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、水及某些化學介質的作用；

磨損-----因相互之間相對運動而產生；

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，表面是防止設備失效的第一道防線。 有資料統(tǒng)計，在各種機電產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)產品提出了更高的要求。要求產品能在高參數(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。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，但這往往會造成設備的成本成倍或成百倍的增加，降低了產品的競爭力，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。而表面技術則可以在不增加或不增加太多材料成本的同時使產品表面受到保護和強化,從而提高產品的使用壽命和可靠性,改善機械設備的性能、質量、增強產品的競爭能力因此，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；對于改善機械設備的性能、質量，增強產品的競爭能力；對于推動高新技術的發(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的理化基礎等等。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部結構和性能的研。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項新科學技術中，有關材料方面的僅有材料表面科學與表面技術的研究。表面科學的研究可為表面新技術的研究提供一定的理論指導,而表面新技術的開發(fā)和完善，又會提出許多新的學術研究課題.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、化學等基礎學科的發(fā)展。