金属材料表面技术原理与工艺(杨川)

作者: 杨川编

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2014-10

版次: 1

ISBN: 9787122209276

定价: 39.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

分类: 教材教辅考试>教材>高职教材>工程技术

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　　本书针对材料三大类表面技术中的基本原理进行了归纳与论述。每类技术中选出一些典型技术进行详细分析，并列出一些常用表面技术规范。在一些章节中以具体零部件为例，尝试与其他学科交叉实现“表面技术的设计”。经过表面技术处理的零部件，一般均存在残余应力，也会出现失效情况，本书介绍了残余应力定性分析方法及一些失效案例。对一些表面技术中存在的污染问题也给予较详细说明。

本书供高等院校研究生、本科生或高职高专学生作为教材使用，适用于材料科学与工程、机械制造等与表面技术有关的专业。也可作为从事表面技术工作科技人员的参考书。　　杨川，西南交通大学材料学院，副院长教授，杨川西南交大材料学院教授博士；主要从事材料表面工程与材料失效分析领域研究工作。在上述领域发表论文50余篇，其中EI检索论文 18篇次，SCI检索3篇次；获得专利7项。完成国家自然科学基金项目1项；省部级项目 5项；各类横向科研项目50余项。十五-十一五期间主持国家科技成果重点推广项目“智能化低温气体多元共渗技术”在我国重大工程如：青藏铁路、提速铁路、广州地铁上获得大规模成功应用。十一五期间该技术在高速铁路工务配件锚固螺栓上获得成功应用。获得铁道部科技进步四等奖1项、四川省科技进步三等奖1项、成都市科技进步1等奖1项。成都市金桥工程优秀奖1项，四川省金桥工程二等奖1项。用该技术开发出的教学设备，在2008年高等教育学会举办的高等院校自制教学设备评选中，获得最高奖励--优秀成果奖。获得四川省教学成果三等奖2项。2004-2008任教育部冶金与金属材料学科教学指导委员会委员曾任四川省热处理专委会副主任委员、四川省理化检验学会副理事长、成都市热处理专委会常委员等社会职务。目前主持国家科技支撑计划高速机车零部件国产化项目第1章绪论 1.1 从表面技术到表面工程 1.2 表面技术在现代工业中发挥巨大作用的原因 1.2.1 采用表面技术可以解决某些零部件采用单一材料无法满足的性能要求 1.2.2 节约贵重材料，大幅度提高性价比 1.2.3 电子信息技术飞速发展的需要 1.2.4 节能、开发新能源的需求 1.3 表面工程中的设计概念 1.4 表面技术的发展与环境保护 1.4.1 开发各种材料表面防腐蚀新技术是重要的研究方向 1.4.2 应重视新型复合表面技术的研发 1.4.3 几种值得注意的表面改性技术 1.4.4 开发新型制备薄膜太阳能电池技术是研究热点 1.4.5 涂镀层技术中钢板、钢梁、钢管的镀层新技术开发 1.4.6 表面技术中的环保问题习题参考文献第2章利用相变原理设计表面改性技术 2.1 