表面工程学第一章-绪论.pptx
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1、主讲人主讲人:刘刘艳丽艳丽材料学院材料学院 院楼院楼 506室室刘艳丽刘艳丽 副教授副教授2005.7,湖湖南南大大学学化化学学生生物物传传感感与与计计量量国国家家重重点点实实验验室室获获博士学位;博士学位;刘艳丽刘艳丽 副教授副教授2009.32009.12,美国密西根州立大学化学系,研究助理;,美国密西根州立大学化学系,研究助理;刘艳丽刘艳丽 副教授副教授2010.10-2012.10,北北京京大大学学化化学学与与分分子子工工程程学学院院稀稀土土材材料料化学与应用国家重点实验室,博士后。化学与应用国家重点实验室,博士后。刘艳丽刘艳丽 副教授副教授Tel:13117314499Email:与
2、与北北京京大大学学、上上海海硅硅酸酸盐盐研研究究所所、上上海海交交通通大大学学、上上海海大大学等有长期合作,欢迎大家报考!学等有长期合作,欢迎大家报考!总学时总学时:32 h,其中其中 课堂教学课堂教学:26-28 h,报告:,报告:2 h-4 h,复习复习:2 h1.1.概述概述、绪论、绪论 (2h)2.表面技术的基础理论(表面技术的基础理论(4h)3.表面工程的预处理工艺表面工程的预处理工艺 (2h)4.热喷涂热喷涂(4h)5.堆焊堆焊(2h)6.电镀和化学镀(电镀和化学镀(4h)7.金属转化膜技术金属转化膜技术(2h)8.气相沉积技术气相沉积技术(2h)9.高能束表面改性技术高能束表面改
3、性技术(2h)10.热扩渗(热扩渗(2h)11.涂装技术(涂装技术(2h)总成绩总成绩=平时成绩(平时成绩(30%)+专题综述(专题综述(20%)+笔试(笔试(50%)平时成绩平时成绩=出勤出勤 出勤出勤:每迟到一次或早退一次扣每迟到一次或早退一次扣 5 分分(百分制百分制)每旷课一次扣每旷课一次扣 10 分,超过分,超过 3 次次 不能参加不能参加考试考试 作业作业:1.以小组为单位,完成一份专题综述。以小组为单位,完成一份专题综述。2.每人翻译一篇英文专业论文每人翻译一篇英文专业论文 (至少要包括题目、摘要、简介、结论四部分至少要包括题目、摘要、简介、结论四部分)课程基本要求课程基本要求关
4、于专业综述关于专业综述Group Project:1.Prepare a Report reviewing one of the hot topics relevant to surface engineering;2.Make an Oral Presentation in 15 minutes(PPT).备选题目:备选题目:1.表面表面工程技术在汽车行业的应用工程技术在汽车行业的应用(Suspension Plasma Spraying)2.自自洁净涂层及其制备技术洁净涂层及其制备技术(self cleaning coating)3.运动装备中的表面工程技术(运动装备中的表面工程技术(sp
5、orts equipment,surface treatment)4.非晶、纳米晶涂层的制备技术及其应用非晶、纳米晶涂层的制备技术及其应用(amorphous,nano-crystalline,coating)5.其它(题目可自拟,但需老师确认)其它(题目可自拟,但需老师确认)一些有用的资源教学用书教学用书l 表面科学与工程表面科学与工程l 主编:主编:高志高志 潘红良潘红良l 华东理工大学出版社华东理工大学出版社 Internet表面科学与技术表面科学与技术姚寿山,李戈扬,胡文彬姚寿山,李戈扬,胡文彬 编,编,机械工业出版社,机械工业出版社,20052005表面工程学表面工程学曾晓雁,吴懿平
6、曾晓雁,吴懿平 主编,机械工业出主编,机械工业出版社,版社,20012001材料表面工程材料表面工程徐滨士,朱绍华,刘世参编著,徐滨士,朱绍华,刘世参编著,哈尔滨工业大学出版社,哈尔滨工业大学出版社,20052005表面工程表面工程徐滨士,刘世参,机械工业出版社徐滨士,刘世参,机械工业出版社参考教材参考教材1.1 表面工程学表面工程学的意义的意义1.2 表面工程学的定义表面工程学的定义与内涵与内涵1.3 表面工程的表面工程的特点特点1.4 表面工程技术的分类表面工程技术的分类1.1 1.1 表面工程的意义:金属腐蚀表面工程的意义:金属腐蚀的危害的危害 专家专家说,有关数据统计显示:说,有关数据
