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第一章 绪论1

1.1表面工程的分类及应用1

1.1.1表面工程的分类1

1.1.2表面工程技术的应用1

1.2表面工程与失效分析的关系2

1.3表面工程的发展前景2

第二章 材料的表面结构与性能4

2.1材料的表面结构4

2.1.1材料表面的宏观认识4

2.1.2材料表面的微观结构8

2.2.1表面自由能和表面张力10

2.2表面自由能和界面润湿10

2.2.2界面湿润和表面接触角11

2.3固体表面吸附12

2.3.1物理吸附和化学吸附12

2.3.2等温吸附方程式12

2.4固体表面催化13

2.4.1表面催化反应过程14

2.4.2催化剂制备16

2.5界面电化学17

2.5.1固－液界面双电层18

2.5.2界面电荷转移与电极电位19

2.5.3 Bulter-Volmer方程20

3.1.2化学转化膜的性质和用途22

3.1.1化学转化膜的类型22

第三章 化学转化膜技术22

3.1化学转化膜的类型与用途22

3.2钢铁的氧化与磷化23

3.2.1钢铁的化学氧化23

3.2.2磷化25

3.3铝的阳极氧化及着色33

3.3.1铝上的氧化膜33

3.3.2铝上的阳极氧化36

3.3.3化学染色法48

3.3.4电解着色法51

3.4不锈钢表面膜的着色技术61

3.4.1不锈钢表面的化学着色62

3.4.2不锈钢彩色转化膜处理63

3.5.1钛表面着色工艺66

3.5钛与钛合金的着色66

3.5.2彩色钛氧化膜的性能68

第四章 金属覆盖层技术70

4.1电镀技术70

4.1.1电镀概述70

4.1.2电镀的基本理论75

4.1.3添加剂对金属电镀的影响89

4.1.4金属电镀的工艺流程及影响电镀的基本工艺参数91

4.1.5合金电镀93

4.1.6特种电镀101

4.2化学镀107

4.2.1化学镀概述107

4.2.2化学镀实例简介——化学镀镍磷合金111

4.2.3化学镀主要研究进展113

4.2.4化学镀发展展望115

4.3热浸镀115

4.3.1概述115

4.3.2热浸镀实例简介——带钢热浸镀锌118

4.4热喷涂119

4.4.1概述119

4.4.2热喷涂工艺123

4.4.3热喷涂技术的发展与展望126

第五章 表面热处理技术129

5.1表面淬火129

5.1.1表面淬火用钢129

5.1.2感应加热表面淬火130

5.1.3火焰加热表面淬火133

5.2热扩渗134

5.2.1热扩渗的原理135

5.2.2钢的渗碳135

5.2.3钢的氮化142

5.2.4钢的渗硼145

5.2.5钢的渗铝148

5.3表面形变强化149

5.3.1喷丸材料和设备149

5.3.2喷丸强化原理150

5.3.3喷丸强化技术的应用和发展150

6.1涂料与涂装工艺152

6.1.1涂料的定义与组成152

第六章 非金属涂装技术152

6.1.2涂料的分类与性能153

6.1.3涂料产品的命名156

6.1.4常用涂料的基本性能158

6.1.5新型现代工业涂料及应用160

6.1.6涂装工艺164

6.2塑料粉末涂料及涂敷方法168

6.2.1热塑热固性粉末涂料的基本生产工艺169

6.2.2热塑性粉末涂料170

6.2.3热固性粉末涂料172

6.2.4塑料粉末涂敷方法176

6.3.1陶瓷涂层的分类178

6.3.2陶瓷涂层的制备工艺及应用178

6.3陶瓷涂层加工技术178

第七章 气相沉积技术191

7.1物理气相沉积191

7.1.1真空蒸发镀膜192

7.1.2溅射镀膜203

7.1.3离子镀膜217

7.1.4分子束外延生长法223

7.2化学气相沉积（CVD）228

7.2.1 CVD原理229

7.2.2 CVD技术中典型的化学反应类型230

7.2.3影响CVD薄膜的主要参数235

7.2.4 CVD设备238

7.2.5等离子体强化CVD方法240

7.2.6有机金属化学气相沉积243

7.2.7光化学气相沉积248

8.1工业激光器及激光加工系统251

8.1.1激光的产生机理251

第八章 激光表面改性技术251

8.1.2激光的特性253

8.1.3激光器的基本结构254

8.1.4典型激光器及激光加工系统255

