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当代表面处理技术

刘新佳9月/10/101现代表面处理技术第1页教材及参考资料教材：当代表面技术，钱苗根等，机工版，参考资料：1.当代表面工程技术,董允,张延森，机工版，19992.面向二十一世纪表面工程，徐滨士，机工版，19973.表面工程手册，李国英主编，机工版，19984.表面涂层技术，陈学定，韩文政，机工版，19945.表面工程与维修，徐滨士，朱绍华等，机工版，1996/10/102现代表面处理技术第2页教学目1.系统地掌握当代表面处理技术基本原理；2.能合理选择并应用这些新表面工程技术；3.处理材料表面硬度、强度、耐磨性与心部强韧性之间矛盾；4.充分发挥材料性能潜力；5.延长产品使用寿命和提升产品质量。/10/103现代表面处理技术第3页第一章表面技术概论第一节表面技术及其发展背景

19世纪工业革命以来，为适应高强度、高硬度和耐磨、耐蚀、耐高温等特殊要求，需不停开发各种特殊合金材料，但这些材料往往价格昂贵。所以，人们试图采取各种表面技术对普通钢材表面进行加工，改变其表面性能，以适应复杂工作环境。另外，磨损、腐蚀等失效都是首先发生在材料表面，经过对材料表面进行有效处理，可极大地提升材料寿命。基于这么背景，逐步形成了一门新兴学科——表面工程学。/10/104现代表面处理技术第4页表面工程概念提出始于20世纪80年代。1983年英国T·Bel教授首先提出了表面工程概念。表面工程学科发展主要标志是1983年英国伯明翰大学沃福森表面工程研究所建立和1985年国际刊物《表面工程》发行。1986年10月国际热处理联合会决定接收表面工程概念，并把自己会名改为国际热处理及表面工程联合会。/10/105现代表面处理技术第5页一、什么是表面技术从广义上讲，表面技术是直接与各种表面现象或过程相关，能为人类造福或被人们利用技术。任何表面在通常情况下实际上都是界面。两种不一样相之间交界，称为界面，在任何两相界面上都能够发生复杂物理或化学现象，总称为表面现象。固体材料界面有三种：表面——固体材料与气体或液体分界面。晶界（或亚晶界）——多晶体内部成份、结构相同而取向不一样晶粒（或亚晶）之间界面。相界——固体材料中成份、结构不一样两相之间界面。表面技术主要包含：表面覆盖（在材料表面施加各种覆盖层）、表面改性、表面加工以及表面湿润、表面催化、膜技术等。/10/106现代表面处理技术第6页二、使用表面技术目标1.提升材料抵抗环境能力，同时含有装饰效果。经过使用表面技术，能够提升材料在各种介质（如空气、淡水、海水、土壤、酸、碱、盐等）中耐蚀性，还能够提升材料表面硬度，从而提升材料耐磨性以及耐疲劳性。有不锈钢镜面板;不锈钢丝纹板;不锈钢刻花板;不锈钢彩色板;着色铝合金制品;彩色钢板;金属表面仿金电镀层等。/10/107现代表面处理技术第7页2.赋予材料表面某种功效特征。包含光、热、电、磁、声、吸附、分离等各种物理和化学特征。3.实施特定表面加工来制造构件、零部件和元器件等。4.修补金属表面缺点和磨损普遍采取热喷涂技术修复磨损件。刷镀是修补金属表面磨损比较廉价伎俩。特点是设备简单，操作灵活，适于野外和现场修复，尤其是对于大型、精密设备现场不解体修复，更含有独特优点。当前刷镀技术已广泛用于修复加工超差件，以及工件表面磨损、凹坑和斑蚀等缺点部位。/10/108现代表面处理技术第8页三、表面技术快速发展原因首先，表面工程技术属性是其快速发展基础。表面工程含有学科综合性、伎俩多样性、广泛功效性、潜在创新性、环境保护性、很强实用性和巨大增效性。因而受到各行各业重视。表面工程技术既可对材料表面改性，制备多功效（防腐、耐磨、耐热、耐高温、耐疲劳、耐辐射、抗氧化以及光、热、磁、电等特殊功效）涂、镀、渗、覆层，成倍延长机件寿命；又可对产品进行装饰；还可对废旧机件进行修复。采取表面工程办法费用，普通即使占产品价格5％～10％，却能够大幅度地提升产品性能及附加值，从而取得更高利润，采取表面工程办法平均效益高达5～20倍以上。/10/109现代表面处理技术第9页其次，当代工业需求是表面工程快速发展动力。当代工业发展对机电产品提出了更高要求，体积要小巧，外形要美观，而且能在高温、高速、重载以及腐蚀介质、恶劣环境下可靠连续地工作。比如：①汽车轻量化→铝合金→表面耐磨问题突出→表面耐磨涂层/10/1010现代表面处理技术第10页②火箭发动机尾喷管内壁和燃烧室：需承受～3300℃温度和巨大热焰流冲击；飞船或者洲际导弹头部锥体和翼前沿：因为含有几十倍音速，并与大气层摩擦，即所谓气动加热，其温度高达4000～5000℃：问题：绝大多数金属和合金不能承受如此高温度。处理问题方法：依靠各种形式隔热涂层、防火涂层和烧蚀涂层。隔热防火涂层是热导率低氧化物：氧化铝、氧化锆、氧化钍等。烧蚀涂层：有机材料加石英纤维、陶瓷纤维或碳纤维。/10/1011现代表面处理技术第11页③航天飞机外壳防热材料和涂层：如美国洛克希德导弹与航天企业开发了一个LI-900全氧化硅绝热毡特征：1）重量轻，整个体积95%都是空。2）

