表面工程学第2版_曾晓雁吴懿平_9787111557906

本书是普通高等教育材料成形及控制工程专业改革教材之一。书中介绍了表面热处理、表面形变强化、电镀与化学镀、热扩渗、热喷涂与喷焊、涂装技术、转化膜与着色技术、气相沉积、表面微纳制造技术、高能束技术以及其他表面工程技术。本书兼顾基础知识与学科前沿，在有限的篇幅内对“表面工程学”的内涵进行了拓宽，更加丰富、全面地反映出表面工程技术的特点，涉及了材料学、材料加工工程、物理、化学、冶金、机械、电子与生物等学科领域，题材广泛，内容丰富。本书可作为高等院校材料学、材料加工工程、材料物理、材料化学等专业的本科生、研究生教材，也可供相关专业的师生和有关工程技术人员参考。

　　光阴荏苒，岁月如梭。《表面工程学》出版一晃15年过去了。

　　在此期间，本书先后重印了14次，在教学与科研中发挥了一定的作用。然而，这十多年也是表面工程技术飞速发展的时期，许多表面工程技术通过升级换代，已经今非昔比。部分表面工程技术在许多领域甚至从原来的辅助作用变为决定性作用。特别令人欣慰的是，高等院校越来越重视表面工程技术的教学与科研，许多院校将其从原来的选修课升级为主干必修课程，因此对相关的教学内容要求越来越高。在这一形势下，应机械工业出版社的要求，对原来的《表面工程学》版本进行修改、补充、完善，添加新的表面工程技术及其应用，具有重要的意义和价值。

　　由于第1版至今历时较长，原来编者队伍中，少数专家已经退休或者工作岗位发生了变化。因此，我们在第2版中对作者队伍进行了少量的调整，新邀请了几位表面工程技术相关领域的知名专家对原有版本进行修订，以确保对新的表面工程技术及其发展有比较准确的描述。另一方面，由于表面工程技术领域涉及面较宽，各种技术本身的发展也是不均衡的。一些技术发展相对较慢，另外一些技术发展的活跃程度（例如激光表面工程技术）则远远高于其他一些技术，因此相应的修改幅度也就更大一些。本书修订时，特别新增了近十多年来发展迅速的表面工程新技术，如激光冲击强化技术、纳米压印技术、微弧氧化技术等，对一些表面工程技术内容进行了增补。还增加了一些从表面工程领域发展起来的新技术，如激光3D打印金属零部件技术等。由于原来的第十二章增补的内容较多，为了维持各章的平衡，将其分为第十二、第十三章共两章撰写。

　　本次修订工作分工如下：第一章至第四章、第十三、十四章主要由华中科技大学武汉光电国家实验室曾晓雁教授修订，其中第四章的激光冲击强化技术部分由中航工业集团625所的邹世坤研究员新增，第十三章第四节由清华大学材料学院钟敏霖教授、龙江游博士新增。第五章由原武汉材料保护研究所陶锡麒研究员修订。第六章由武汉理工大学程旭东教授修订。第七章由武汉大学林安教授修订。第八章由武汉材料保护研究所李新立研究员、霍冬枝高级工程师修订，其中微弧氧化一节由曾晓雁教授补充。第九章由北京电镀协会总工程师李家柱教授级高级工程师修订。第十章由华中科技大学吴懿平教授修订。第十一章由曾晓雁和华中科技大学王邓志副教授共同修订。第十二章由曾晓雁教授和华中科技大学段军教授共同修订。全书由曾晓雁教授统稿。

　　由于时间仓促，编者的知识水平与能力有限，书稿中存在一些问题在所难免，欢迎各位专家、师生提出宝贵意见。

　　编者于武汉华中科技大学校园为了适应国家教育改革形势的发展，根据教育部最新颁布的新的专业目录，全国大部分工科院校已将原热加工专业的铸造、焊接、锻压、热处理四个专业合并为材料成形及控制工程大专业。1998年12月，教育部热加工专业教学指导委员会在哈尔滨召开年会，探讨了专业改造和教材建设的问题。

　　推行专业改革，为社会培养综合素质高、知识结构全面的栋梁之材，在很大程度上取决于教材建设。教育部颁布新的专业目录已两年多，经过这一阶段的摸索和探讨，对材料成形及控制工程专业的改造和教材建设，各高校观点和方法逐渐趋于大同，在这个基础上，编写一套普通高等教育材料成形及控制工程专业系列教改教材是适时的。为此，机械工业出版社成立了以华中科技大学为牵头单位的系列教改教材编审委员会，共同组织编写材料成形及控制工程专业系列教材。

　　近二十年来，随着表面工程技术在各个工业领域得到越来越广泛的应用，人们对表面工程学知识的认识也在不断深化。特别是近几年来，高等院校各学科、专业向宽口径化方向调整以后，表面工程学的内涵显然不能再局限于“金属材料的表面工程”“陶瓷材料的表面工程”或者少数几种表面工程技术之上了，而必须更加丰富、全面地反映表面工程技术的特点。

