表面處理技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用狀況

表面處理是利用物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)和制造學(xué)等多學(xué)科的邊緣性新技術(shù),

來(lái)改變零部件表面的狀況和性質(zhì)的一種工藝。表面處理保持了基體材料的固有特征,同時(shí)也賦予零部件表面所要求的各種性能,從而適應(yīng)不同技術(shù)和服役環(huán)境。它是商品生產(chǎn)過(guò)程中至關(guān)重要且相對(duì)復(fù)雜的一種工藝。

表面技術(shù)起源于古代,然而只是在進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái),隨著人們對(duì)自然現(xiàn)象的廣泛研究以及工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,才對(duì)傳統(tǒng)表面技術(shù)進(jìn)行一系列的改進(jìn)、復(fù)合和創(chuàng)新,涌現(xiàn)出大量的現(xiàn)代表面技術(shù)。目前各種類型的表面技術(shù),從電鍍、刷鍍、化學(xué)鍍、氧化、磷化、涂裝、粘結(jié)、堆焊、熔結(jié)、熱噴涂、電火花涂敷、熱浸鍍、搪瓷涂敷、陶瓷涂敷、塑料涂敷、噴丸強(qiáng)化、表面熱處理、化學(xué)熱處理,到60年代以后發(fā)展起來(lái)的等離子體表面處理、激光表面處理、電子束表面處理、高密度太陽(yáng)能表面處理、離子注入、物理氣相沉積(真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍)、化學(xué)氣相沉積(等離子體化學(xué)氣相沉積、激光化學(xué)氣相沉積、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積)、分子束外延、離子束合成薄膜技術(shù),以及由多種表面技術(shù)復(fù)合而成的新一代表面處理技術(shù)和各種表面加工技術(shù)如金屬的清洗、精整、電鑄、包覆、拋光、蝕刻,還有各種表面微細(xì)加工技術(shù)等,都已在冶金、機(jī)械、電子、建筑、宇航、造船、兵器、能源、輕工和儀表等各個(gè)部門乃至農(nóng)業(yè)和人們?nèi)粘I钪杏兄鴺O其廣泛的應(yīng)用,而且起著越來(lái)越重要的作用。由于表面技術(shù)應(yīng)用的廣泛性和重要性,世界上許多國(guó)家,特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,都十分重視表面技術(shù)的研究和發(fā)展。表面技術(shù)多達(dá)幾十類,過(guò)去分散在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,它們的發(fā)展基本上是分別進(jìn)行、互不相關(guān)的。

20世紀(jì)60年代末以來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、表面科學(xué)的誕生,逐步從根本上改變這種狀況,人們要把它們互相聯(lián)系起來(lái),探討共性,然后從更高的角度來(lái)指導(dǎo)各類表面技術(shù)的發(fā)展。表面技術(shù)已初步成為介于物理、化學(xué)、生物與各工程學(xué)科之間的邊緣性應(yīng)用學(xué)科,大力加強(qiáng)這門學(xué)科的建設(shè),是教學(xué)改革、科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的客觀需要。表面處理學(xué)科發(fā)展的重要標(biāo)志是1983年英國(guó)伯明翰大學(xué)成立了Wolfson表面處理學(xué)院,并在1985年創(chuàng)辦了國(guó)際性雜志《表面處理》。認(rèn)識(shí)到這一新興學(xué)科的重要性,1986年在布達(dá)佩斯第5屆國(guó)際材料熱處理大會(huì)上,將國(guó)際熱處理學(xué)會(huì)更名為國(guó)際熱處理與表面處理學(xué)會(huì)。中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)于1987年成立了表面處理研究所,1993年成立了中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)表面處理分會(huì)。自1989年以來(lái),我國(guó)先后多次召開全國(guó)性或國(guó)際性的表面處理學(xué)術(shù)會(huì)議和表面科學(xué)與工程學(xué)術(shù)會(huì)議。

表面處理技術(shù)以其高度的實(shí)用性和顯著的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的特點(diǎn)在制造業(yè)、維修業(yè)中占領(lǐng)了日益增長(zhǎng)的市場(chǎng),在航空航天、電子、汽車、能源、石油化工、礦山等工業(yè)部門得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用??梢哉f(shuō)幾乎有表面的地方就離不開表面處理技術(shù)。

人類生活中的衣食住行、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)、旅游、醫(yī)療、飾品、工藝品無(wú)不越來(lái)越得益于表面處理的成就。衣料的美觀、保暖、手感、抗靜電;食品的色澤、保鮮、儲(chǔ)存、包裝;新型建材、房屋裝修更是以表面處理為其重要技術(shù)源泉;汽車的美觀、節(jié)油、低噪聲離不開滲透在零部件、摩擦副、活化劑、傳感器、電子儀表中的表面處理的新成果;還有,保護(hù)視力的鏡片、高級(jí)相機(jī)的鏡頭、比天然品更美的鍍膜飾品、美觀舒適的墻體和地面裝飾、鍍膜玻璃、燈具和發(fā)光體、不粘附廚房用具、鐘表及家用電器、學(xué)習(xí)用品和工藝美術(shù)品,等等??梢哉f(shuō),人們生活在一個(gè)由于表面處理技術(shù)的發(fā)展而變得越來(lái)越美好的環(huán)境中。

表面處理的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用被認(rèn)為是制造領(lǐng)域中的重要進(jìn)展。目前,技術(shù)成熟并投入工業(yè)實(shí)際應(yīng)用的表面處理技術(shù)已多達(dá)上百種。

表面處理既是為增強(qiáng)表面性能,也是為增強(qiáng)美觀度,滿足消費(fèi)者需求。以塑膠、金屬等常用的材料制備的商品一般都需要進(jìn)行表面處理,例如人類生產(chǎn)用的工業(yè)用品、生活用的日常用品、消費(fèi)品、工藝品等。

不同產(chǎn)品有不同需求,對(duì)應(yīng)的表面處理方式也不同。

工業(yè)用品,多以改變表面性能為目的。主要為增強(qiáng)表面剛度、硬度、強(qiáng)度、

耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫等性能需求。

工業(yè)消費(fèi)品,改性滿足功能要求的同時(shí)也注重裝飾性。例如汽車外表面的表面處理,采用靜電噴涂的方式,既有保護(hù)車體的功能需求也有美觀的裝飾屬

性。

日常用品,重視裝飾,滿足客戶體驗(yàn)感,同時(shí)也需要滿足防腐蝕、耐磨、防酸堿度等性能要求。

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