表面工程的特點和意義

 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.如各種機械設(shè)備和儀器儀表.它們在使用過程中會發(fā)生：

腐蝕-----因為受到氣、水及某些化學介質(zhì)的作用；

磨損-----因相互之間相對運動而產(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。

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

    表面工程學能直接針對許多貴重零部件的失效原因，實行局部表面強化或修復，對零部件進行預(yù)保護或重新恢復其使用價值，它的最大優(yōu)勢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，從而滿足工程上對材料表面性能的要求。隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，對機械工業(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)、高度自動化和惡劣的工況條件下長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。這就必然對機件表面的耐磨 、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。有時雖然也可滿足表面性能要求，但這往往會造成設(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使產(chǎn)品表面受到保護和強化,從而提高產(chǎn)品的使用壽命和可靠性,改善機械設(shè)備的性能、質(zhì)量、增強產(chǎn)品的競爭能力因此，開展表面工程學的研究，改善材料的表面性能，對于提高零件的使用壽命和可靠性；對于改善機械設(shè)備的性能、質(zhì)量，增強產(chǎn)品的競爭能力；對于推動高新技術(shù)的發(fā)展；對于節(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)濟效益和社會效益是顯而易見的。

    表明工程科學意義和學術(shù)價值這。是因為：①材料物理、化學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，對于材料科學的研究主要集中在對材料表面和材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能的研。美國工程科學院為美國國會提供的2000年前集中力量加強發(fā)展的9項新科學技術(shù)中，有關(guān)材料方面的僅有材料表面科學與表面技術(shù)的研究。表面科學的研究可為表面新技術(shù)的研究提供一定的理論指導,而表面新技術(shù)的開發(fā)和完善，又會提出許多新的學術(shù)研究課題.這些研究有力地促進了材料科學、冶金學、機械學、機械制造工藝學以及物理學、化學等基礎(chǔ)學科的發(fā)展。