为防水、耐蚀以及散热，表面加涂了一个碳化硅涂层，该涂层可把90%入射热反射掉，而剩下10%几乎都被氧化硅毡所隔绝。/10/1012现代表面处理技术第12页/10/1013现代表面处理技术第13页④人造卫星在宇宙中温度控制：问题：卫星表面受太阳照射一面温度可达+200℃，没有被太阳照射一面温度可低到-200℃/10/1014现代表面处理技术第14页⑤在太阳能利用中，必须利用涂层来吸收太阳光谱中全部波段能量。

如用电子束蒸镀金属陶瓷层Co-Al2O3作为太阳能吸热器，使对太阳能吸收率可达95%/10/1015现代表面处理技术第15页美国B-2隐形轰炸机表面为含有良好吸波性能碳纤维复合材料/10/1016现代表面处理技术第16页第三，环境保护紧迫性是促进表面工程快速发展时代要求。表面工程能大量节约能源、节约资源、保护和优化环境。表面工程最大优势是能够以各种方法制备出优于基材性能表面功效薄层。该薄层厚度普通从几十微米到几毫米，仅占工件厚度几百分之一到几十分之一，却使工件含有了比基材更高耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性能。/10/1017现代表面处理技术第17页在热工设备及高温环境下，用表面处理技术在设备、管道及部件上施加隔热涂层，可降低热损失。在高、中温炉内壁涂以远红外辐射涂层可节电约30％。用表面沉积铬层塑料部件替换汽车上一些金属部件如格板等，可减轻汽车质量，增加单位燃料平均行驶里程，也可间接收到节能效果。广泛应用电镀工艺产生大量工业废水，造成环境污染，沉积新技术可部份取代电镀，有利于环境保护。/10/1018现代表面处理技术第18页韩国“美女”都是人造？

10/10/19现代表面处理技术第19页隆鼻材料10/10/20现代表面处理技术第20页

为了改进人工植入材料与肌体生物相容性，需在植入材料制成器件上沉积第三种材料薄膜。10/10/21现代表面处理技术第21页第四，当代科技结果为表面工程快速发展提供了技术支撑。计算机广泛应用和推广，提升了表面工程技术设备自动化程度，改进了表面涂层制备效率和质量，使得表面工程技术设计可用数值模拟方法。新能源和新材料等技术发展，加速了表面工程技术发展。比如，离子束、电子束和激光束三束技术发展，使得含有高效率和高质量高密度能源表面涂覆和强化成本越来越低；采取纳米级材料添加剂减摩技术能够在摩擦部件动态工作中智能地修复零件表面缺点，实现材料磨损部位原位自动修复，并使裂纹自愈合；用电刷镀制备含纳米金刚石粉末涂层方法能够用来修复模具，延长使用寿命，是模具修复一项突破；各种陶瓷材料、非晶态材料、高分子材料等也将不停地被应用于表面工程中。/10/1022现代表面处理技术第22页第二节表面工程技术学科体系