8.2激光硬化258

8.2.1激光硬化分类及特点259

8.2.2激光硬化原理260

8.2.3激光淬火工艺263

8.2.4激光淬火应用实例264

8.3.1激光合金化和熔覆基本原理267

8.3激光表面合金化与熔覆267

8.3.2激光合金化与熔覆工艺268

8.3.3激光合金化与熔覆应用实例274

8.4其他高能束表面改性技术287

8.4.1电子束表面改性287

8.4.2离子束表面改性289

第九章 表面功能化293

9.1吸波涂层293

9.1.1概述293

9.1.2吸波涂层的工作原理293

9.1.3吸波涂层的设计294

9.1.4吸波涂料的组成295

9.1.5吸波涂层材料的分类296

9.1.6前景展望297

9.2玻璃表面镀膜298

9.2.1基片玻璃的组成与性能表征298

9.2.2膜层的材料与特性299

9.2.3镀膜方法300

9.3先进功能膜302

9.3.1超导薄膜302

9.3.2磁性薄膜303

9.3.3光电薄膜304

9.3.4透明导电薄膜306

9.3.5电热膜307

9.4功能膜板308

9.4.1模板法发展的历史308

9.4.2阳极氧化膜的结构311

9.4.3多孔阳极氧化膜为膜板，电化学沉积制备纳米材料315

第十章 失效分析318

10.1金属构件失效的类型318

10.1.1断裂失效318

10.1.2腐蚀失效320

10.1.3磨损失效324

10.2引起失效的原因333

10.2.1设计不合理引起的失效333

10.3.1现场调研334

10.3腐蚀失效分析的一般步骤334

10.3.3失效原因分析334

10.3.2实验室试验334

10.2.4操作不当引起的失效334

10.2.3加工制造中的缺陷引起的失效334

10.2.2材料中的缺陷引起的失效334

10.3.4失效分析的着眼点335

10.3.5腐蚀失效的分析技术335

10.4失效分析实例336

10.4.1 5号循环机活塞杆断裂事故的失效分析336

10.4.2 KZL4-13-AⅢ锅筒爆裂的失效分析338

10.4.3湿氯洗涤塔衬钛塔节的损坏341

10.4.4电站海水循环系统的腐蚀与防护343

10.4.5出口缝纫机发生锈蚀的原因分析346

10.4.6万向节油封环接触处锈蚀的原因分析347

10.4.7冷媒冷却器的腐蚀与防护349

10.4.8闪底泵法兰密封面泄漏的失效分析353

10.4.9低碳钢碱液蒸发器的碱脆355

10.4.10 T801氯化氢塔中段塔节腐蚀原因分析357

10.4.11 E101换热器管束破裂失效分析360

10.4.12不锈钢硫铵离心机的腐蚀失效分析363

10.4.13不锈钢弯头的应力腐蚀破裂367

10.4.14磺胺浓缩釜腐蚀破坏原因分析370

10.4.15脱烷塔引出线弯管断裂原因分析375

10.4.16原油－常顶油气换热器列管的开裂378

10.4.17中变气蒸汽发生器的应力腐蚀破裂380

10.4.18硅粉系统冲刷磨损的形貌与试验结果381

11.1表面结构分析388

11.1.1表面成分分析388

第十一章 表面分析388

11.1.2表面结构测定389

11.1.3表面形貌观察389

11.2电子显微镜390

11.2.1透射电子显微镜391

11.2.2扫描电子显微镜393

11.2.3 X射线显微分析396

11.3 X射线衍射398

11.3.1 X射线衍射分析方法398

11.3.2 X射线衍射分析的应用402

11.4 X射线光电子能谱404

11.4.1 X射线光电子能谱分析的基本原理404

11.4.3 X射线光电子能谱的应用405

11.4.2 X射线光电子能谱仪的构造405

11.5扫描隧道显微镜407

11.5.1扫描隧道显微镜的工作原理407

11.5.2扫描隧道显微镜分析的特点与应用409

11.6原子力显微镜410

11.6.1原子力显微镜的工作原理410

11.6.2原子力显微镜的应用411

11.7俄歇电子能谱411

11.7.1俄歇电子能谱分析的基本原理411

11.7.2俄歇电子能谱仪的结构412

11.7.3俄歇电子能谱的应用413

11.8激光拉曼光谱413

11.8.1拉曼效应414

11.8.2退偏比（ρ）414

11.8.3拉曼光谱的应用414