表面工程技术工艺方法400种 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:蔡珣

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2006-5

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111188964

丛书系列:

图书标签:

• 表面工程
• 表面处理
• 材料科学
• 工程技术
• 工艺技术
• 金属材料
• 非金属材料
• 涂层技术
• 腐蚀防护
• 磨损防护

材质表面改性与精密制造前沿探索 本书并非《表面工程技术工艺方法400种》，而是深入聚焦于现代材料科学与工程领域中，关于材料表面改性与精密制造的最新技术进展、理论突破以及前沿应用。它旨在为研究人员、工程师、技术专家以及对这一交叉领域充满兴趣的读者，提供一个系统、深入且具有前瞻性的知识框架。 第一部分：基础理论与发展脉络 在深入探讨具体技术之前，本书首先构建了理解表面工程及其相关领域的基础。这部分内容将追溯表面工程技术的发展历程，从早期的金属热处理、电镀等传统工艺，到如今蓬勃发展的等离子体技术、激光技术、纳米技术等。我们将详细阐述表面改性的核心科学原理，包括但不限于： 界面科学基础： 深入剖析材料界面处的物理、化学和机械行为，理解原子、分子层面的相互作用如何影响宏观表面性能。这包括表面能、润湿性、吸附理论、相界面稳定性等。 材料科学原理： 回顾与表面改性密切相关的材料科学基础知识，如晶体结构、位错理论、扩散理论、相变动力学等，强调这些微观结构如何影响表面层的性能。 传质传热理论： 详细介绍在各种表面改性过程中至关重要的传质和传热机理，包括扩散、对流、辐射等，以及它们如何影响表面层的厚度、成分和微观结构。 表面形貌与结构控制： 探讨如何通过不同的工艺手段精确控制材料表面的形貌、粗糙度、孔隙率以及微观晶粒尺寸，并解析这些表面特征对材料宏观性能的影响。 第二部分：先进表面改性技术原理与工艺 本部分是本书的核心内容，将系统介绍一系列当今最前沿、最具影响力的材料表面改性技术，并详细阐述其基本原理、工艺流程、设备要求以及适用范围。我们将避免对具体工艺数量的累加，而是专注于对每一项技术进行深入剖析。 等离子体技术及其应用： 低温等离子体技术： 详细介绍不同类型的低温等离子体源（如射频放电、微波放电、介质阻挡放电等），及其在表面清洗、活化、刻蚀、薄膜沉积（PECVD, PVD）等方面的应用。特别会关注其在聚合物、生物材料、纺织品等领域的独特优势。 高温等离子体技术： 探讨等离子体喷涂、等离子体熔炼等高温等离子体工艺，分析其在高硬度、耐磨损、耐高温涂层制备中的作用，以及在航空航天、能源领域的应用案例。 等离子体诱导的表面化学反应： 深入研究等离子体环境下发生的复杂化学反应，如活性自由基的形成、离子的碰撞、能量传递等，如何引发材料表面的化学键断裂、重组和新物质的生成。 激光技术在表面工程中的应用： 激光熔覆（Laser Cladding）： 详细阐述激光熔覆的原理，包括激光与粉末材料的相互作用、熔池的形成与凝固过程。重点分析影响涂层质量的关键参数，如激光功率、扫描速度、送粉速率、保护气体等。介绍各种高性能合金（如镍基、钴基、碳化物等）在激光熔覆中的应用，以及其在耐磨、耐腐蚀、修复等方面的性能提升。 激光冲击强化（Laser Shock Peening）： 深入解析激光冲击强化机理，即通过高能激光脉冲产生的瞬态高压冲击波，在材料表面形成压应力层，从而提高材料的疲劳寿命和抗裂纹扩展能力。重点关注不同材料（如金属、陶瓷）的强化效果，以及在航空发动机叶片、汽车零部件等领域的应用。 