　　华中科技大学自1995年起面向材料学专业及材料加工工程专业的本科生、研究生开设了“表面工程学”课程，受到了学生们的普遍欢迎。机械、动力、地质、化学、物理等专业的学生也常选修此课。

　　本书是在多年教学实践基础上，参考国内外有关书籍与文献编写而成的。参编的作者都是正在从事某一领域表面工程技术研究、熟悉本领域中学术发展最新动态的中青年学者。然而，表面工程技术题材太广泛，内容太丰富，每一种技术都可以写成厚厚的专著。因此，我们在编写时尽量注意兼顾基础知识与学科前沿，力争在有限的篇幅内使读者能够对各种表面工程技术有一个基本的了解。书后的参考文献也为读者进一步深入掌握有关技术提供了信息。

　　本书第一章至第四章、第十一章、第十三章由华中科技大学曾晓雁教授编写，第五章由机械科学研究院武汉材料保护研究所陶锡骐高工编写，第六章由武汉理工大学(原武汉工业大学)潘牧教授编写，第七章由机械科学研究院武汉材料保护研究所熊刚研究员编写，第八章由武汉材料保护研究所王菊荣高工编写，第九章由武汉材料保护研究所李新立研究员编写，第十章和第十二章由华中科技大学的吴懿平教授编写。

　　华中科技大学的宋武林教授

序言第2版前言第1版前言第一章绪论1 第一节表面工程学的定义和内涵1 第二节表面工程技术的特点与意义2 第三节表面工程技术的分类3 参考文献3 第二章表面工程技术的物理、化学基础5 第一节固体的表面与界面5 第二节材料磨损原理及其耐磨性15 第三节金属腐蚀原理与防护技术25 参考文献34 第三章表面工程技术的预处理工艺与作业环境35 第一节表面预处理工艺35 第二节表面工程技术的作业环境41 参考文献42 第四章表面淬火和表面形变强化技术43 第一节表面淬火技术的原理与特点43 第二节感应淬火技术45 第三节火焰淬火技术48 第四节激光淬火与电子束淬火技术49 第五节电阻加热淬火技术53 第六节几种典型表面淬火工艺的特点比较53 第七节表面形变强化技术54 参考文献59 第五章热扩渗60 第一节热扩渗技术的基本原理60 第二节热扩渗工艺的分类62 第三节气体热扩渗工艺64 第四节液体热扩渗70 第五节固体热扩渗79 第六节等离子体热扩渗81 参考文献86 第六章热喷涂、喷焊与堆焊技术87 第一节热喷涂技术87 第二节热喷焊工艺与特点108 第三节堆焊工艺及特点112 参考文献116 第七章电镀和化学镀117 第一节电镀的基本原理与工艺118 第二节常用单金属电镀125 第三节合金电镀130 第四节化学镀133 第五节复合镀技术138 第六节非金属电镀140 第七节电铸成形技术141 第八节电镀层的质量评价144 第九节电镀的发展趋势145 第十节电镀工程上的废水处理新技术149 参考文献149 第八章转化膜与着色技术151 第一节转化膜的基本特性及用途151 第二节磷化152 第三节铬酸盐钝化膜155 第四节化学氧化158 第五节草酸盐钝化159 第六节电化学氧化159 第七节微弧氧化工艺165 第八节着色技术167 第九节转化膜与着色技术的发展趋势172 参考文献175 第九章涂装技术177 第一节涂料的基本组成及其作用178 第二节涂料成膜机理182 第三节涂装材料183 第四节涂装工艺与装备194 第五节几种典型产品涂装201 第六节涂膜质量评价204 第七节涂装技术的发展趋势205 参考文献206 第十章气相沉积技术207 第一节物理气相沉积技术的原理与特点207 第二节化学气相沉积技术的原理与特点227 第三节分子束外延制膜方法234 参考文献237 第十一章高能束表面工程技术238 第一节常用工业激光器、激光表面工程技术与装备238 第二节激光熔覆与合金化技术249 第三节激光微纳制造技术260 第四节离子束表面改性技术266 第五节电子束表面改性技术的特点及应用277 参考文献278 第十二章表面微纳制造技术280 第一节常用微纳制造技术——光刻工艺281 第二节电子束微纳制造工艺288 第三节离子束和等离子体微纳制造技术289 第四节激光微纳制造技术297 第五节纳米压印技术317 第六节微纳制造工艺技术总结318 参考文献319 第十三章表面微纳制造技术的典型应用案例321 第一节集成电路芯片制造321 第二节微机电系统和纳机电系统323 第三节纳米技术327 第四节生物芯片技术329 第五节激光制备微结构阵列改变材料表面超疏水性能331 第六节激光清洗技术335 参考文献337 第十四章其他表面工程技术338 第一节溶胶凝胶工艺338 第二节搪瓷涂覆技术342 第三节粘涂技术348 参考文献353

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