硬质与超硬涂层

硬质与超硬涂层 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业
作者:宋贵宏
出品人:
页数:307
译者:
出版时间:2007-3
价格:48.00元
装帧:
isbn号码:9787502599584
丛书系列:
图书标签:
  • 硬质涂层
  • 超硬涂层
  • 表面工程
  • 材料科学
  • 涂层技术
  • 薄膜技术
  • 摩擦学
  • 磨损
  • CVD涂层
  • PVD涂层
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具体描述

本书作者结合自己多年在涂层领域的研究与应用成果,对硬质涂层与超硬涂层进行了全面的介绍:

硬质与超硬涂层的定义、分类、研究现状及涂层的特殊性:

常见硬质与超硬涂层的制备方法,包括真空蒸镀、磁控溅射、离子镀、离子束辅助沉积、分子束外延制备涂层的基本原理和常见的实验装置:

一些常见的金属氮化物、碳化物、硼化物及氧化物等硬质涂层和金刚石、类金刚石、立方氮化硼、氮化碳、硼碳氮、纳米多层结构和纳米晶复合涂层等超硬涂层的结构、性能和制备工艺:

硬质与超硬涂层的增韧技术:

硬质与超硬涂层的厚度、结构、成分及主要性能如结合强度、硬度、断裂韧性、耐磨性、耐腐蚀性、耐热性等表征方法。

本书内容丰富,技术先进,可供从事涂层研究领域的科研人员和工程技术人员学习参考,也可作为高等院校相关专业研究生、本科生的教学参考书。

《表面硬化:材料性能的革新之路》 在材料科学的广阔领域中,如何赋予材料卓越的耐磨损、抗腐蚀和高硬度性能,一直是工程师与科学家们孜孜不倦的追求。无论是精密仪器、航空航天部件、高性能工具,还是日常生活的各式用品,其使用寿命和功能性在很大程度上都取决于表面的品质。《表面硬化:材料性能的革新之路》并非一本探讨特定“硬质”或“超硬”材料本身的学术专著,而是将目光聚焦于如何通过各种先进技术,显著提升现有材料的表面性能,从而实现材料功能的跨越式升级。 本书深入剖析了当前主流的表面硬化技术,从经典的热处理工艺出发,详细阐述了感应淬火、火焰淬火、渗碳、渗氮等传统方法的原理、工艺参数控制以及在不同材料体系中的应用优势与局限。它不仅仅停留在对这些技术名称的罗列,而是着重于解释为何这些工艺能够改变材料表面的微观结构,从而赋予其更强的硬度和耐磨性。例如,在阐述渗碳时,本书会详细讲解碳原子如何扩散进入钢的表层,与铁原子形成碳化物,并分析不同渗碳剂(如碳粒、渗碳气体)的作用机理,以及随后的淬火和回火过程如何进一步优化表层组织,形成高硬度的马氏体。 随着科技的发展,本书更是将重点放在了先进的物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)技术上。在这里,“硬质”和“超硬”的概念被赋予了更广阔的定义,不再局限于单一材料的固有属性,而是通过在基材表面构建一层具有特定晶体结构和化学成分的薄膜来实现。本书将系统介绍PVD技术中的磁控溅射、离子镀膜等方法,详细解析其沉积过程中的真空环境、靶材选择、气体引入以及等离子体的作用。对于CVD技术,则会深入探讨其反应机理、前驱体选择、反应温度和压力等关键工艺参数对薄膜性能的影响。 本书对各种新型硬质薄膜材料的合成与应用进行了详尽的论述,例如: 氮化钛(TiN):作为一种经典的PVD薄膜,它以其出色的硬度、耐磨性和良好的导电性而闻名,被广泛应用于刀具涂层、模具保护以及电子元件。本书将探讨TiN薄膜的沉积机理,以及如何通过优化工艺参数来控制其晶粒尺寸、致密性和附着力,从而最大化其性能。 氮化铝钛(TiAlN):相较于TiN,TiAlN在高温下的硬度保持性和抗氧化性更胜一筹,这得益于其析出硬化机制。本书将深入分析TiAlN薄膜的相结构演变,以及在高温切削过程中,铝的氧化物如何形成保护层,阻止基材的氧化。 碳氮化硅(SiCN):这种多组分薄膜结合了碳、氮和硅的优点,能够展现出优异的硬度、耐腐蚀性和热稳定性。本书将探讨SiCN薄膜的化学计量比和化学键合状态对性能的影响,以及其在高温环境下的应用潜力。 类金刚石(DLC)涂层:DLC涂层因其极高的硬度、极低的摩擦系数和优异的耐化学腐蚀性而备受瞩目。