激光表面热处理与相变强化： 探讨激光淬火、激光退火等工艺，分析激光的高能量密度和精确控制能力如何实现材料表面的快速加热与冷却，从而优化微观组织，提高表面硬度和强度。 激光诱导前向转移（LIFT）与3D打印： 介绍激光在精细金属增材制造（3D打印）中的作用，特别是LIFT技术在微细金属结构打印中的应用，为构建复杂几何形状的表面层提供可能。 先进薄膜沉积技术： 物理气相沉积（PVD）技术： 深入介绍磁控溅射、蒸发沉积、离子束辅助沉积等PVD技术，分析其在制备硬质涂层（如TiN, CrN）、光学涂层、导电涂层等方面的原理和工艺。关注不同PVD技术的优缺点及选择依据。 化学气相沉积（CVD）技术： 详细讲解CVD技术的反应机理，包括各种前驱体气体的选择、反应路径、薄膜生长动力学等。重点介绍等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）等技术，以及它们在半导体、光电子、耐磨涂层等领域的重要应用。 原子层沉积（ALD）技术： 深入阐述ALD技术的自限性生长机制，强调其在制备超薄、高均匀性、高致密性薄膜方面的独特优势。分析ALD技术在微电子、催化、生物传感器等领域的关键作用。 其他重要表面改性技术： 离子注入： 阐述离子注入技术，通过高能离子轰击材料表面，改变其表面成分和晶体结构，以提高耐磨性、抗腐蚀性等。 化学热处理（渗碳、渗氮、渗碳氮）： 详细介绍这些经典但仍具活力的技术，分析其通过化学反应在材料表面形成硬质化合物层，提高表面硬度和耐磨性。 阳极氧化与转化膜技术： 探讨铝、镁等金属的阳极氧化过程，形成致密的氧化膜，提高其耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。同时介绍转化膜技术在金属防腐方面的应用。 纳米改性技术： 关注如何通过纳米颗粒的引入、纳米结构的构建等方式，实现材料表面的性能飞跃，如超疏水、抗菌、自修复等功能性表面。 第三部分：表面改性与精密制造的融合 本书将着重探讨表面改性技术如何与精密制造过程深度融合，共同提升产品性能和制造效率。 精密加工与表面处理的协同： 分析在精加工（如磨削、抛光、珩磨）过程中，如何通过预先或后续的表面处理来进一步优化加工结果，以及表面处理对精密加工刀具寿命的影响。 增材制造（3D打印）中的表面工程： 深入探讨3D打印过程中，如何利用表面工程技术来改善打印件的表面质量、力学性能和功能性。例如，打印后的热处理、表面涂层、精密后处理等。 微纳制造中的表面控制： 探讨在微电子、MEMS（微机电系统）等领域，如何通过精确的表面处理技术来实现微观结构的构建和功能化。 表面形貌与润湿性控制： 详细介绍如何通过特定的表面处理工艺，精确控制材料表面的微观形貌，从而实现超疏水、超亲水、自清洁等特殊润湿性能。 第四部分：面向未来的发展趋势与挑战 本书的最后部分将展望表面工程与精密制造领域的未来发展方向，并探讨当前面临的挑战。 智能化与自动化： 探讨如何利用人工智能、大数据分析等技术，实现表面工程工艺的智能化调控和自动化生产。 功能化与多功能化： 预测未来表面工程将朝着高度功能化、多功能化发展，如集成传感、能量转换、自修复等功能的智能表面。 绿色与可持续发展： 关注如何开发更环保、更节能的表面处理技术，减少环境污染，提高资源利用效率。 跨学科融合： 强调表面工程与其他学科（如生物学、化学、电子学）的深度融合，将催生更多颠覆性的技术和应用。 关键挑战与机遇： 分析当前表面工程领域在材料选择、工艺优化、性能表征、成本控制等方面存在的挑战，以及这些挑战带来的研究机遇。 本书力求以严谨的科学态度、清晰的逻辑结构，为读者呈现一个丰富、深入且具有启发性的表面工程与精密制造前沿知识体系。它不仅是理论的梳理，更是对技术创新与产业应用的深刻洞察。

