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绪论 1

1 表面工程及其发展 1

2 表面工程学科体系 3

3 表面层的特性和分类 5

3.1 表面层的特性 5

3.2 表面层的分类 5

第一章 材料的表面与界面 7

1 材料表面的基本特性 7

1.1 界面与表面 7

1.2 表面能和表面张力 7

2 表面原子结构 8

2.1 表面原子的静态结构 8

2.2 表面原子的动态结构 10

3 实际材料的界面与表面 11

3.1 材料界面的类型 11

3.2 固体材料表面的几何特性 11

3.3 固体材料表面的组织和力学特性 12

3.4 固体材料表面的化学特性和表面吸附 13

4 材料和设备部件的表面失效问题 16

4.1 失效和失效模式分析 16

4.2 腐蚀失效 17

4.3 磨损失效 20

4.4 疲劳失效 23

参考文献 24

第二章 材料表面清理与精整 25

1 清洗 26

1.1 溶剂清洗 26

1.2 水基清洗剂清洗 29

1.3 碱液清洗 29

1.4 电解清洗 33

1.5 乳化液清洗 34

1.6 二氧化碳精密清洗 35

2 机械清理与精整 39

2.1 喷砂 39

2.2 刷光 42

2.3 磨光和机械抛光 42

2.4 滚光 43

3 蚀洗与中和 44

3.1 化学强腐蚀 44

3.2 电解腐蚀 46

3.3 弱腐蚀 47

3.4 光化处理 47

3.5 中和处理 47

4 无光处理和抛光处理 48

4.1 无光处理 48

4.2 抛光处理 48

参考文献 50

第三章 金属的电镀 52

1 金属电沉积的理论基础 52

1.1 离子在金属电极上的放电沉积 52

1.2 电结晶过程 56

1.3 镀层的组织结构 59

1.4 金属沉积层的厚度分布 60

1.5 微观分散能力（整平和光亮） 63

2 镀层的类型和基本要求 64

2.1 镀层的类型 64

2.2 对镀层的基本要求 65

3 单金属电镀工艺 65

3.1 镀锌 65

3.2 镀铜 74

3.3 镀铬 80

3.4 镀镍 85

3.5 镀镉 89

3.6 镀锡 90

4 电镀合金 92

4.1 合金电沉积的基本原理 92

4.2 电镀合金工艺 98

5 电刷镀和流镀 108

5.1 电刷镀的原理和特点 108

5.2 电刷镀的设备和工艺 109

5.3 电刷镀的应用 114

5.4 流镀技术简介 115

参考文献 117

第四章 化学镀 118

1 化学镀的基本原理 119

1.1 还原沉积的电化学热力学条件 119

1.2 还原沉积化学镀的动力学 121

1.3 在金属基体上和在非金属基体上化学镀速的差别 123

2 化学镀镍 124

2.1 化学镀镍的还原沉积机理 124

2.2 化学镀镍的溶液配方和工艺条件 125

2.3 化学镀镍层的成分、组织结构和性能 129

2.4 化学镀镍的工业应用 132

3 化学镀铜 133

3.1 化学镀铜的还原沉积原理 133

3.2 化学镀铜的镀液配方和工艺条件 134

3.3 化学镀铜溶液的稳定性和维护措施 136

4 化学镀其他金属 138

4.1 化学镀钴 138

4.2 化学镀钯 139

4.3 化学镀金 140

4.4 化学镀银 140

参考文献 141

第五章 塑料和其他非金属材料的电镀 143

1 塑料电镀 143

1.1 塑料电镀的工艺流程 143

1.2 塑料上金属镀层的结合力 144

1.3 塑料制品的化学镀前表面处理 145

1.4 化学镀和常规电镀 160

2 陶瓷、玻璃和其他非金属材料的电镀 162

2.1 陶瓷和玻璃的电镀 162

2.2 石膏、木材等非金属材料的电镀 163

参考文献 165

第六章 复合镀 166

1 概述 166

2 复合镀层的分类 166

3 制备复合镀层的基本方法 167

3.1 镀液的搅拌及镀槽 167

3.2 复合镀层用粉体 169

4 共沉积的基础理论 175

4.1 金属与分散粒子的电化学复合过程 175

4.2 复合共沉积机理的几种观点 177

5 复合镀工艺及复合镀层的组织与性能 180

5.1 Ni/SiC复合镀层及应用 180

5.2 Ni-P/SiC复合镀层及热处理对其结构和耐磨性的影响 181

5.3 其他复合镀层简介 186

参考文献 187

第七章 金属材料的化学转换处理 189

1 化学氧化处理 189

1.1 钢铁的氧化处理 189

1.2 铝和铝合金的化学氧化处理 195

1.3 镁合金的化学氧化处理 197

1.4 铜和铜合金的化学氧化处理和钝化处理 199

2 阳极氧化和着色处理 201

2.1 铝和铝合金的阳极氧化处理 202

2.2 铝和铝合金的阳极氧化着色处理 212

2.3 封孔处理 221

2.4 镁合金的阳极氧化处理 224

2.5 钛和钛合金的阳极氧化处理 225

3 磷化处理 225

3.1 基本原理 226

3.2 工艺和方法 228

参考文献 232

第八章 气相沉积技术 233

1 物理气相沉积（PVD法） 233

1.1 概述 233

1.2 蒸发镀膜 235

1.3 溅射镀膜 239

1.4 离子镀膜 249

1.5 离子注入 258

2 化学气相沉积（CVD法） 268

2.1 概述 268

2.2 化学气相沉积工艺原理 268

2.3 CVD设备和工艺方法 272

2.4 CVD技术的新发展 273

2.5 CVD技术的应用 276

3 PVD和CVD的特点和用途比较 279

参考文献 280

第九章 高能量密度表面处理 282

1 激光束表面处理 282

1.1 激光的产生和特性 282

1.2 激光与材料表面的作用 286

1.3 激光加工的设备和功率密度范围 290

1.4 激光表面处理方法和工艺 292

2 电子束表面改性 308

2.1 电子束的产生和对材料表面的作用 308

2.2 电子束表面改性工艺和应用 309

参考文献 312

第十章 热喷涂技术 315

1 概述 315

1.1 热喷涂的分类 315

1.2 热喷涂技术原理 316

1.3 热喷涂的特点 317

1.4 热喷涂用材 317

2 热喷涂方法 317

2.1 火焰喷涂 317

2.2 电弧喷涂 319

2.3 爆炸喷涂 320

2.4 等离子喷涂 321

2.5 超音速喷涂 322

2.6 激光喷涂 323

3 热喷涂层的后处理 325

3.1 封孔处理 325

3.2 重熔处理 326

3.3 其他后处理 326

4 热喷涂技术的新发展 326

4.1 热喷涂方法 327

4.2 热喷涂用材的发展 327

参考文献 328