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| 內容簡介： |
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《材料表面科学与工程》是高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。本书阐述了材料表面科学与工程中的基本概念与基本理论，同时结合本领域最新成果，系统介绍了各类现代表面工程技术的基本原理、基本工艺、典型设备和应用实例等内容。全书共分为十三章，主要内容有：表面科学与工程概论，包括概念、发展历程及发展意义等；表面科学基本理论，包括材料表界面的相关理化特征、摩擦与磨损、腐蚀与防护；表面检测与分析方法系统整合了表面质量评价技术；表面工程技术，包括涂（镀）覆层技术、气相沉积技术、高能束轰击技术、表面热处理技术、化学热处理技术、表面形变强化技术、表面转化膜、浸浴技术以及表面精整与加工技术。本书可作为高等学校材料、机械、化工等专业的专业课教材，也可作为从事表面科学与工程技术的研究、设计、生产和应用等相关人员的参考用书。
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| 目錄：
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绪论
0.1 表面科学与工程的概念 001
0.2 表面科学与工程的发展 002
0.2.1 表面技术发展由来 002
0.2.2 表面技术迅速发展态势 003
0.3 表面工程技术分类 005
0.4 表面工程技术的应用领域 006
0.5 表面工程技术发展的意义 011
第1章 材料的表面结构与特征
1.1 固体材料表面的基本概念 013
1.2 固体的表面基本理论 013
1.2.1 固体表面的结构 013
1.2.2 固体表面热力学 017
1.2.3 固体表面的润湿 018
1.2.4 纳米材料的表面效应 020
思考题 023
第2章 材料表面摩擦与磨损
2.1 摩擦的基本理论 024
2.1.1 古典摩擦理论 025
2.1.2 黏着和犁沟摩擦理论 025
2.1.3 分子-机械摩擦理论 026
2.2 磨损的基本理论 026
2.2.1 磨损的定义与类型 026
2.2.2 磨料磨损 027
2.2.3 黏着磨损 028
2.2.4 疲劳磨损 029
2.2.5 腐蚀磨损 030
2.2.6 微动磨损 031
2.2.7 气蚀磨损 031
2.3 提高材料耐磨性能的基本途径 032
思考题 032
第3章 材料表面腐蚀理论基础
3.1 材料腐蚀的基本概念 033
3.2 材料常见腐蚀形态与腐蚀机理 034
3.2.1 均匀腐蚀 034
3.2.2 电偶腐蚀 034
3.2.3 点腐蚀 037
3.2.4 缝隙腐蚀 041
3.2.5 晶间腐蚀 044
3.2.6 应力腐蚀 048
3.2.7 其他形式的腐蚀 051
3.3 材料在不同环境中的腐蚀 053
3.3.1 大气腐蚀 053
3.3.2 海水腐蚀 057
3.3.3 土壤腐蚀 061
3.4 提高材料抵抗腐蚀能力的基本途径 065
3.4.1 缓蚀技术 065
3.4.2 阴极保护 066
3.4.3 阳极保护 066
3.4.4 涂层保护 067
思考题 068
第4章 材料表面检测与分析技术
4.1 表面外观质量检测 069
4.1.1 表面缺陷 069
4.1.2 表面粗糙度 070
4.1.3 表面光泽度 072
4.2 覆盖层附着力检测 072
4.2.1 覆盖层附着力的定性检测方法 072
4.2.2 覆盖层附着力的定量检测方法 073
4.3 覆盖层厚度检测 074
4.4 覆盖层硬度检测 076
4.4.1 宏观硬度测试 076
4.4.2 显微硬度测试 077
4.5 覆盖层孔隙率检测 079
4.6 覆盖层耐蚀性检测与评定 080
4.6.1 覆盖层耐蚀性检测 080
4.6.2 覆盖层耐蚀性评定 080
4.7 表面成分与结构分析技术 083
4.7.1 表面成分分析 083
4.7.2 表面形貌分析 084
4.7.3 表面结构分析 085
4.7.4 表面电子态分析 085
4.7.5 表面原子态分析 085
思考题 086
第5章 涂（镀）覆层技术
5.1 热喷涂技术 087
5.1.1 热喷涂的原理及工艺分类 087
5.1.2 热喷涂材料及设备 088
5.1.3 喷焊技术与工艺 089
5.1.4 等离子喷涂技术 089
5.1.5 热喷涂技术的应用 091
5.2 电镀技术 092
5.2.1 电镀的基本原理 092
5.2.2 单一金属电镀 098