本书将深入解析不同类型的DLC涂层(如富氢DLC、无氢DLC、掺杂DLC)的制备工艺,如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、射频溅射(RF-sputtering)等,并详细阐述其微观结构与宏观性能之间的关联。 超硬薄膜材料:除了上述常见类型,本书还将触及一些代表性的超硬薄膜,如类金刚石碳(ta-C),以及立方氮化硼(c-BN)等。对于这些材料,本书将着重探讨其独特的原子结构和化学键合,以及在特定制备条件下实现超高硬度的原理。例如,在讨论c-BN时,将详细介绍其制备所需的极高压力或特殊的沉积技术,以及为何其晶格结构能够带来远超常规氮化物的硬度。 本书不仅关注薄膜本身的性能,更将薄膜与基材的结合力作为重要的研究对象。优异的硬度如果不能牢固地附着在基材上,则无法发挥其应有的作用。因此,本书详细探讨了界面工程、中间层设计以及预处理工艺(如基材表面活化、等离子体蚀刻)如何提升涂层的附着强度。 此外,《表面硬化:材料性能的革新之路》还将目光投向了薄膜的表征与性能评估。从扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)下的微观形貌观察,到X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的物相和化学态分析,再到纳米压痕试验、摩擦磨损试验等力学性能测试,本书详细介绍了各种表征手段的工作原理及其在评估硬质薄膜性能中的作用。 本书的价值在于,它能够为材料工程师、工艺技术人员以及相关领域的研究人员提供一个全面而深入的视角,帮助他们理解如何通过精密的表面工程技术,将普通的材料转化为具有高性能、长寿命的先进组件。它将理论知识与实际应用相结合,旨在激发读者对材料表面改性技术的兴趣,并为解决实际工程问题提供思路与方法。它不是关于“什么东西是硬的”,而是关于“我们如何让材料变得更硬、更耐用、更高效”。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书给我带来的震撼,远超出了我最初的预期。我一直认为,“硬”和“超硬”仅仅是材料本身的物理属性,但《硬质与超硬涂层》这本书,让我看到了“涂层”这一技术所能带来的革命性变革。作者以一种非常巧妙的叙事方式,将原本可能枯燥的技术细节,转化成了精彩的故事。他不仅仅是列举了各种涂层的化学成分和结构,更着重于讲述这些涂层是如何被“创造”出来的,以及它们在现实世界中如何“工作”。我被书中关于纳米涂层如何通过其独特的微观结构实现超乎想象的硬度和韧性的描述所吸引,也对那些能够承受极高温度、极强腐蚀的涂层技术感到由衷的钦佩。书中列举的工业应用案例,让我得以窥见这些“隐形”技术在幕后默默支撑着现代工业的发展,从我们日常使用的手机屏幕,到精密制造的半导体设备,再到尖端科技的航空航天领域,无处不在。这本书让我深刻认识到,涂层不仅仅是简单的“保护层”,更是能够赋予材料全新生命和功能的“魔法”。它改变了我对材料的认知,让我看到了一个充满无限可能的新世界。

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我是一名对表面工程技术怀有极大兴趣的工程师,长期以来,我一直在寻找一本能够系统梳理硬质与超硬涂层发展历程、关键技术以及未来趋势的书籍。终于,《硬质与超硬涂层》这本书的出现,就像久旱逢甘霖。我发现这本书在理论深度和实践广度上都做得相当出色。它不仅深入探讨了不同类型硬质与超硬涂层(如TiN、CrN、AlTiN、TiCN以及各种DLC涂层等)的制备方法,如物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等主流技术,还非常细致地分析了这些涂层在摩擦磨损、抗腐蚀、耐高温等方面的性能表现。让我印象深刻的是,书中对涂层与基材之间的界面结合机理,以及如何通过优化工艺参数来提高涂层的附着力和整体性能,进行了非常详尽的阐述。此外,作者还花了相当大的篇幅介绍了一些前沿的研究方向,比如梯度涂层、多层复合涂层以及纳米结构涂层的设计与制备,这些都为我们解决实际工程难题提供了新的思路和方法。这本书的结构逻辑清晰,从基础理论到应用实例,再到未来展望,层层递进,让我受益匪浅,感觉就像在一位经验丰富的导师的指导下进行一次深入的学习和探索。