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这本书的排版和资料的组织方式，让我这个有经验的行业人士感到有些许的困惑。尽管它声称涵盖了400种方法，但信息的密度分布极不均匀。举个例子，关于最基础的磷化处理，它用了将近三十页的篇幅，细致地讲解了不同金属基材的预处理、磷化液的成分调整、温控曲线等，简直到了可以手把手教学的程度。这种对基础工艺的“偏爱”固然能帮助初入行的新手快速上手，但对于我们这些需要优化现有生产线、寻找替代方案的老手来说，就显得有些冗长了。我更希望看到的是不同工艺之间的横向对比分析，比如，在A环境下，热喷涂的成本效益与PVD相比有何显著差异，或者在特定腐蚀环境下，哪几种新的复合涂层表现更优。这本书的结构更倾向于“线性罗列”，即A方法、B方法、C方法……的介绍，缺乏将这些工艺进行系统性分类和比较的图谱或决策树。这使得我们在快速检索所需信息时，需要花费更多时间去甄别和筛选哪些内容是自己真正需要的，哪些只是对基础知识的重复阐述。对于一本工具书而言，这种结构上的权重分配，显然没有完全照顾到资深用户的阅读习惯。

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拿到这本《表面工程技术工艺方法400种》的时候，我其实是抱着一种“试试看”的心态。毕竟市面上介绍表面处理技术的书不少，但真正能做到“400种”还兼顾实用性和系统性的，着实不多见。我主要的兴趣点在于一些前沿的、非传统的涂层技术，比如仿生涂层和自修复材料的应用。遗憾的是，这本书在这些我特别关注的领域，展现出的深度和广度都稍显不足。它更像是一本详尽的“工艺大全”，罗列了大量的传统电镀、化学沉积、热喷涂等技术。对于每一种工艺，它都会详细描述其基本原理、操作流程和常见的应用场景，这点确实做得比较扎实。比如，关于镀硬铬的孔隙率控制，它给出了好几种不同的电流密度和添加剂配比的参考，对于车间里需要解决实际问题的工程师来说，这些数据是非常有价值的。然而，当我翻到关于纳米结构表面构建的部分时，内容就变得比较概念化了，缺乏具体的设备参数和工艺窗口的指导。感觉作者的重心更多地放在了“广撒网”——把市面上能找到的400种技术都收录进来，而不是在某些尖端领域进行深入的挖掘和剖析。对于一个追求技术突破的读者而言，这本厚厚的书更像是一部“百科全书式”的参考手册，而非一本“进阶指导”。

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从整体的用户体验角度来看，这本书的索引和检索系统设计得不够人性化。尽管有400种方法被罗列，但如果你不记得某个工艺的正式名称，只记得它的一个模糊的别名或者它解决的问题，想要快速定位到对应的章节会非常困难。例如，我试图查找关于“提高铸件表面抗气孔能力”的方法，我首先想到的是“渗碳”或“表面致密化处理”，但书中的目录和索引并未将这些功能性的需求与具体的工艺名称进行有效的关联。索引更多地是按照“工艺名称的首字母”或者“工艺的分类流派”进行组织。对于追求效率的工程师来说，时间就是金钱，花费大量时间在查找信息上是令人沮丧的。一个优秀的工具书应该具备强大的反向检索能力，即能够根据“要解决的问题”或“期望达到的性能指标”来反向推荐适用的工艺列表。这本书在这方面做得相对薄弱，更像是一本传统的、按部就班的教材，而不是一本能够快速响应实际工程挑战的现代工具书。因此，虽然内容量巨大，但在“即时可用性”上，我认为它还有很大的提升空间。

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这本书给我的直观感受是“厚重但略微发散”。它的覆盖面确实广得惊人，几乎涵盖了从机械加工表层强化到功能性薄膜制备的各个角落。然而，正是这种“大而全”的取向，导致了部分内容的深度不足，给读者的感觉像是蜻蜓点水。例如，在介绍特种粘接技术时，它提到了超声波辅助键合、激光辅助键合以及感应加热键合三种方法，并分别给出了简单的流程介绍。但当我想对比这三种方法在处理不同材料组合（比如陶瓷对金属）时的优劣势，或者它们各自对粘接界面残留应力的影响时，书中提供的对比维度非常有限，仅停留在“适用于XX材料”这一基础层面上。这种信息缺失使得我在实际项目决策时，依然需要查阅大量的专业论文来补充细节。对于一本旨在成为“工艺方法”参考的工具书来说，决策支持信息的不足是一个明显的短板。如果能用矩阵或流程图的形式，清晰地标示出每种工艺在特定性能指标（如耐磨性、绝缘性、附着力）上的大致量化表现，这本书的实用价值会倍增。

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作为一名长期从事材料研究的科研工作者，我最看重的是文献引用和理论支撑的严谨性。在这方面，《表面工程技术工艺方法400种》的表现只能说是中规中矩，略显保守。书中对每种工艺的描述，大多基于成熟的工业标准和教科书上的经典理论。例如，在介绍物理气相沉积（PVD）时，其对磁控溅射的等离子体特性描述，基本上就是对经典物理模型的复述，缺乏对近年来高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）或反应溅射中，新出现的薄膜结构演变机理的探讨。更让我感到美中不足的是，许多“新颖”的工艺方法，例如某些低温化学气相沉积（LPCVD）的变体，其描述常常是“可以实现XXX效果”，但对于“为什么能实现”以及“在不同气氛纯度下性能会如何漂移”的深层机制分析，则含糊其辞，甚至有些地方引用了过时的实验数据。一本汇集了四百种方法的书籍，如果不能在理论前沿有所突破，那它就很难摆脱“旧知识的整理集”这一标签。我期待看到更多关于界面化学、残余应力调控和多尺度结构设计的最新研究成果融入其中，但很遗憾，这本书更像是在2010年代初期的技术水平上做了一次全面的梳理。

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