马氏体相变基本特征概述及在设计表面改性技术中应用 2.2 残余应力产生原理与分析方法 2.2.1 冷却过程中的残余应力产生原理 2.2.2 残余应力综合分析与控制 2.3 表面组织金相分析方法 2.3.1 阿贝原理 2.3.2 利用阿贝原理分析金相组织 2.4 表面相变强化工艺设计与典型工艺分析 2.4.1 工艺设计基本思路与一般规律 2.4.2 感应加热淬火工艺设计与分析 2.4.3 激光表面相变强化工艺 2.5 表面相变强化工艺设计案例 2.6 快速加热零部件失效案例分析 2.7 非钢铁材料表面相变强化工艺设计与贝氏体组织应用 2.8 几种常用表面改性工艺习题参考文献第3章利用扩散与相变原理设计表面改性工艺 3.1 基本原理概述 3.2 扩散基本规律 3.2.1 纯扩散理论 3.2.2 反应扩散理论 3.3 利用反应扩散方法设计表面改性工艺的思路 3.4 利用纯扩散理论设计表面改性工艺 3.4.1 钢的渗碳工艺分析 3.4.2 渗碳过程中炉内碳势的控制 3.4.3 渗碳件残余应力分析 3.4.4 渗碳的数值模拟技术简介 3.5 利用反应扩散理论设计表面改性工艺 3.5.1 设计思想与基本原理 3.5.2 典型工艺1——氮化工艺 3.5.3 渗硼工艺设计 3.5.4 固体粉末渗锌 3.5.5 盐浴渗金属方法TD技术 3.5.6 氮化与渗金属过程中产生的残余应力 3.6 工艺设计案例 3.6.1 案例1 齿轮表面改性工艺设计 3.6.2 案例2 导线夹制备工艺的设计 3.6.3 案例3 对小模数齿轮设计多元共渗代替渗碳的技术方案 3.6.4 案例4 利用TD方法提高热模具寿命 3.7 失效分析案例 3.7.1 案例1 轴承外圈裂纹分析 3.7.2 案例2 氮化裂纹问题 3.8 几种典型的表面改性工艺 3.8.1 碳氮共渗技术 3.8.2 真空渗碳 3.8.3 二段及三段氮化法 3.8.4 提高钢件抗腐蚀能力的氮化法 3.8.5 TD方法渗金属 3.8.6 抗蚀、抗氧化表面改性工艺设计 3.8.7 多元共渗工艺设计 3.8.8 快速电加热渗铝金 3.9 表面改性技术中的污染问题习题参考文献第4章薄膜技术 4.1 薄膜的定义与薄膜形成 4.1.1 薄膜定义及在现代科技中作用 4.1.2 薄膜形成过程简介 4.2 化学气相沉积技术基本原理与典型工艺分析 4.2.1 化学原理在化学气相沉积中作用与典型工艺分析 4.2.2 TCVD薄膜沉积过程与特点 4.2.3 CVD技术的应用 4.2.4 TCVD应用范围探讨 4.3 真空技术基础 4.3.1 真空的定义与单位 4.3.2 气体分子能量运动速度与分子间碰撞 4.3.3 真空的获得 4.3.4 真空系统配置简介 4.4 等离子体技术基础 4.4.1 等离子体基本概念 4.4.2 等离子体产生方法 4.5 粒子间碰撞 4.5.1 弹性碰撞能量转移 4.5.2 非弹性碰撞的能量转移 4.6 等离子体化学气相沉积技术 4.7 物理气相沉积——真空蒸发镀膜技术 4.7.1 基本原理 4.7.2 蒸发源与合金膜的蒸发镀 4.8 物理气相沉积——离子镀技术 4.8.1 基本原理 4.8.2 典型工艺分析 4.9 物理气相沉积技术——溅射镀膜 