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绪言1

表面工程技术1

表面或程工艺技术的近代发展6

表面工程技术的应用8

表面工程学10

防腐蚀表面工程技术13

参考文献14

第1章 金属表面转化技术15

1.1 前言15

1.1.1 化学转化膜的形成及其分类15

1.1.2 化学转化膜的物理性能和防护性能15

1.1.3 化学转化膜的用途17

1.2 金属表面的电化学氧化技术17

1.2.1 铝和铝合金的阳极氧化17

1.2.2 镁合金的阳极化32

1.2.4 铜和铜合金的阳极化34

1.2.3 钛合金的阳极化34

1.2.5 硅、锗、钽和锆的阳极化35

1.3 金属表面的化学转化技术36

1.3.1 化学氧化36

1.3.2 磷化45

1.3.3 钝化55

1.3.4 草酸盐处理60

1.3.5 着色62

1.4.1 定义、术语与符号63

1.4 表面形变强化63

1.4.2 喷丸强化原理65

1.4.3 喷丸工艺71

1.4.4 喷丸强化的应用74

1.4.5 孔挤压强化工艺75

1.4.6 孔剂压强化应用范围78

1.5 表面相变硬化79

1.5.1 感应加热表面淬火80

1.5.2 激光表面相变硬化层86

1.6 展望91

参考文献92

第2章 电镀技术94

2.1 前言94

2.2 电镀的基本原理94

2.2.1 电化学基础94

2.2.2 电镀的电化学过程97

2.2.3 电沉积的结晶过程97

2.2.4 影响镀层质量的主要因素98

2.2.5 合金电镀的基本理论103

2.2.6 复合电镀机理105

2.2.7 非晶态电镀机理106

2.2.8 化学镀镍的基本原理108

2.3 单金属电镀108

2.3.1 镀锌108

2.3.2 镀铜112

2.3.3 镀镍115

2.3.4 镀铬119

2.3.5 镀金124

2.3.6 镀银126

2.4 合金电镀130

2.4.1 电镀锌基合金131

2.4.2 电镀镍基合金136

2.4.3 电镀铜基合金138

2.5 复合镀141

2.5.1 复合镀层的特点和种类141

2.5.2 防护装饰复合镀143

2.5.3 耐磨复合镀144

2.5.4 减磨（自润滑）复合镀146

2.5.5 纤维增强得合镀147

2.6 非晶态合金电镀147

2.6.1 非晶态合金电镀的种类和工艺条件148

2.6.2 在防腐蚀方面的应用149

2.6.3 在磁性方面的应用150

2.6.5 经热处理化与耐磨方面的应用151

2.6.4 在电子材料方面的应用151

2.7.1 化学镀的特点153

2.7 化学镀153

2.7.2 化学镀镍磷合金154

2.7.3 化学镀在工业领域的应用155

2.7.4 化学镀镍的发展157

2.7.5 化学镀铜及其应用159

2.7.6 塑料、陶瓷材料化学镀的前处理163

2.8 镀层性能检测165

2.8.1 镀层的外观检测165

2.8.2 镀层厚度的测量165

2.8.3 镀层结合力的测量166

2.8.4 镀层表面粗糙度的测量167

2.8.5 镀层显微硬度的测定167

2.8.6 镀层内应力的测试167

2.8.7 镀层的耐腐蚀试验168

2.8.10 耐磨性试验169

2.8.8 镀层延伸率（脆性）测量169

2.8.9 氢脆试验169

2.9 展望170

参考文献175

第3章 热浸镀技术176

3.1 前言176

3.2 热镀锌177

3.2.1 热镀锌层的形成177

3.2.2 热镀锌厚度、相结构和性能的影响因素179

3.2.3 热镀锌钢板184

3.2.4 热镀锌钢丝197

3.2.5 热镀锌钢管199

3.2.6 钢结构件及玛钢伯热镀锌200