表面工程技术能够从不一样角度进行归纳分类。从材料科学角度，按沉积物尺寸进行，表面工程技术能够分为以下四种基本类型：（1）原子沉积。以原子、离子、分子和粒子集团等原子尺度粒子形态在基体上凝聚，然后成核、长大，最终形成薄膜。被吸附粒子处于快冷非平衡态，沉积层中有大量结构缺点。沉积层常和基体反应生成复杂界面层。凝聚成核及长大模式，决定着涂层显微结构和晶型。电镀、化学镀、真空蒸镀、溅射、离子镀、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子聚合、分子束外延等均属这类。

/10/1023现代表面处理技术第23页（2）颗粒沉积。以宏观尺度熔化液滴或细小固体颗粒在外力作用下于基体材料表面凝聚、沉积或烧结。涂层显微结构取决于颗粒凝固或烧结情况。热喷涂、搪瓷涂敷等都属这类。（3）整体覆盖。欲涂覆材料于同一时间施加于基体表面。如包箔、贴片、热浸镀、涂刷、堆焊等。/10/1024现代表面处理技术第24页（4）表面改性。用离子处理、表面热处理、机械处理及化学处理等方法处理表面，改变材料表面组成及性质。如化学转化膜、喷丸强化、激光表面处理、电子束表面处理、离子注入等。/10/1025现代表面处理技术第25页实际上，表面工程技术有着广泛涵义，综合来看，大致上可分为以下几个部分：（1）表面工程基础理论。它主要有表面失效分析理论、表面摩擦与磨损理论、表面腐蚀与防护理论、表面(界面)结合与复合理论等。它对表面工程技术发展和应用有着直接、主要影响。/10/1026现代表面处理技术第26页（2）表面处理技术。它又包含表面覆盖技术、表面改性技术和复合表面处理技术三部分。表面覆盖技术主要有电镀、电刷镀、化学镀、涂装、粘结、堆焊、熔结、热喷涂、塑料涂敷、电火花涂敷、热浸镀、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、真空蒸镀、溅射镀、离子镀、化学气相沉积、分子束外延、离子束合成薄膜技术、化学转化膜、热烫印和暂时性覆盖处理等。表面改性技术主要有喷丸强化、表面扩渗、表面热处理、激光表面处理、电子束表面处理、高密度太阳能表面处理和离子注入等。复合表面处理技术是综合利用两种或更各种表面处理技术。/10/1027现代表面处理技术第27页（4）表面分析和测试技术。它主要有表面形貌和显微组织结构分析、表面成份分析、表面原子排列结构分析、表面原子动态和受激态分析和表面电子结构分析等。（3）表面加工技术。它主要有表面预处理加工、表面层机械加工和表面层特种加工等。（5）表面工程技术设计。它主要有表面层材料设计、表面层结构设计、表面工艺设计和表面工程经济分析等。/10/1028现代表面处理技术第28页第三节表面工程技术应用一、表面技术在结构材料上应用材料依据所起作用大致能够分为结构材料和功效材料两大类。结构材料主要用来制造工程建筑中构件、机械装备中零部件以及工具、模具等，在性能上以力学性能为主，同时在许多场所又要求兼有良好耐蚀性和装饰性。表面技术在这方面主要起着防护、耐磨、强化、修复、装饰等主要作用。/10/1029现代表面处理技术第29页