5.2.3 合金电镀 106
5.2.4 纳米晶镀层 111
5.2.5 复合电镀 116
5.2.6 电刷镀 119
5.3 化学镀技术 121
5.3.1 化学镀基本理论 121
5.3.2 化学镀镍/镍磷合金 122
5.3.3 化学镀其他金属和合金 132
5.3.4 化学复合镀 134
5.4 涂料与涂装技术 140
5.4.1 涂料与涂装概论 140
5.4.2 涂料种类与用途 140
5.4.3 涂料装备与应用 142
思考题 143
第6章 气相沉积技术
6.1 气相沉积概述 144
6.2 物理气相沉积 144
6.2.1 真空蒸发镀膜 145
6.2.2 溅射镀膜 151
6.2.3 离子镀膜 157
6.3 化学气相沉积 160
6.3.1 化学气相沉积过程与反应方程式 160
6.3.2 化学气相沉积反应物质源 161
6.3.3 化学气相沉积层质量影响因素 162
6.3.4 化学气相沉积装置 163
思考题 166
第7章 高等束表面改性技术
7.1 高能束与材料相互作用理论 167
7.1.1 激光束与材料相互作用 167
7.1.2 电子束与材料相互作用 168
7.1.3 离子束与材料相互作用 168
7.1.4 等离子体与材料相互作用 169
7.2 激光束表面改性技术 170
7.2.1 激光束表面改性技术概述 170
7.2.2 激光束表面改性技术特点 171
7.2.3 激光束表面改性技术分类 171
7.2.4 激光束表面改性技术设备 173
7.2.5 激光束表面改性技术应用 175
7.3 电子束表面改性技术 176
7.3.1 电子束表面改性技术概述 176
7.3.2 电子束表面改性技术特点 176
7.3.3 电子束表面改性技术分类 176
7.3.4 电子束表面改性技术设备 179
7.3.5 电子束表面改性技术应用 181
7.4 离子束表面改性技术 181
7.4.1 离子束表面改性技术概述 181
7.4.2 离子束表面改性技术特点 182
7.4.3 离子注入的基本原理 183
7.4.4 离子束表面改性技术设备 183
7.4.5 离子束表面改性技术应用 183
7.5 等离子束表面改性技术 186
7.5.1 等离子束表面改性技术概述 186
7.5.2 等离子束表面改性基本原理 186
7.5.3 等离子束表面改性设备 188
7.5.4 等离子束表面改性技术应用 189
思考题 191
第8章 表面热处理技术
8.1 表面热处理概述 193
8.2 感应加热表面淬火 194
8.2.1 高频感应淬火 195
8.2.2 渗碳后高频感应淬火 197
8.2.3 渗氮后高频感应淬火 197
8.2.4 超高频脉冲淬火 197
8.2.5 大功率高频脉冲淬火 199
8.2.6 超音频感应淬火 199
8.2.7 中频感应淬火 199
8.2.8 双频感应淬火 200
8.2.9 工频感应淬火 201
8.3 火焰加热表面淬火 201
8.3.1 火焰加热表面淬火的原理与特点 201
8.3.2 火焰加热表面淬火工艺 204
8.4 电解液淬火 204
8.5 接触电阻加热淬火 206
8.6 浴炉加热表面淬火 208
8.6.1 盐浴加热表面淬火 208
8.6.2 铅浴加热表面淬火 209
8.7 激光表面淬火 209
8.7.1 激光表面淬火工艺 210
8.7.2 激光表面淬火层性能 211
8.8 其他表面淬火方法 212
8.8.1 电子束淬火 212
8.8.2 IR淬火 212
8.8.3 混合加热表面淬火 213
8.9 表面光亮热处理 213
思考题 214
第9章 化学热处理技术
9.1 化学热处理的基本原理 216
9.2 化学热处理的基本类型 216
9.3 钢的渗碳与碳氮共渗 217
9.3.1 钢的渗碳 217
9.3.2 钢的碳氮共渗 220
9.4 钢的渗氮与氮碳共渗 221
9.4.1 钢的渗氮 221
9.4.2 钢的氮碳共渗 223
9.5 渗金属 223
9.5.1 渗金属的原理 224
9.5.2 常见的渗金属工艺 224
9.6 真空化学热处理 226
9.6.1 真空化学热处理原理 226
9.6.2 真空化学热处理的种类 226
9.7 等离子体化学热处理 227
9.8 共渗与复合渗 227
思考题 228
第10章 表面形变强化技术
10.1 表面形变强化相关概念 229
10.2 表面形变强化工艺及原理 229
10.2.1 滚压强化工艺 229
10.2.2 喷丸强化工艺 231
10.3 表面形变强化新技术—金属材料的表面纳米化 235
10.3.1 表面纳米化基本原理 235
10.3.2 金属材料表面纳米化后的性能 235
思考题 236
第11章 表面转化膜、浸浴技术