3.2.7 锌锅及加热热源201

3.2.8 反应性钢热镀锌203

3.2.9 热镀锌钢材的性能与用途205

3.3 热镀铝208

3.2.10 镀锌钢材的储运208

3.3.1 热镀铝层的形成209

3.3.2 钢基体及铝液化学成分和热镀铝工艺参数对镀层特性的影响211

3.3.3 钢管和钢结构件热镀铝216

3.3.4 钢丝热镀铝220

3.3.5 钢板（带）热镀铝221

3.3.6 镀铝钢材的性能和用途228

3.4 热镀锌铝合金231

3.4.1 Zn-Al合金镀层成分及镀层结构232

3.4.2 55%Al- Zn合金镀层钢板233

3.4.3 Zn-5%Al-RE合金镀层钢板237

3.4.4 20世纪90年代开发的高性能锌合金镀层240

3.5 热镀铅锡合金和锡锌合金243

3.5.1 热镀铅锡合金镀层钢板244

3.5.2 热镀锡锌合金镀层钢板247

3.6 展望249

参考文献250

4.1.2 热喷涂技术的分类及特点252

4.1.1 热喷涂定义及原理252

第4章 热喷涂技术252

4.1 前言252

4.1.3 热喷涂应用领域254

4.2 热喷涂方法与设备255

4.2.1 线材火焰喷涂255

4.2.2 粉末火焰喷涂与喷溶257

4.2.3 电弧线村喷涂261

4.2.4 等离子喷涂264

4.2.5 等离子喷焊271

4.2.6 爆炸喷涂276

4.2.7 超音速喷涂（高速喷涂）277

4.2.8 其他热喷涂方法281

4.3 涂层结构、材料选择与工艺控制282

4.3.1 涂层结构以及与基体结合特点282

4.3.2 基体表面预处理283

4.3.3 洽层结构的设计288

4.3.4 热喷涂主要工艺参数的控制293

4.3.5 涂层后处理299

4.4 热喷涂涂层材料305

4.4.1 热喷涂材料的分类及命名305

4.4.2 热喷涂线材306

4.4.3 热喷涂金属及合金粉末312

4.4.4 自熔性合金粉末315

4.4.5 热喷涂陶瓷粉末319

4.4.6 塑料粉末及复合粉末323

4.5.1 涂层性能评定328

4.5 涂层性能检测328

4.5.2 涂层结合强度329

4.5.3 涂层密度与气孔率332

4.5.4 涂层硬度333

4.5.5 涂层形貌与组织结构334

4.5.6 涂层耐磨损性能336

4.5.7 涂层耐腐蚀性能339

4.5.9 涂层其他性能340

4.5.8 涂层耐热性能340

4.6 热喷涂涂层工业应用341

4.6.1 钢铁长效防腐蚀涂层341

4.6.2 汽车与造船工业中的应用343

4.6.3 航空、航天工业中的应用344

4.6.4 钢铁工业中的应用345

4.6.5 印刷、造纸工业中的应用348

4.6.6 能源、核工业中的应用349

4.6.7 纺织、化纤工业中的应用351

4.6.8 电子工业中的应用352

4.6.9 化学工业中的应用353

4.6.10 生物医疗器件中的应用354

4.6.11 机械工业与其他方面的应用355

4.7 热喷涂的安全与防护356

4.7.1 热喷涂的危害因素356

4.7.3 劳动保护358

4.7.4 热喷涂的环境保护358

4.7.2 安全技术358

4.8 热喷涂技术的发展及动向359

参考文献360

第5章 气相沉积及三不表面改性技术362

5.1 前言362

5.1.1 等离子体及其特征362

5.1.2 气体放电的伏安特性曲线363

5.1.3 辉光放电与弧光放电363

5.1.4 等离子体鞘365

5.1.5 电磁场对带电粒子运动行为的影响366

5.2 化学气相沉积368

5.2.1 化学气相沉积的理论基础369

5.2.2 热化学热相沉积377

5.2.3 金属有机热化学气相沉积382