表面防护主要指材料表面预防化学腐蚀和电化学腐蚀等能力。腐蚀问题是普遍存在。据统计，世界现存钢铁及金属设备每年腐蚀率约为10%，金属腐蚀直接损失占国民生产总值1%，而发达国家高达2%～4%，超出水灾、火灾、地震和飓风等所造成总和。金属腐蚀间接损失不易计算，普通认为最少为直接损失3～5倍。处理腐蚀问题惯用方法主要有：用价廉金属定时更换旧腐蚀件；使用表面技术或改变材料表面成份和结构或施加覆盖层来显著提升材料或制件防护能力。使用表面技术预防腐蚀是当代防腐主要和根本方法。/10/1030现代表面处理技术第30页

耐磨主要指材料在一定摩擦条件下抵抗磨损能力。同腐蚀一样，磨损也是从表面开始，所以，采取各种表面技术是提升材料或制件耐磨性有效路径之一。

强化主要指经过各种表面强化处理来提升材料表面抵抗除腐蚀和磨损之外环境作用能力。疲劳破坏也是从材料表面开始，经过各种表面技术能够显著提升材料疲劳强度。经过合理选材和表面强化处理，能够满足许多制品表面强度和硬度高、心部韧性好长使用寿命要求。/10/1031现代表面处理技术第31页

在工程上，许多零部件因表面强度、硬度、耐磨性等不足而逐步磨损、剥落、锈蚀，使外形变小以致尺寸超差或强度降低，最终不能使用。许多表面技术如堆焊、电刷镀、热喷涂、电镀、粘结等，含有修复功效，不但可修复尺寸精度，而且往往还可提升表面性能，延长使用寿命。/10/1032现代表面处理技术第32页表面装饰主要包含光亮（镜面、全光亮、亚光、光亮缎状，无光亮缎状等）、色泽（各种颜色和多彩等）、花纹（各种平面花纹，刻花和浮雕等）、仿照（仿贵金属、仿大理石、仿花岗石等）多方面特征。用恰当表面技术，可对各种材料表面装饰，不但方便、高效，而且美观、经济，故应用广泛。/10/1033现代表面处理技术第33页二、表面技术在功效材料和元器件上应用功效材料主要指那些含有优良物理、化学和生物等功效及其相互转化功效，而被用于非结构目标高技术材料。功效材料惯用来制造各种装备中含有独特功效关键部件。功效材料与结构材料相比，除了二者性能上差异和用途不一样之外，另一个主要特点是材料通常与元器件“一体化”，即功效材料常以元器件形式对其性能进行评价。确切地说，并非结构材料以外材料都可称为功效材料。/10/1034现代表面处理技术第34页