4.9.1 离子溅射中一些理论问题 4.9.2 典型溅射镀膜技术 4.9.3 磁控溅射技术 4.10 离子注入与离子束合成薄膜技术原理 4.10.1 离子注入的原理 4.10.2 离子注入机与注入工艺 4.10.3 离子束与镀膜复合技术 4.10.4 离子注入技术实际应用状况 4.11 薄膜中的应力分析 4.11.1 薄膜内应力 4.11.2 薄膜的附着力 4.12 薄膜设计应用案例案例1 用TCVD技术沉积TiN提高硬质合金刀具切削速度案例2 在蓝宝石上沉积TiN薄膜案例3 光盘记录系统案例4 太阳能电池原理与薄膜材料设计 4.13 几种气相沉积镀膜技术 4.13.1 反应蒸发镀工艺 4.13.2 三级与四级溅射 4.13.3 高频溅射镀 4.13.4 多弧离子镀 4.13.5 离子团束镀 4.13.6 离子辅助沉积 4.13.7 双离子束镀习题参考文献第5章涂镀层技术 5.1 电沉积技术基本原理与典型工艺 5.1.1 金属电化学腐蚀模型与标准电极电位 5.1.2 电沉积的基本过程 5.1.3 电沉积中的定量计算 5.1.4 电沉积的后处理与镀层残余应力 5.1.5 典型电沉积工艺分析——电镀锌工艺 5.1.6 电沉积技术中的污染问题 5.2 电刷镀技术 5.2.1 基本原理 5.2.2 电刷镀工艺步骤与应用领域 5.3 电沉积技术在高科技中应用案例1 利用电沉积技术制备薄膜太阳能电池材料案例2 利用电沉积技术制备镍网材料案例3 电沉积铜用于IC铜布线 5.4 电沉积零件的失效分析案例4 电沉积汽车调节螺杆失效分析 5.5 化学镀技术 5.5.1 化学镀原理 5.5.2 化学镀典型工艺与组织性能及应用 5.5.3 化学镀中残余应力问题 5.6 热浸镀技术 5.6.1 热浸镀基本原理与工艺过程 5.6.2 热浸镀典型工艺分析——热浸锌工艺 5.7 化学转移膜技术 5.7.1 化学转移膜基本原理与用途 5.7.2 典型化学转移膜技术分析 5.7.3 化学转移膜技术中污染问题 5.8 热喷涂技术 5.8.1 热喷涂技术基本原理 5.8.2 喷涂层中的残余应力 5.8.3 典型喷涂技术 5.9 几种涂层技术简介 5.9.1 电镀铬工艺 5.9.2 电刷镀工艺 5.9.3 热镀铝工艺 5.9.4 爆炸喷涂 5.9.5 超音速喷涂 5.9.6 铝合金阳极氧化习题参考文献第6章复合表面处理技术 6.1 表面技术复合的设计原则 6.2 几种复合表面技术 6.2.1 硫与氮共渗复合处理 6.2.2 渗氮与感应表面淬火复合 6.2.3 溅射Al膜与离子氮化工艺复合 6.2.4 多元共渗与高分子材料复合 6.2.5 喷涂与激光、火焰快速加热复合 6.2.6 铸渗复合处理工艺习题参考文献
内容简介:
　　本书针对材料三大类表面技术中的基本原理进行了归纳与论述。每类技术中选出一些典型技术进行详细分析，并列出一些常用表面技术规范。在一些章节中以具体零部件为例，尝试与其他学科交叉实现“表面技术的设计”。经过表面技术处理的零部件，一般均存在残余应力，也会出现失效情况，本书介绍了残余应力定性分析方法及一些失效案例。对一些表面技术中存在的污染问题也给予较详细说明。