11.1 表面反应原理 237
11.2 氧化处理 237
11.2.1 化学氧化膜的性质和用途 237
11.2.2 化学氧化的工艺 237
11.2.3 化学氧化的机理 238
11.2.4 氧化膜的后处理 239
11.3 磷化处理 239
11.3.1 磷化反应 240
11.3.2 磷化膜的性质和用途 240
11.3.3 转化型磷化 241
11.3.4 假转化型磷化 242
11.4 铬酸盐钝化处理 243
11.4.1 铬酸盐膜的形成机理 244
11.4.2 锌的铬酸盐钝化工艺 244
11.4.3 铝和铝合金的铬酸盐钝化工艺 247
11.5 阳极氧化技术 248
11.5.1 阳极氧化机理 248
11.5.2 阳极氧化工艺 249
11.6 微弧氧化技术 255
11.6.1 微弧氧化膜的生长过程及影响因素 255
11.6.2 微弧氧化膜主要工艺 256
11.6.3 微弧氧化工艺的主要应用 257
11.7 着色技术与封闭处理 258
11.7.1 铝及铝合金的着色 258
11.7.2 其他金属的着色 260
11.7.3 封孔技术 261
11.8 热浸镀技术 261
11.8.1 热浸镀技术概述 261
11.8.2 热浸镀锡 262
11.8.3 热浸镀锌 263
11.8.4 热浸镀铝 268
11.9 溶胶-凝胶（sol-gel）技术 271
11.9.1 溶胶-凝胶工艺概述 271
11.9.2 溶胶-凝胶法制备薄膜的基本方法 271
11.9.3 溶胶-凝胶工艺的应用 273
思考题 274
第12章 材料表面精整与加工技术
12.1 表面清洁及预处理 275
12.1.1 表面除油 275
12.1.2 表面清洁除锈及浸蚀 278
12.2 表面结构及评定 284
12.2.1 评定参数及定义 284
12.2.2 表面粗糙度的参数 285
12.3 表面性质及要求 287
12.4 表面精整与加工技术 290
12.4.1 研磨 290
12.4.2 抛光 292
12.4.3 珩磨 297
12.3.4 超精密加工 300
思考题 301
参考文献
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| 內容試閱：
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随着“中国制造2025”战略的深化实施，新装备、新技术在新技术领域不断发展，对材料科学与工程学科提出新的要求。在极端环境条件下，如高温、高压、辐照、腐蚀等，需要具有高性能的新材料或改进材料，以给材料或器件更好的防护。材料的表面与界面性质对材料的组织结构、性能、行为都有显著的影响，表面科学不仅涉及科学理论问题，而且还要求具有独到的应用场景和效果，已发展成为基于材料科学与工程的表面工程技术学，表面科学与工程技术的发展对提高材料利用率、助力实现“双碳”目标作用重大。
《材料表面科学与工程》作为高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材，将表面科学理论基础与表面工程技术有机结合起来，充分讲解材料设计、组织结构调控与性能开发的理论基础，同时分析几种典型的表面工程技术及应用。本教材分为三个部分，第一部分（第0～3章）为表面科学的理论基础，着重阐述与表面工程相关的基础知识，涉及力学、化学和物理等内容；第二部分（第4章）为表面的测试与分析技术、方法，讲解表面（膜、层）厚度范围的成分、微结构分析和相关性能测试，以及分析表面与基体的结合状况等；第三部分（第5～11章）为典型表面工程技术，涉及表面涂镀、表面沉积和表面改性等的原理、工艺、设备、性能和应用，化学转化和高能束表面作用，以及表面精整和加工的质量保障等，为表面技术设计、选择及应用奠定基础。本书可供材料、机械制造、电气工程、航空航天和海洋工程等学科专业本科生、研究生作为教材，也可供相关领域科学研究、工程设计、技术管理人员等参考。
本书由合肥工业大学吴玉程担任主编，并编写绪论、第1章，孙建编写第2、10章，并负责章节统稿，徐光青编写第3、11章，王岩编写第9章，刘家琴编写第4章，舒霞编写第5章，崔接武编写第6章，罗来马编写第7章，刘东光编写第8章，张勇编写第12章，并参与第5章的编写。
本教材的编写得到高等学校材料类专业教学指导委员会的支持，中国科学院院士、中国科学技术大学俞书宏教授，北京机电研究所徐跃明研究员和哈尔滨工业大学闫牧夫教授等提出了宝贵意见，在此一并表示感谢！
由于作者水平有限，书中难免存在不当之处，敬请读者不吝批评指正！
编者
2025年3月
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