.3.1真空蒸鍍290
7.3.2濺射鍍膜298
7.3.3離子鍍308
7.3.4離子束沉積318
7.3.5分子束外延320
7.4化學氣相沉積321
7.4.1化學氣相沉積的反應方式與
條件321
7.4.2化學氣相沉積的方法與分類322
7.4.3幾類化學氣相沉積簡介324
7.4.4化學氣相沉積的特點與應用329
第8章表面改性技術334
8.1金屬材料表面改性334
8.1.1金屬表面形變強化334
8.1.2金屬表面熱處理340
8.1.3金屬表面化學熱處理348
8.1.4等離子體表面處理360
8.1.5激光表面處理363
8.1.6電子束表面處理372
8.1.7高密度太陽能表面處理374
8.1.8離子注入表面改性376
8.2無機非金屬材料表面改性385
8.2.1玻璃的表面改性385
8.2.2傳統陶瓷的表面改性390
8.2.3先進陶瓷的表面改性391
8.2.4生物無機非金屬材料的表面
改性394
8.3高分子材料表面改性396
8.3.1偶聯劑處理396
8.3.2化學改性397
8.3.3輻射處理399
8.3.4等離子體改性400
8.3.5酶化學表面改性401
第9章復合表面技術403
9.1電化學技術與某些表面技術的
復合403
9.1.1電化學技術與物理氣相沉
積的復合403
9.1.2電化學技術與表面熱擴散處
理的復合406
9.2真空鍍膜與某些表面技術的復合406
9.2.1真空鍍膜與涂裝技術的復合406
9.2.2真空鍍膜與離子束技術的
復合411
9.3表面鍍(涂)覆與納米技術的
復合417
9.3.1復合電鍍、復合電刷鍍和復
合化學鍍417
9.3.2納米黏結、黏涂和納米熱噴涂423
9.4表面熱處理與某些表面技術的
復合425
9.4.1復合表面熱處理425
9.4.2表面熱處理與表面形變強化
處理的復合426
9.5高能束表面處理與某些表面技
術的復合426
9.5.1激光表面合金化、陶瓷
化和增強電鍍427
9.5.2激光束表面處理與等離
子噴涂的復合428
9.6納米晶粒薄膜和納米多層薄膜429
9.6.1納米薄膜概述429
9.6.2納米晶復合薄膜430
9.6.3納米多層膜433
第10章表面加工制造437
10.1表面加工技術簡介437
10.1.1超聲波加工437
10.1.2磨料加工438
10.1.3化學加工441
10.1.4電化學加工442
10.1.5電火花加工445
10.1.6電子束加工446
10.1.7離子束加工448
10.1.8激光束加工449
10.1.9等離子體加工451
10.1.10光刻加工452
10.1.11LIGA加工459
10.1.12機械微細加工461
10.2微電子工業和微機電系統的
微細加工462
10.2.1微電子工業的微細加工462
10.2.2微機電系統的微細加工466
第11章表面技術設計468
11.1表面技術設計的要素與特點468
11.1.1表面技術設計的要素468
11.1.2表面技術設計的特征469
11.2表面技術設計的類型與方法470
11.2.1表面技術設計的類型470
11.2.2表面技術設計的方法470
第12章表面測試分析478
12.1表面分析的類別、特點和功能478
12.1.1表面分析用主要儀器478
12.1.2依據結構層次的表面分析
類別482
12.2常用表面分析儀器和測試技術
簡介484
12.2.1電子顯微鏡485
12.2.2場離子顯微鏡486
12.2.3掃描隧道顯微鏡487
12.2.4原子力顯微鏡488
12.2.5X射線衍射490
12.2.6電子衍射490
12.2.7X射線光譜儀和電子探針492
12.2.8質譜儀和離子探針494
12.2.9激光探針494
12.2.10電子能譜儀495
12.2.11彈道電子發射顯微鏡499
12.2.12掃描近場光學顯微鏡和光子
掃描隧道顯微鏡500
12.2.13紅外光譜和拉曼光譜502
參考文獻507
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