本书供高等院校研究生、本科生或高职高专学生作为教材使用，适用于材料科学与工程、机械制造等与表面技术有关的专业。也可作为从事表面技术工作科技人员的参考书。
作者简介:
　　杨川，西南交通大学材料学院，副院长教授，杨川西南交大材料学院教授博士；主要从事材料表面工程与材料失效分析领域研究工作。在上述领域发表论文50余篇，其中EI检索论文 18篇次，SCI检索3篇次；获得专利7项。完成国家自然科学基金项目1项；省部级项目 5项；各类横向科研项目50余项。十五-十一五期间主持国家科技成果重点推广项目“智能化低温气体多元共渗技术”在我国重大工程如：青藏铁路、提速铁路、广州地铁上获得大规模成功应用。十一五期间该技术在高速铁路工务配件锚固螺栓上获得成功应用。获得铁道部科技进步四等奖1项、四川省科技进步三等奖1项、成都市科技进步1等奖1项。成都市金桥工程优秀奖1项，四川省金桥工程二等奖1项。用该技术开发出的教学设备，在2008年高等教育学会举办的高等院校自制教学设备评选中，获得最高奖励--优秀成果奖。获得四川省教学成果三等奖2项。2004-2008任教育部冶金与金属材料学科教学指导委员会委员曾任四川省热处理专委会副主任委员、四川省理化检验学会副理事长、成都市热处理专委会常委员等社会职务。目前主持国家科技支撑计划高速机车零部件国产化项目
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第1章绪论 1.1 从表面技术到表面工程 1.2 表面技术在现代工业中发挥巨大作用的原因 1.2.1 采用表面技术可以解决某些零部件采用单一材料无法满足的性能要求 1.2.2 节约贵重材料，大幅度提高性价比 1.2.3 电子信息技术飞速发展的需要 1.2.4 节能、开发新能源的需求 1.3 表面工程中的设计概念 1.4 表面技术的发展与环境保护 1.4.1 开发各种材料表面防腐蚀新技术是重要的研究方向 1.4.2 应重视新型复合表面技术的研发 1.4.3 几种值得注意的表面改性技术 1.4.4 开发新型制备薄膜太阳能电池技术是研究热点 1.4.5 涂镀层技术中钢板、钢梁、钢管的镀层新技术开发 1.4.6 表面技术中的环保问题习题参考文献第2章利用相变原理设计表面改性技术 2.1 马氏体相变基本特征概述及在设计表面改性技术中应用 2.2 残余应力产生原理与分析方法 2.2.1 冷却过程中的残余应力产生原理 2.2.2 残余应力综合分析与控制 2.3 表面组织金相分析方法 2.3.1 阿贝原理 2.3.2 利用阿贝原理分析金相组织 2.4 表面相变强化工艺设计与典型工艺分析 2.4.1 工艺设计基本思路与一般规律 2.4.2 感应加热淬火工艺设计与分析 2.4.3 激光表面相变强化工艺 2.5 表面相变强化工艺设计案例 2.6 快速加热零部件失效案例分析 2.7 非钢铁材料表面相变强化工艺设计与贝氏体组织应用 2.8 几种常用表面改性工艺习题参考文献第3章利用扩散与相变原理设计表面改性工艺 3.1 基本原理概述 3.2 扩散基本规律 3.2.1 纯扩散理论 3.2.2 反应扩散理论 3.3 利用反应扩散方法设计表面改性工艺的思路 3.4 利用纯扩散理论设计表面改性工艺 3.4.1 钢的渗碳工艺分析 3.4.2 渗碳过程中炉内碳势的控制 3.4.3 渗碳件残余应力分析 3.4.4 渗碳的数值模拟技术简介 3.5 利用反应扩散理论设计表面改性工艺 3.5.1 设计思想与基本原理 3.5.2 典型工艺1——氮化工艺 3.5.3 渗硼工艺设计 3.5.4 固体粉末渗锌 3.5.5 盐浴渗金属方法TD技术 3.5.6 氮化与渗金属过程中产生的残余应力 3.6 工艺设计案例 3.6.1 案例1 齿轮表面改性工艺设计 3.6.2 案例2 导线夹制备工艺的设计 3.6.3 案例3 对小模数齿轮设计多元共渗代替渗碳的技术方案 3.6.4 案例4 利用TD方法提高热模具寿命 3.7 失效分析案例 3.7.1 案例1 轴承外圈裂纹分析 3.7.2 案例2 氮化裂纹问题 3.8 几种典型的表面改性工艺 3.8.1 碳氮共渗技术 3.8.2 真空渗碳 3.8.3 二段及三段氮化法 