表面處理技術現狀及應用狀況

表面處理是利用物理學、化學、材料學和製造學等多學科的邊緣性新技術,

來改變零部件表面的狀況和性質的一種工藝。表面處理保持了基體材料的固有特徵,同時也賦予零部件表面所要求的各種性能,從而適應不同技術和服役環境。它是商品生產過程中至關重要且相對複雜的一種工藝。

表面技術起源於古代,然而只是在進入本世紀以來,隨着人們對自然現象的廣泛研究以及工業和科學技術的迅速發展,纔對傳統表面技術進行一系列的改進、複合和創新,湧現出大量的現代表面技術。目前各種類型的表面技術,從電鍍、刷鍍、化學鍍、氧化、磷化、塗裝、粘結、堆焊、熔結、熱噴塗、電火花塗敷、熱浸鍍、搪瓷塗敷、陶瓷塗敷、塑料塗敷、噴丸強化、表面熱處理、化學熱處理,到60年代以後發展起來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)、化學氣相沉積(等離子體化學氣相沉積、激光化學氣相沉積、金屬有機物化學氣相沉積)、分子束外延、離子束合成薄膜技術,以及由多種表面技術複合而成的新一代表面處理技術和各種表面加工技術如金屬的清洗、精整、電鑄、包覆、拋光、蝕刻,還有各種表面微細加工技術等,都已在冶金、機械、電子、建築、宇航、造船、兵器、能源、輕工和儀表等各個部門乃至農業和人們日常生活中有着極其廣泛的應用,而且起着越來越重要的作用。由於表面技術應用的廣泛性和重要性,世界上許多國家,特別是經濟發達國家,都十分重視表面技術的研究和發展。表面技術多達幾十類,過去分散在各個技術領域,它們的發展基本上是分別進行、互不相關的。

20世紀60年代末以來,隨着科學技術的發展、表面科學的誕生,逐步從根本上改變這種狀況,人們要把它們互相聯繫起來,探討共性,然後從更高的角度來指導各類表面技術的發展。表面技術已初步成爲介於物理、化學、生物與各工程學科之間的邊緣性應用學科,大力加強這門學科的建設,是教學改革、科技發展和經濟建設的客觀需要。表面處理學科發展的重要標誌是1983年英國伯明翰大學成立了Wolfson表面處理學院,並在1985年創辦了國際性雜誌《表面處理》。認識到這一新興學科的重要性,1986年在布達佩斯第5屆國際材料熱處理大會上,將國際熱處理學會更名爲國際熱處理與表面處理學會。中國機械工程學會於1987年成立了表面處理研究所,1993年成立了中國機械工程學會表面處理分會。自1989年以來,我國先後多次召開全國性或國際性的表面處理學術會議和表面科學與工程學術會議。

表面處理技術以其高度的實用性和顯著的優質、高效、低耗的特點在製造業、維修業中佔領了日益增長的市場,在航空航天、電子、汽車、能源、石油化工、礦山等工業部門得到了越來越廣泛的應用。可以說幾乎有表面的地方就離不開表面處理技術。

人類生活中的衣食住行、學習、娛樂、旅遊、醫療、飾品、工藝品無不越來越得益於表面處理的成就。衣料的美觀、保暖、手感、抗靜電;食品的色澤、保鮮、儲存、包裝;新型建材、房屋裝修更是以表面處理爲其重要技術源泉;汽車的美觀、節油、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,保護視力的鏡片、高級相機的鏡頭、比天然品更美的鍍膜飾品、美觀舒適的牆體和地面裝飾、鍍膜玻璃、燈具和發光體、不粘附廚房用具、鐘錶及家用電器、學習用品和工藝美術品,等等。可以說,人們生活在一個由於表面處理技術的發展而變得越來越美好的環境中。

表面處理的快速發展及廣泛應用被認爲是製造領域中的重要進展。目前,技術成熟並投入工業實際應用的表面處理技術已多達上百種。

表面處理既是爲增強表面性能,也是爲增強美觀度,滿足消費者需求。以塑膠、金屬等常用的材料製備的商品一般都需要進行表面處理,例如人類生產用的工業用品、生活用的日常用品、消費品、工藝品等。

不同產品有不同需求,對應的表面處理方式也不同。

工業用品,多以改變表面性能爲目的。主要爲增強表面剛度、硬度、強度、

耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫等性能需求。

工業消費品,改性滿足功能要求的同時也注重裝飾性。例如汽車外表面的表面處理,採用靜電噴塗的方式,既有保護車體的功能需求也有美觀的裝飾屬

性。

日常用品,重視裝飾,滿足客戶體驗感,同時也需要滿足防腐蝕、耐磨、防酸鹼度等性能要求。

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