5.2.4 催化化学气相沉积387

5.2.5 等离子体增强化学气相沉积393

5.2.6 激光化学气相沉积399

5.3.1 真空蒸镀400

5.3 物理气相沉积400

5.3.2 溅射镀412

5.3.3 离子镀431

5.4 三束表面改性技术444

5.4.1 离子束表面改性444

5.4.2 激光束表面改性451

5.4.3 电子束表面改性457

5.5 展望460

参考文献462

6.1 前言464

第6章 涂料和涂装技术464

6.2 涂料的组成465

6.2.1 成膜物质465

6.2.2 防锈颜料475

6.2.3 其他颜料和填料483

6.2.4 溶剂483

6.2.5 助剂484

6.3.2 防腐蚀涂料体系的构成488

6.3 防腐蚀涂料488

6.3.1 涂料的防腐蚀作用488

6.3.3 防腐蚀涂料各论490

6.3.4 保养涂料494

6.4 防腐蚀涂料在各领域中的应用498

6.4.1 海洋工程涂料498

6.4.2 汽车涂料505

6.4.3 航空涂料506

6.4.4 铁道涂料507

6.4.5 管道涂料509

6.4.6 其他涂料510

6.5 防腐蚀涂装工程510

6.5.1 概述510

6.5.2 涂装前表面处理511

6.5.3 涂装方法514

6.5.4 几种基材料表面和结构防腐蚀涂装517

6.6.1 概述521

6.6 质量检测521

6.6.2 几种指标检测方法和评述522

6.6.3 涂膜的防腐蚀性能的评价试验535

6.6.4 涂膜耐候性评价542

6.7 涂装中的安全、卫生与环境保护548

6.7.1 涂料的易烯易爆特性548

6.7.2 涂料的防毒安全549

6.7.3 环境保护的要求及相关标准550

6.8 展望551

参考文献551

第7章 防腐蚀表面层设计555

7.1 前言555

7.1.1 表面工程设计的过程555

7.1.2 表面工程设计的目的556

7.1.3 表面层选用与设计的通用原则556

7.1.4 系统表面层选用与设计的补充原则557

7.2.1 使用条件分类558

7.2 金属度覆层和化学覆盖层的选择558

7.2.2 镀层分类559

7.2.3 镀覆层选择原则559

7.2.4 接触偶的选择560

7.2.5 镀覆层标志561

7.2.6 镀覆层厚度系列应用范围及其特性561

7.3 金属和非金属防护体系的选择574

7.3.1 铁基合金零件的防护574

7.3.2 铝及铝合金零 件的防护575

7.3.3 镁总领事 金零件的防护577

7.3.4 铜及铜合金零件的防护578

7.3.5 钛合金零件的防护580

7.3.6 耐热、耐油和发动机零件的防护581

7.3.7 非金属材料零件的涂装582

7.4 有机涂层选择原则和涂装系统的工程应用实例586

7.4.1 防腐蚀涂装系统设计程序586

7.4.2 海洋与沿海设施涂装系统587

7.4.3 钢铁桥梁涂装系统594

7.4.4 铁道工业涂装系统596

7.4.5 油气运输管辖 道的防腐蚀涂装系统597

7.4.6 化工管道与储罐涂装系统602

7.4.7 高温结构件的防护604

7.4.8 建筑行业防腐蚀涂装系统606

7.5 无机涂层的设计与选择610

7.5.1 按需求设计无机涂层610

7.5.2 喷涂工艺的选择原则612

7.5.3 喷涂材料的选用原则613

7.6 复合涂镀膜层的设计与选择614

7.6.1 多种金属元素的表面复合渗层或包覆层614

7.6.2 微粒弥散金属-陶瓷复合镀层615

7.6.3 形成多种功能的复合涂层系统616

7.6.4 多种工艺形成多层复合膜层617

7.6.5 等离子喷涂与激光熔覆工艺的复合618

7.7 防腐蚀表面工程的发展及动向619

参考文献621