3.8.4 提高钢件抗腐蚀能力的氮化法 3.8.5 TD方法渗金属 3.8.6 抗蚀、抗氧化表面改性工艺设计 3.8.7 多元共渗工艺设计 3.8.8 快速电加热渗铝金 3.9 表面改性技术中的污染问题习题参考文献第4章薄膜技术 4.1 薄膜的定义与薄膜形成 4.1.1 薄膜定义及在现代科技中作用 4.1.2 薄膜形成过程简介 4.2 化学气相沉积技术基本原理与典型工艺分析 4.2.1 化学原理在化学气相沉积中作用与典型工艺分析 4.2.2 TCVD薄膜沉积过程与特点 4.2.3 CVD技术的应用 4.2.4 TCVD应用范围探讨 4.3 真空技术基础 4.3.1 真空的定义与单位 4.3.2 气体分子能量运动速度与分子间碰撞 4.3.3 真空的获得 4.3.4 真空系统配置简介 4.4 等离子体技术基础 4.4.1 等离子体基本概念 4.4.2 等离子体产生方法 4.5 粒子间碰撞 4.5.1 弹性碰撞能量转移 4.5.2 非弹性碰撞的能量转移 4.6 等离子体化学气相沉积技术 4.7 物理气相沉积——真空蒸发镀膜技术 4.7.1 基本原理 4.7.2 蒸发源与合金膜的蒸发镀 4.8 物理气相沉积——离子镀技术 4.8.1 基本原理 4.8.2 典型工艺分析 4.9 物理气相沉积技术——溅射镀膜 4.9.1 离子溅射中一些理论问题 4.9.2 典型溅射镀膜技术 4.9.3 磁控溅射技术 4.10 离子注入与离子束合成薄膜技术原理 4.10.1 离子注入的原理 4.10.2 离子注入机与注入工艺 4.10.3 离子束与镀膜复合技术 4.10.4 离子注入技术实际应用状况 4.11 薄膜中的应力分析 4.11.1 薄膜内应力 4.11.2 薄膜的附着力 4.12 薄膜设计应用案例案例1 用TCVD技术沉积TiN提高硬质合金刀具切削速度案例2 在蓝宝石上沉积TiN薄膜案例3 光盘记录系统案例4 太阳能电池原理与薄膜材料设计 4.13 几种气相沉积镀膜技术 4.13.1 反应蒸发镀工艺 4.13.2 三级与四级溅射 4.13.3 高频溅射镀 4.13.4 多弧离子镀 4.13.5 离子团束镀 4.13.6 离子辅助沉积 4.13.7 双离子束镀习题参考文献第5章涂镀层技术 5.1 电沉积技术基本原理与典型工艺 5.1.1 金属电化学腐蚀模型与标准电极电位 5.1.2 电沉积的基本过程 5.1.3 电沉积中的定量计算 5.1.4 电沉积的后处理与镀层残余应力 5.1.5 典型电沉积工艺分析——电镀锌工艺 5.1.6 电沉积技术中的污染问题 5.2 电刷镀技术 5.2.1 基本原理 5.2.2 电刷镀工艺步骤与应用领域 5.3 电沉积技术在高科技中应用案例1 利用电沉积技术制备薄膜太阳能电池材料案例2 利用电沉积技术制备镍网材料案例3 电沉积铜用于IC铜布线 5.4 电沉积零件的失效分析案例4 电沉积汽车调节螺杆失效分析 5.5 化学镀技术 5.5.1 化学镀原理 5.5.2 化学镀典型工艺与组织性能及应用 5.5.3 化学镀中残余应力问题 5.6 热浸镀技术 5.6.1 热浸镀基本原理与工艺过程 5.6.2 热浸镀典型工艺分析——热浸锌工艺 5.7 化学转移膜技术 5.7.1 化学转移膜基本原理与用途 5.7.2 典型化学转移膜技术分析 5.7.3 化学转移膜技术中污染问题 5.8 热喷涂技术 5.8.1 热喷涂技术基本原理 5.8.2 喷涂层中的残余应力 5.8.3 典型喷涂技术 5.9 几种涂层技术简介 5.9.1 电镀铬工艺 5.9.2 电刷镀工艺 5.9.3 热镀铝工艺 5.9.4 爆炸喷涂 5.9.5 超音速喷涂 5.9.6 铝合金阳极氧化习题参考文献第6章复合表面处理技术 6.1 表面技术复合的设计原则 6.2 几种复合表面技术 6.2.1 硫与氮共渗复合处理 6.2.2 渗氮与感应表面淬火复合 6.2.3 溅射Al膜与离子氮化工艺复合 6.2.4 多元共渗与高分子材料复合 6.2.5 喷涂与激光、火焰快速加热复合 6.2.6 铸渗复合处理工艺习题参考文献

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