材料许多性质和功效与表面组织结构亲密相关，因而经过各种表面技术可制备或改进一系列功效材料及其元器件。因为表面技术有了很大改进，材料表面成份和结构可得到严格控制，同时又能进行高精度微细加工，因而许多电子元器件不但可做得越来越小，大大缩小了产品体积和减轻了重量，而且生产重复性、成品率和产品可靠性、稳定性都取得显著提升。/10/1035现代表面处理技术第35页使用表面技术可制备或改进含有光学特征功效材料及其元器件。如含有光反射性反射镜，含有光防反射性防眩零件，含有光增透性激光材料增透膜，含有光选择经过反射红外线、透过可见光透明隔热膜，含有分光性用多层介质膜组成分光镜，含有光选择吸收太阳能选择吸收膜，含有偏光性起偏器，能发光光致发光材料，含有光记忆薄膜光致材料等。/10/1036现代表面处理技术第36页使用表面技术可制备或改进含有电学特征功效材料及其元器件。如含有导电性表面导电玻璃，含有超导性用表面扩散制成Nb-Sn线材，含有约瑟夫逊效应约瑟夫逊器件，含有各种电阻特征膜电阻材料，含有绝缘性绝缘涂层，含有半导性半导体材料（膜），含有波导性波导管，含有低接触电阻特征开关等。/10/1037现代表面处理技术第37页使用表面技术可制备或改进含有磁学特征功效材料及其元器件。如含有存放记忆磁泡材料，含有磁统计磁统计介质，含有电磁屏蔽电磁屏蔽材料等。使用表面技术可制备或改进含有声学特征功效材料及其元器件。如含有声反射和声吸收吸声涂层，含有声表面波声表面波器件等。/10/1038现代表面处理技术第38页使用表面技术可制备或改进含有热学特征功效材料及其元器件。如含有导热性散热材料，含有热反射性热反射镀膜玻璃，含有耐热性和蓄热性集热板，含有热膨胀性双金属温度计，含有保温性和绝缘性保温材料，含有耐热性耐热涂层，含有吸热性吸热材料等。使用表面技术可制备或改进含有化学特征功效材料及其元器件。如含有选择过滤性分离膜材料，含有活性活性剂，含有耐蚀性防护涂层，含有防沾污性医疗器件，含有杀菌性餐具镀银等。/10/1039现代表面处理技术第39页使用表面技术可制备或改进含有功效特征功效材料及其元器件。如能进行光电转换薄膜太阳能电池，能进行电光转换电致发光器件，能进行热电转换电阻式温度传感器，能进行电热转换薄膜加热器，能进行光热转换选择性涂层，能进行力热转换减振膜，能进行力电转换电容式压力传感器，能进行磁光转换磁光存贮器，能进行光磁转换光磁统计材料等。/10/1040现代表面处理技术第40页三、表面技术在人类适应、保护和优化环境方面应用用涂覆和气相沉积等表面技术制成触媒载体等是净化大气材料，可用来有效地处理CO2、NO2、SO2等有害气体。用表面技术制成膜材料是主要净化水质材料，可用来处理污水、化学提纯、水质软化、海水淡化等。/10/1041现代表面处理技术第41页TiO2光催化剂含有净化环境功效，能够将一些污染物质分解掉，使之无害，同时又因有粉状、粒状和薄膜等形状而易于利用。过渡金属Ag、Pt、Cu、Zn等元素能增强TiO2光催化作用，而且有抗菌和灭菌作用，尤其是Ag和Cu。日本已利用表面技术开发出一个把含有吸附蛋白质能力磷灰石生长在TiO2表面而制成高功效TiO2复合材料。它能够完全分解吸附菌类物质，不但能够半永久性使用，而且还能够制成纤维和纸，用作广泛抗菌材料。/10/1042现代表面处理技术第42页用表面技术制成吸附剂，能够除去空气、水、溶液中有害成份，而且含有除臭、吸湿等作用。在氨基甲酸乙酰泡沫上涂覆铁粉，经烧结后成为除臭剂，用于冰箱、厨房、厕所、汽车内。用表面化学原理制成特定组合电极，可用来除去发电厂沉淀池、热交换器、管道等内部藻类污垢。远红外光含有活化空气和水功效，而活化空气和水有利于人健康。在水净化器中加上能活化水远红外陶瓷涂层装置，取得很好效果，已经投入实际应用。/10/1043现代表面处理技术第43页含有一定理化性质和生物相容性生物医学材料已受到人们高度重视，而使用医用涂层可在保持基体材料特征基础上，或促进基体表面生物学性质，或阻隔基材离子向周围组织溶出扩散，或提升基体表面耐磨性、绝缘性等，有力促进了生物医学材料发展。在金属材料上涂以生物陶瓷、用作人造骨、人造牙、植入装置导线绝缘层等等。/10/1044现代表面处理技术第44页当前大量使用能源往往有严重污染，所以今后要大力推广绿色能源，如太阳能电池、磁流体发电、热电半导体、海浪发电、风能发电等，以保护人类环境。表面技术是许多绿色能源装置如太阳能电池、太阳能集热管、半导体制冷器等制造主要基础之一。用表面技术和其它技术制成磁性涂层敷在人体一定穴位，有治疗疼痛、高血压等功效。涂敷驻极体膜，含有促进骨裂愈合等功效。/10/1045现代表面处理技术第45页四、表面技术在研究和生产新型材料中应用利用化学气相沉积技术，在低压或常压条件就可制得金刚石薄膜新材料（过去制备金刚石材料在高温高压下进行），为金刚石结构，硬度高达80～100GPa，室温热导率为铜2.7倍，有很好绝缘性和化学稳定性，在很宽光波段范围内透明，有比Si、GaAs等半导体材料更宽禁带宽度，在微电子技术、超大规模集成电路、光学、光电子等领域有良好应用前景，有可能是Ge、Si、GaAs以后新一代半导体材料。/10/1046现代表面处理技术第46页利用化学气相沉积技术制备类金刚石碳膜新材料，是一个含有非晶态和微晶结构含氢碳化膜，其一些性能靠近金刚石膜，如高硬度、高热导率、高绝缘性、良好化学稳定性、从红外到紫外高光学透过率等，可考虑用作光学器件上保护膜和增透膜、工具耐磨层、真空润滑层等。利用气相沉积技术制备立方氮化硼薄膜新材料，为立方结构，硬度仅次于金刚石，而耐氧化性、耐热性和化学稳定性优于金刚石，含有高电阻率、高热导率，掺入一些杂质可成为半导体，当前正逐步用于半导体、电路基板、光电开关及耐磨、耐热、耐蚀涂层。/10/1047现代表面处理技术第47页利用表面技术制备超微颗粒型新材料，尺寸范围大致为1～100nm，（大于10μm颗粒称为微粉，小于1nm颗粒称为原子团簇，处于1～100nm颗粒称为纳米微粒），其表面效应、小尺寸效应和量子效应，使其在光学、热学、电学、磁学、力学、化学等方面有着许多奇异特征，如能显著提升许多颗粒型材料活性和催化率，增大磁性颗粒磁统计密度，提升化学电池、燃料电池和光化学电池效率，增大对不一样波段电磁波吸收能力等，它也可作为添加剂，制成导电合成纤维、橡胶、塑料或者成为药剂载体，提升药效等。/10/1048现代表面处理技术第48页将利用表面技术制成小于15nm超微颗粒在高压下压制成型，或再经一定热处理工序后制成含有超细组织纳米固体新材料，按材料属性可分为纳米金属材料、纳米陶瓷材料、纳米复合材料和纳米半导体材料等，其界面体积分数很高，界面处原子间距分布与同成份普通固体材料有很大差异，如纳米陶瓷有一定塑性，可进行挤压和轧制，然后退火使晶粒尺寸长大到微米量级，又变成普通陶瓷；纳米陶瓷有优良导热性；纳米金属有更高强度等，因而有广泛应用。/10/1049现代表面处理技术第49页利用表面技术制备梯度功效新材料，是连续、平稳改变非均质材料，其组织连续改变，材料功效随之改变，用于航空、航天领域，可有效地处理热应力缓解问题，取得耐热性与力学强度都优异新功效，还可望在核工业、生物、传感器、发动机等许多领域有广泛应用。/10/1050现代表面处理技术第50页第四节表面工程技术发展趋势

