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第1章 表面技术概论1

1.1 表面技术的含义1

1.2 表面技术的内容3

1.3 表面技术的应用8

1.4 表面技术的发展17

1.4.1 表面技术发展方向17

1.4.2 表面技术发展前景18

第2章 固体表面和覆盖层的结构20

2.1 固体材料和表面界面20

2.1.1 固体材料20

2.1.2 表面界面21

2.1.3 不饱和键23

2.2 固—气表面的结构23

2.2.1 理想表面23

2.2.2 清洁表面24

2.2.3 实际表面25

2.3 表面特征力学和势场32

2.3.1 表面吸附力32

2.3.2 表面张力与表面能34

2.3.3 表面振动与表面扩散35

2.4 表面覆盖层的结构40

2.4.1 电镀层的结构41

2.4.2 薄膜的结构43

第3章 固体表面的性能47

3.1 固体表面的力学性能47

3.1.1 附着力47

3.1.2 表面应力49

3.1.3 表面硬度50

3.1.4 表面韧性与脆性53

3.1.5 表面耐磨性能55

3.1.6 表面抗疲劳性能63

3.2 固体表面的化学性能65

3.2.1 表面耐化学腐蚀性能65

3.2.2 表面耐电化学腐蚀性能68

3.2.3 非金属材料的耐蚀性83

3.2.4 表面选择过滤与分离性能88

3.2.5 表面防污与防沾污性能96

3.2.6 表面自洁与杀菌性能97

3.3 固体表面的物理性能99

3.3.1 表面技术中的材料热学性能100

3.3.2 表面技术中的材料电学性能107

3.3.3 表面技术中的材料磁学性能114

3.3.4 表面技术中的材料光学性能121

3.3.5 表面技术中的材料声学性能131

3.3.6 表面技术中的材料功能转换135

第4章 电镀、电刷镀和化学镀142

4.1 电镀的基本知识和原理142

4.1.1 电镀的范畴和分类142

4.1.2 电镀的基本过程和构成143

4.1.3 电镀液144

4.1.4 电镀反应145

4.1.5 电极反应机理147

4.1.6 金属的电沉积过程148

4.1.7 影响电镀质量的因素150

4.2 电镀预处理151

4.2.1 预处理的目的和重要性151

4.2.2 预处理方法151

4.2.3 金属的抛光152

4.3 单金属电镀和合金电镀154

4.3.1 单金属电镀154

4.3.2 合金电镀156

4.4 电刷镀160

4.4.1 电刷镀的基本原理和特点160

4.4.2 电刷镀设备160

4.4.3 电刷镀溶液162

4.4.4 电刷镀工艺164

4.4.5 电刷镀的应用165

4.5 化学镀166

4.5.1 化学镀的分类和特点166

4.5.2 化学镀镍167

4.5.3 化学镀铜169

第5章 金属表面的化学处理172

5.1 化学转化膜172

5.1.1 化学转化膜的形成过程和基本方式172

5.1.2 化学转化膜的分类和用途172

5.2 氧化处理173

5.2.1 钢铁的化学氧化173

5.2.2 有色金属的化学氧化177

5.3 铝及铝合金的阳极氧化178

5.3.1 阳极氧化膜的性质和用途178

5.3.2 阳极氧化膜的形成机理179

5.3.3 铝及铝合金的阳极氧化工艺180

5.3.4 阳极氧化膜的着色和封闭182

5.4 微弧氧化185

5.4.1 微弧氧化技术的由来与发展185

5.4.2 微弧氧化设备与工艺186

5.4.3 影响微弧氧化质量的因素187

5.4.4 微弧氧化陶瓷质氧化物膜的结构和性能189

5.4.5 微弧氧化陶瓷质氧化物膜的应用190

5.5 磷化处理190

5.5.1 钢铁的磷化处理190

5.5.2 有色金属的磷化处理194

5.6 铬酸盐处理194

5.6.1 铬酸盐膜的形成过程194

5.6.2 铬酸盐膜的组成和结构195

5.6.3 铬酸盐处理工艺195

第6章 表面涂覆技术198

6.1 涂料与涂装198

6.1.1 涂料198

6.1.2 涂装204

6.2 溶胶-凝胶技术206

6.2.1 溶胶-凝胶法简介206

6.2.2 溶胶-凝胶法薄膜或涂层209

6.3 黏结与黏涂212

6.3.1 黏结技术212

6.3.2 黏涂技术216

6.4 热喷涂与冷喷涂218

6.4.1 热喷涂218

6.4.2 冷喷涂228

6.5 电火花表面涂覆229

6.5.1 电火花表面涂覆的原理和特点229

6.5.2 电火花涂覆工艺及应用231

6.5.3 电火花涂覆层的特性232

6.6 堆焊与熔结234

6.6.1 堆焊234

6.6.2 熔结240

6.7 热浸镀242

6.7.1 热浸镀层的种类242

6.7.2 热浸镀工艺243

6.7.3 热浸镀锌243

6.7.4 热浸镀铝246

6.8 搪瓷涂覆247

6.8.1 瓷釉的基本成分和釉浆247

6.8.2 搪瓷的金属基材及表面清洁处理249

6.8.3 釉浆的涂覆和搪瓷烧成249

6.8.4 搪瓷制品的分类和应用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 无机涂料与纳米复合涂料252

