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第一章 绪论 1

第一节 研究金属表面性质及其改性的意义 1

第二节 表面的概念 2

第三节 金属表面性质研究的特点、主要内容和方法 6

推荐书目 8

第二章 金属表面物理基础 9

第一节 表面结构 9

一、理想表面 9

二、清洁表面 10

三、二维晶体学基本概念 12

第二节 表面能 14

一、表面能的起因 14

二、表面能的确定 16

三、影响表面能的因素 18

四、表面现象热力学 21

第三节 固体表面电子态 22

一、表面电子态 22

二、电子逸出功和表面势能 24

第四节 实际表面 26

一、表面几何形貌不规则性和粗糙度 26

二、晶体表面缺陷 32

三、金属晶界缺陷 37

四、表面化学组成和分凝 38

五、分凝的机理和影响因素 41

六、表面扩散与合金化 43

推荐书目 45

第三章 表面分析技术 47

第一节 表面形貌观察 47

第二节 表面成分分析 49

第三节 表面结构分析 50

第四节 电子能态分析 51

第五节 低能电子衍射（LEED） 52

一、低能电子衍射原理 52

二、低能电子衍射仪的应用 55

第六节 俄歇电子能谱 56

一、俄歇技术的原理 56

二、俄歇电子能谱仪器设备 58

三、俄歇电子能谱的应用 60

第七节 光电子能谱及其应用 63

一、光电子谱仪 63

二、光电子的发射和测量 64

三、光电子能谱应用实例 65

第八节 扫描隧道显微镜（STM） 67

一、扫描隧道显微镜基本原理 68

二、扫描隧道显微镜装置 68

三、扫描隧道显微镜的应用 70

推荐书目 73

第四章 金属表面与气体介质之间的交互作用 74

第一节 金属表面的吸附现象 74

一、物理吸附和化学吸附 74

二、吸附热力学 77

三、物理吸附 81

四、化学吸附 86

五、吸附的应用 91

第二节 金属的氧化 94

一、氧化热力学 94

二、氧化动力学 96

三、金属氧化物结构 99

四、抗氧化性 102

五、氧化与摩擦运动之间的相互影响 102

第三节 表面膜对固体表面机械性能的影响 104

一、Kramer效应 104

二、Roscoe效应 106

三、Joffe效应 107

四、Rehbinder效应 108

五、表面膜对表面机械性能的影响 109

第四节 金属氢化物 110

推荐书目 112

第五章 金属表面与液体之间的相互作用 113

第一节 双电层 113

一、界面电荷与电位 113

二、双电层结构模型 115

第二节 相界上电荷的传递 117

第三节 金属表面的腐蚀 120

一、金属的腐蚀现象 120

二、电位一pH图 123

三、影响金属表面腐蚀的因素 125

四、局部腐蚀 126

第四节 金属的空穴腐蚀 133

一、空穴腐蚀现象 133

二、空穴腐蚀的机理 134

三、影响金属材料空穴腐蚀的因素 138

四、防止与改善空蚀的措施 142

推荐书目 142

第六章 金属表面与固体表面之间的相互作用 143

第一节 金属表面间的接触 144

一、概述 144

二、理想光滑表面的接触 145

三、粗糙表面的弹性接触 148

四、粗糙表面的塑性接触 156

五、表面接触变形类型的判据 157

第二节 固体表面之间的粘附作用 161

一、粘附现象和粘附强度 161

二、金属界面粘附理论 163

三、金属材料的特性对表面间粘附的影响 166

四、其它因素对界面粘附的影响 173

五、考虑金属表面间粘附情况下的接触压力 175

第三节 表面接触载荷作用下产生的表层应力分布 176

一、集中载荷作用下的应力分布 176

二、线分布载荷作用下的应力分布 179

三、椭圆分布载荷作用下的情况 180

四、弹塑性体之间接触时的应力分布 183

第四节 表面层的塑性变形 187

一、表面隆脊的形成 188

二、弹塑性体表面层的变形 188

第五节 表面层相和组织的变化 192

一、表层显微结构和硬度的变化 193

二、二次淬火和二次回火 194

三、表面扩散、可逆溶解与过剩相的析出 195

四、白层 196

五、表面自组织现象 197

第六节 亚表面的空穴和裂纹的萌生和扩展 199

一、空穴和裂纹的萌生 199

二、表层裂纹的扩展 201

推荐书目 205

第七章 金属表面与等离子体间的互相作用 206

第一节 等离子体与气体放电 206

一、等离子体的物理概念 206

二、带电粒子在气体中的运动 209

三、气体放电特征与伏安特性曲线 211

第二节 辉光放电 216

一、辉光放电一般特征 216

二、阴极位降 217

三、阴极位降区厚度和放电长度 218

第三节 金属表面的电子发射 221

一、金属表面电子发射形式 221

二、影响电子发射的因素 223

第四节金属表面的溅射 223

一、溅射的基本概念 223

二、溅射理论 224

三、金属表面溅射的影响因素 229

第五节 金属表面的化学反应与表面合金化 231

推荐书目 232

第八章 金属表面改性技术 233

第一节 概述 233

第二节 离子轰击渗扩技术 234

一、渗扩改性元素扩散与渗层相结构的形成 234

二、离子轰击氮化 239

三、离子渗碳 258

四、离子渗金属 263

第三节离子注入表面改性技术 268

一、离子注入改性特点 268

二、离子注入原理 268

三、离子注入设备及工艺方法 273

四、离子注入层组织 275

五、离子注入层性能 275

第四节 表面沉积薄膜技术 283

一、综述 283

二、物理气相沉积原理 284

三、硬质沉积膜 286

四、润滑膜 286

第五节 激光束改性技术 288

一、激光的基本特性 288

二、激光与金属表面的交互作用 290

三、激光改性装置及工艺 292

四、激光改性层组织及性能 295

推荐书目 297