一、研究复合表面技术

在单一表面技术发展同时，综合利用两种或各种表面技术复合表面技术（也称第二代表面技术）有了快速发展。复合表面技术经过最正确协同效益使工件材料表面体系在技术指标、可靠性、寿命、质量和经济性等方面取得最正确效果，克服了单一表面技术存在不足，处理了一系列工业关键技术和高新技术发展中特殊技术问题。强调各种表面工程技术复合，是表面工程主要特色之一。/10/1051现代表面处理技术第51页当前，复合表面工程技术研究和应用已取得了重大进展，如热喷涂和激光重熔复合、热喷涂与刷镀复合、化学热处理与电镀复合、表面涂覆强化与喷丸强化复合、表面强化与固体润滑层复合、多层薄膜技术复合、金属材料基体与非金属表面复合、镀锌或磷化与有机漆复合、渗碳与钛沉积复合、物理和化学气相沉积同时进行离子注入等等。伴随复合表面工程技术发展，梯度涂层技术也取得较大发展，以适应不一样涂覆层之间性能过渡。复合表面工程技术将在新世纪中不停得到发展，今后将依据产品需要深入综合研究利用各种表面工程技术组合，处理工程中难题，以期到达最正确优化效果。/10/1052现代表面处理技术第52页二、完善表面工程技术设计体系表面工程技术设计是针对工程对象工况条件和设备中零部件等寿命要求，综合分析可能失效形式与表面工程进展水平，正确选择表面技术或各种表面技术复合，合理确定涂层材料及工艺，预测使用寿命，评定技术经济性，必要时进行模拟试验，并编写表面工程技术设计书和工艺卡片。当前，表面工程技术设计仍基本停留在经验设计阶段。有些行业和企业针对自己工程问题开发出了表面工程技术设计软件，但不足很大。伴随计算机技术、仿真技术和虚拟技术发展，建立有我国特色表面工程技术设计体系现有条件又迫在眉睫。/10/1053现代表面处理技术第53页

