现代表面工程技术

诸论
表面工程是在传统表面技术的基础上，应用材料科学冶金机械学、电子学、物理、化学、摩擦学等学科的原理方法及最新成就发展起来的一种新兴学科。它研究材料表面的特征，性能改质超额过程和相应方法。其目的是利用各种物理化学或机械的工艺过程改变基材表面状态化学成分组织或形成特定的覆层，优化材料表面，以获得基材表面所不具备的某些特征，达到特定的使用条件对产品表面性能的要求。
表面工程技术所涉及的基材包括几乎所有的工程材料。如金属陶瓷、半导体材料、高分子材料、混凝土材料和各种复合材料等。所涉及的工艺方法数以百计，各具特点。采用不同的处理工艺可使基材表面获得整体材料很难得到的特殊成分结构。如超细晶粒，非晶态，超饱和固溶体，多重结构，多相弥散结构等。相应同类材料很难得到的特殊性能。
表面工程的另一技术特点是基材与镀覆材料选择范围很广，具有极大的灵活性，通过采用不同的处理工艺能在金属有机无机材料的基体表面制备单金属，合金，陶瓷，有机高分子材料，类金刚石，非晶点等单一材料或复合材料的表面层充分利用各基材——   组合的特点设计新的功能满足产品特殊功能和  功能多种使用要求。
表面工程技术的分类
按照表面工程的技术特点，可分为：表面改性、表面加工、表面加工三维成型，表面合成新材料等几大类。
⒈表面改性
表面改性技术主要指赋予材料表面特定的物理化学性能的表面工程技术，材料的表面性能包括高强度、高硬度、耐蚀度、导电性、磁性能、光敏性、压敏、气敏特性等，按工艺特点的不同，表面改性又分为：表面组织转化技术涂镀技术和表面合金化技术三类。
<1>表面转化组织技术    它不改变材料表面成分，只是通过改变表面组织结构组织应力状态来改变材料性能。如：激光表面淬火和退火技术，喷丸滚压表面加工硬化技术。]
<2>表面涂镀技术   它主要利用外加涂层或镀层的性能使基体表面性能优化，基材不参与或很少参与涂层的反应。对涂层的成分贡献很小，由于表面镀涂技术可以根据零部件或元器件的用途选择设计表面材料成分控制表面性能，因此应用很广。
<3>表面合金化和掺杂技术   它主要是利用材料与基体材料混合形成成分不同于添加材料的表面合金化层。如热扩掺技术、离子注入技术等，当添加元素量很微里常称为掺杂。
⒉表面微加工技术
表面微加工技术主要是指材料表面（不在于100μ）区域内进行各种形状或尺寸的精密微细加工，使其成为具有各种功能的元器件的技术。主要应用于电子产品方向。
⒊表面加工三维成型技术——快速原型制造
表面加工三维成型技术主要指通过计算机控制，在材料表面不断实现特定形状的涂镀加工与堆积形成三维零部件的快速原型制造技术。
⒋表面合成新材料技术
表面合成材料技术主要指用特定的表面工程技术在材料表面合成常规工艺无法获得的新材料或形成材料的表面的加工过程获得全新材料的工艺。
表面工程的基础
腐蚀磨损是发生在机种表面材料流失的过程，了解腐蚀与磨损本质上是要求了解材料表面发生物理和化学变化的过程，这些过程不仅与外界条件有关，还与材料表面的物理、化学特性密切相关，要想了解在外界条件作用下发生于材料表面的腐蚀磨损过程和机理，首先要对固体表面的特性有深刻的认识。
⒈固体表面结构
固体可分为晶体和非晶体。从固体的物理学的角度看结晶固体表面是晶体中原子的周期性排列发生大面积突然中止的地方，其会与环境（介质）发生相互作用，产生物理吸附、化学吸附或化学反应。
对于通常的技术表面由于加工工艺过程的影响还可能形成加工硬化层或者形成表面结构。一般地说会使表面层及其附近出现应力场。

㈠固体表面的吸附
在固态晶体表面上的原子或分子是不饱和的。清洁的固体表面处于不稳定的高能状态，如果某种物质能与表面相互作用，降低其表面能则这种物质就将吸附于固体表面。
固体表面的吸附一般分为：
①固体表面上气体的吸附；
②固体表面液体的吸附：
③固体表面之间的吸附
④固体表面化学反应——氧化膜的形成。