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作为一个对材料科学抱有浓厚兴趣的业余爱好者,我常常被那些能让物体焕然一新的技术所吸引。《硬质与超硬涂层》这本书,无疑是我近期阅读中最具启发性的一本。我一直很好奇,为什么有些刀具能切削钢铁,有些零件能承受极端环境,原来这背后都有“硬质与超硬涂层”的功劳。这本书以一种引人入胜的方式,揭示了这些神奇薄膜的奥秘。作者并没有回避技术细节,但他用通俗易懂的比喻和生动的图表,将复杂的概念解释得清晰明了。我尤其喜欢书中关于涂层如何工作的阐释,比如它们如何形成坚固的屏障,如何减少摩擦,如何抵御侵蚀。书中列举了各种令人惊叹的应用案例,从我们日常生活中常见的锅具的不粘涂层,到航空发动机叶片上为了承受高温和高速气流而应用的陶瓷涂层,再到精密仪器中用于提高耐磨性的类金刚石涂层。读到这些,我仿佛能看到这些微观世界的“铠甲”如何赋予宏观世界中的物品非凡的生命力。这本书不仅拓展了我的知识边界,更激发了我对材料科学的更深层探索的欲望,让我对这些“隐形卫士”刮目相看。

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我对高性能材料的应用一直有着强烈的职业需求,而《硬质与超硬涂层》这本书,恰好满足了我对这一领域深入了解的迫切愿望。书中对各种硬质和超硬涂层材料的系统梳理,包括它们的微观结构、形成机理、物理化学性质,以及在各种苛刻工况下的性能表现,都进行了详尽而严谨的论述。我特别关注书中关于不同制备技术(如PVD、CVD、磁控溅射、电弧离子镀等)的优劣势分析,以及如何根据具体的应用需求选择最合适的涂层体系和制备工艺。书中详细阐述的涂层与基材的相互作用,界面设计原则,以及如何通过后处理技术(如热处理、抛光等)来进一步优化涂层性能,对于实际工程应用具有极高的指导价值。此外,书中对一些新型超硬涂层材料(如B₄C、WC/C、TiAlN/TiN多层结构等)的介绍,以及它们在刀具、模具、航空航天、生物医学等领域的最新应用进展,都给我留下了深刻的印象,也为我解决实际工作中的技术难题提供了新的方向和思路。这本书的专业性和前瞻性,使其成为我案头必备的参考资料。

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这本书真是让我大开眼界!我一直对材料科学和工程领域充满好奇,特别是那些能让工具、零件乃至各种设备拥有超乎寻常性能的“硬货”。《硬质与超硬涂层》这个名字本身就带着一种坚不可摧的魅力,我翻开它,仿佛打开了一个微观世界的宝库。作者的文字虽然专业,但并不晦涩,他用一种循序渐进的方式,从涂层的基本原理讲起,比如它们的结构、形成的机制,以及为什么这些微小的薄膜能够赋予基材如此强大的保护力。我尤其着迷于那些关于各种新型涂层材料的介绍,从常见的氮化物、碳化物,到更前沿的类金刚石碳(DLC)涂层,再到纳米复合涂层,每一种都带着独特的光芒和无限的可能性。书中对这些涂层在不同应用领域,例如切削工具、模具、医疗器械、光学器件甚至航空航天部件上的具体表现,都有详尽的案例分析。读到这里,我不仅惊叹于科学家们对材料的精妙设计,更看到了这些技术如何实实在在地改变着我们的生活,让工具更耐用,让设备更高效,让我们的世界运转得更加顺畅。这本书让我深刻理解到,看似简单的“涂层”,背后蕴含着多么深厚的科学智慧和工程实践。

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