7、统计显示:1吨吨/天;天;5000亿元亿元人民币人民币/年;年;6%四川省宜宾市城区的南门四川省宜宾市城区的南门大桥大桥断裂断裂1.1 1.1 表面工程的意义表面工程的意义:断裂:断裂的危害的危害 16仅仅四个月时间,丰田公司接连仅仅四个月时间,丰田公司接连爆出油门踏板、刹车等部件缺陷,爆出油门踏板、刹车等部件缺陷,先后宣布在全球范围内召回多款先后宣布在全球范围内召回多款车辆合计车辆合计 850 万辆。万辆。丰田汽车上月在丰田汽车上月在美国召回美国召回的直的直接损失高达接损失高达20亿美金,有分析师亿美金,有分析师表示,丰田汽车公司需要承担几表示,丰田汽车公司需要承担几十起诉讼费用,未来一年其
8、财务十起诉讼费用,未来一年其财务方面的损失总计可能超过方面的损失总计可能超过50亿美亿美元。元。丰田汽车的召回门丰田汽车的召回门1.1 1.1 表面工程的意义:磨损的危害表面工程的意义:磨损的危害 1828,000,000,000$-0.02$磨损、腐蚀、断裂是机械零件工程构建的三大主要磨损、腐蚀、断裂是机械零件工程构建的三大主要破坏形式。前二者造成经济损失占很大比重。破坏形式。前二者造成经济损失占很大比重。数数 据据磨磨损损美国:美国国家材料政策委员会向美国国美国:美国国家材料政策委员会向美国国 会提出的一份报告:会提出的一份报告:摩擦磨损引起的损失摩擦磨损引起的损失10001000亿美元亿
9、美元/年;年;德国:德国:19831983年,前联邦德国调查,摩擦磨年,前联邦德国调查,摩擦磨损损失损损失287287亿马克;亿马克;英国:摩擦磨损损失英国:摩擦磨损损失5150051500英镑英镑/年;年;腐腐蚀蚀美国:国家标准局美国:国家标准局19781978年调查:年调查:19751975年腐蚀损失达年腐蚀损失达820820亿美元,占亿美元,占国民生产总值的国民生产总值的4.9%4.9%;19951995年腐蚀损失达年腐蚀损失达30003000亿美元;亿美元;中国:中国:19831983年调查:腐蚀损失年调查:腐蚀损失400400亿元亿元/年年腐腐蚀蚀和和磨磨损损均均是是发发生生于于机机
10、件件表表面面的的材材料料流流失失过过程程,其其他他形形式式的的失失效效过过程程有有许许多多也也是是从表面开始从表面开始延缓和延缓和控制表控制表面破坏面破坏的方法的方法促进促进了表了表面工面工程学程学的发的发展与展与形成形成表面工程有关的表面性能 分分 类类 项项 目目一般机械性能韧性、强度、塑性、抗疲劳性、硬度、疏松度(空隙度)、残余应力 可加工性精密加工性、可修补性、可焊接性、冷作硬化性 抗磨性抗磨料磨损性、抗粘着磨损性、抗腐蚀磨损性、抗冲蚀磨损性、抗微动磨损性、润滑性 保护性防锈性、耐各种水质腐蚀性、耐候性、耐药品性、抗酸碱盐腐蚀性、防污染性 热特性热特性热障性、导热性、高温氧化性、高温软
11、化性、高温蠕变性、抗热冲击性 电特性电特性导电性、绝缘性、电阻特性、半导体特性 电磁性电磁性磁化性、电磁屏蔽性、磁记录光特性光特性反光性、选择吸收性、消光性 装饰性着色性、染色性、光泽性、可修饰性 1.1 1.1 表面工程的意义表面工程的意义1.1 1.1 表面工程的意义表面工程的意义10%与与6%的关系的关系典型的铸铁汽车发动机典型的铸铁汽车发动机典型的铸铝汽车发动机典型的铸铝汽车发动机?321.1 1.1 表面工程的意义表面工程的意义33(1)在保护、优化环境中的应用p 净化大气CVD、sol-gelp 净化水质CVD、阳极氧化、sol-gelp 绿色能源1.1 1.1 表面工程的意义表面
12、工程的意义34(2)在结构材料中的应用 表面防护表面防护 耐磨性耐磨性35 表面强化表面强化 表面装饰表面装饰镜面涂层镜面涂层亚光涂层亚光涂层不同色彩涂层不同色彩涂层立体花纹涂层立体花纹涂层仿贵金属涂层仿贵金属涂层(3)在功能材料和元器件中的应用 41 电学特性电学特性 磁学特性磁学特性42 光学特性光学特性 声学特性声学特性 热学特性热学特性43 生物学特性生物学特性 各种各种转换转换功能功能44(4 4)在再制造工程中的应用在再制造工程中的应用 46(6 6)在研究开发新型材料中的)在研究开发新型材料中的应用应用.工程意义工程意义 提高材料和工件的可靠性,延长其使用寿命 制备具有特殊功能的
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