表面工程的特點(diǎn)和意義

 所有的物體都不可避免與環(huán)境相接觸,而與環(huán)境真正接觸的是物體的表面.如各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表.它們?cè)谑褂眠^程中會(huì)發(fā)生：

腐蝕-----因?yàn)槭艿綒狻⑺澳承┗瘜W(xué)介質(zhì)的作用；

磨損-----因相互之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生；

氧化-----因溫度過高而發(fā)生；

浸蝕-----因接觸高溫金屬熔體或其它熔體而被浸蝕，等等。

    所有這些都會(huì)首先使機(jī)件表面發(fā)生破壞或失效，進(jìn)而引起整個(gè)機(jī)件的破壞或失效，因此，表面是防止設(shè)備失效的第一道防線。 有資料統(tǒng)計(jì)，在各種機(jī)電產(chǎn)品的過早失效破壞中，約有70%是由腐蝕和磨損造成的。

    表面工程學(xué)能直接針對(duì)許多貴重零部件的失效原因，實(shí)行局部表面強(qiáng)化或修復(fù)，對(duì)零部件進(jìn)行預(yù)保護(hù)或重新恢復(fù)其使用價(jià)值，它的最大優(yōu)勢(shì)是能夠以多種方法制備出優(yōu)于本體材料性能的表面功能薄層，這層表面材料與制作部件的整體材料相比，厚度薄，僅占工件整體厚度的幾百分之一到幾十分之一，但卻賦于基體材料表面的原來沒有的特殊性能，從而滿足工程上對(duì)材料表面性能的要求。隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品提出了更高的要求。要求產(chǎn)品能在高參數(shù)(如高溫,高壓,高速)、高度自動(dòng)化和惡劣的工況條件下長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。這就必然對(duì)機(jī)件表面的耐磨 、耐蝕等性能提出了更高的要求。為了滿足這樣的要求，在某些情況下我們可以選用貴金屬或合金來制造整體設(shè)備及零件。有時(shí)雖然也可滿足表面性能要求，但這往往會(huì)造成設(shè)備的成本成倍或成百倍的增加，降低了產(chǎn)品的競爭力，更何況在許多情況下 也無法找到一種能夠同時(shí)滿足整體和表面要求的材料。而表面技術(shù)則可以在不增加或不增加太多材料成本的同時(shí)使產(chǎn)品表面受到保護(hù)和強(qiáng)化,從而提高產(chǎn)品的使用壽命和可靠性,改善機(jī)械設(shè)備的性能、質(zhì)量、增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭能力因此，開展表面工程學(xué)的研究，改善材料的表面性能，對(duì)于提高零件的使用壽命和可靠性；對(duì)于改善機(jī)械設(shè)備的性能、質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭能力；對(duì)于推動(dòng)高新技術(shù)的發(fā)展；對(duì)于節(jié)約資源、美化人類生活，減少環(huán)境污染等方面都具有重要意義，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯而易見的。

    表明工程科學(xué)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值這。是因?yàn)椋孩俨牧衔锢?、化學(xué)性能及其變化都從表面開始；②隨著器件的微型化，表面與體相的原子比增大，會(huì)出現(xiàn)許多新的特性；③材料表面的研究是許多高新技術(shù)的理化基礎(chǔ)等等。目前，對(duì)于材料科學(xué)的研究主要集中在對(duì)材料表面和材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能的研。美國工程科學(xué)院為美國國會(huì)提供的2000年前集中力量加強(qiáng)發(fā)展的9項(xiàng)新科學(xué)技術(shù)中，有關(guān)材料方面的僅有材料表面科學(xué)與表面技術(shù)的研究。表面科學(xué)的研究可為表面新技術(shù)的研究提供一定的理論指導(dǎo),而表面新技術(shù)的開發(fā)和完善，又會(huì)提出許多新的學(xué)術(shù)研究課題.這些研究有力地促進(jìn)了材料科學(xué)、冶金學(xué)、機(jī)械學(xué)、機(jī)械制造工藝學(xué)以及物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。