6.10.1 无机涂料253

6.10.2 纳米复合涂料259

6.11 陶瓷涂层265

6.11.1 陶瓷涂层的分类和选用266

6.11.2 陶瓷涂层的工艺及其特点267

6.11.3 几种典型的陶瓷涂层268

6.12 达克罗涂覆技术270

6.12.1 达克罗涂覆技术的由来与发展271

6.12.2 达克罗涂层的结构与耐蚀机理272

6.12.3 达克罗涂覆工艺流程272

6.12.4 达克罗涂覆技术的优点与不足274

6.12.5 达克罗涂覆技术的应用275

第7章 气相沉积技术277

7.1 气相沉积与薄膜277

7.1.1 薄膜的定义与特征277

7.1.2 薄膜的形成过程与研究方法278

7.1.3 薄膜的种类和应用279

7.1.4 薄膜制备方法和气相沉积法分类280

7.2 真空技术基础281

7.2.1 真空度和真空区域的划分281

7.2.2 真空的特点和应用281

7.2.3 真空中的气体分子特性281

7.2.4 真空的获得283

7.2.5 真空泵型号和真空机组284

7.2.6 真空测量和检漏285

7.3 物理气相沉积290

7.3.1 真空蒸镀290

7.3.2 溅射镀膜298

7.3.3 离子镀308

7.3.4 离子束沉积318

7.3.5 分子束外延320

7.4 化学气相沉积321

7.4.1 化学气相沉积的反应方式与条件321

7.4.2 化学气相沉积的方法与分类322

7.4.3 几类化学气相沉积简介324

7.4.4 化学气相沉积的特点与应用329

第8章 表面改性技术334

8.1 金属材料表面改性334

8.1.1 金属表面形变强化334

8.1.2 金属表面热处理340

8.1.3 金属表面化学热处理348

8.1.4 等离子体表面处理360

8.1.5 激光表面处理363

8.1.6 电子束表面处理372

8.1.7 高密度太阳能表面处理374

8.1.8 离子注入表面改性376

8.2 无机非金属材料表面改性385

8.2.1 玻璃的表面改性385

8.2.2 传统陶瓷的表面改性390

8.2.3 先进陶瓷的表面改性391

8.2.4 生物无机非金属材料的表面改性394

8.3 高分子材料表面改性396

8.3.1 偶联剂处理396

8.3.2 化学改性397

8.3.3 辐射处理399

8.3.4 等离子体改性400

8.3.5 酶化学表面改性401

第9章 复合表面技术403

9.1 电化学技术与某些表面技术的复合403

9.1.1 电化学技术与物理气相沉积的复合403

9.1.2 电化学技术与表面热扩散处理的复合406

9.2 真空镀膜与某些表面技术的复合406

9.2.1 真空镀膜与涂装技术的复合406

9.2.2 真空镀膜与离子束技术的复合411

9.3 表面镀（涂）覆与纳米技术的复合417

9.3.1 复合电镀、复合电刷镀和复合化学镀417

9.3.2 纳米黏结、黏涂和纳米热喷涂423

9.4 表面热处理与某些表面技术的复合425

9.4.1 复合表面热处理425

9.4.2 表面热处理与表面形变强化处理的复合426

9.5 高能束表面处理与某些表面技术的复合426

9.5.1 激光表面合金化、陶瓷化和增强电镀427

9.5.2 激光束表面处理与等离子喷涂的复合428

9.6 纳米晶粒薄膜和纳米多层薄膜429

9.6.1 纳米薄膜概述429

9.6.2 纳米晶复合薄膜430

9.6.3 纳米多层膜433

第10章 表面加工制造437

10.1 表面加工技术简介437

10.1.1 超声波加工437

10.1.2 磨料加工438

10.1.3 化学加工441

10.1.4 电化学加工442

10.1.5 电火花加工445

10.1.6 电子束加工446

10.1.7 离子束加工448

10.1.8 激光束加工449

10.1.9 等离子体加工451

10.1.10 光刻加工452

10.1.11 LIGA加工459

10.1.12 机械微细加工461

10.2 微电子工业和微机电系统的微细加工462

10.2.1 微电子工业的微细加工462

10.2.2 微机电系统的微细加工466

第11章 表面技术设计468

11.1 表面技术设计的要素与特点468

11.1.1 表面技术设计的要素468

11.1.2 表面技术设计的特征469

11.2 表面技术设计的类型与方法470

11.2.1 表面技术设计的类型470

11.2.2 表面技术设计的方法470

第12章 表面测试分析478

12.1 表面分析的类别、特点和功能478

12.1.1 表面分析用主要仪器478

12.1.2 依据结构层次的表面分析类别482

12.2 常用表面分析仪器和测试技术简介484

12.2.1 电子显微镜485

12.2.2 场离子显微镜486

12.2.3 扫描隧道显微镜487

12.2.4 原子力显微镜488

12.2.5 X射线衍射490

12.2.6 电子衍射490

12.2.7 X射线光谱仪和电子探针492

12.2.8 质谱仪和离子探针494

12.2.9 激光探针494

12.2.10 电子能谱仪495

12.2.11 弹道电子发射显微镜499

12.2.12 扫描近场光学显微镜和光子扫描隧道显微镜500

12.2.13 红外光谱和拉曼光谱502

参考文献507