三、开发各种功效涂层表面工程大量任务是使零件、构件表面延缓腐蚀、降低磨损、延长疲劳寿命。伴随工业发展，在治理这三种失效之外提出了许多特殊表面功效要求。比如舰船上甲板需要有防滑涂层，当代装备需要有隐身涂层，军队官兵需要防激光致盲镀膜眼镜，太阳能取暖和发电设备中需要高效吸热涂层和光电转换涂层，录音机中需要有磁统计镀膜、建筑业中玻璃幕墙需要有阳光控制膜等等。另外，隔热涂层、导电涂层、减振涂层、降噪涂层、催化涂层、金属染色技术等也有广泛用途。在制备功效涂层方面，表面工程也可大显身手。/10/1054现代表面处理技术第54页四、研究开发新型涂层材料表面涂层材料是表面技术处理工程问题主要物质基础。当前发展涂层新材料，有些是单独配制或熔炼而成，有些则是在表面技术加工过程中形成，后一类涂层材料诞生，深入显示了表面工程特殊功效。轿车涂装技术中新发展第五代阴极电泳涂料（ED5），其泳透力比前几代深入提升，有机溶剂、颜料含量降低，且不含有害金属铅，代表了阴极电泳涂料发展趋势。/10/1055现代表面处理技术第55页以聚氯乙烯树脂为主要基料与增塑剂配成无溶剂涂料，组成了当代汽车涂装中所用抗石击涂料和焊缝密封胶，有效地预防了车身底板和焊缝出现过早腐蚀，并确保了车身密封性。粘结固体润滑涂层材料，在处理航空航天等军工高科技领域特殊工况条件下机械磨损、润滑、粘着冷焊等摩擦学问题中发挥了主要作用，并在民用真空机械、低温设备上有辽阔用途。/10/1056现代表面处理技术第56页五、深化表面工程基础理论和测试方法研究摩擦学是表面工程主要基础理论之一，近来，针对详细工程问题，摩擦学工作者作出了出众结果，在摩擦副失效点判定、磨损失效主要模式、磨损失效原因分析及对策等方面积累了丰富经验，并在重大工程问题上作出了主要贡献。当前研究摩擦学问题伎俩越来越齐全、先进，能够模拟各种条件进行试验研究，这些试验伎俩和已积累研究方法、评定标准，有力地支持了表面工程发展。/10/1057现代表面处理技术第57页在腐蚀学研究方面，针对大气腐蚀、海洋环境腐蚀、化工储罐腐蚀、高温环境腐蚀、地下长输管线腐蚀、热交换设备腐蚀、建筑物中钢筋水泥腐蚀等，应用各种当代材料进行了腐蚀机理和防护效果研究，提出了从结构到材料到维护一整套防腐治理办法。这些研究结果，对表面工程技术设计有很大参考价值。/10/1058现代表面处理技术第58页不论用什么表面技术在零件表面上制备涂覆层，必须掌握涂覆层与基体结合强度、涂覆层内应力等力学性能。这是表面工程技术设计关键参数之一，也是研究和改进表面技术主要依据。对于涂覆层厚度大于0.15mm膜层（如热喷涂涂层），尚可用传统机械方法进行测试，不过对于涂覆层厚度小于0.15mm膜层（如气相沉积几微米膜层），传统机械方法已无能为力。而气相沉积技术又发展得很快，应用面越来越广，这就使研究新测试方法愈加紧迫。近，一些学者用划痕法、Ｘ射线衍射法、纳米压入法、基片弯曲法等思绪和伎俩对薄