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表面工程的特点和意义
发布时间:2017-9-22 点击数:2379
所有的物体都不可避免与环境相接触,而与环境真正接触的是物体的表面.如各种机械设备和仪器仪表.它们在使用过程中会发生:
腐蚀-----因为受到气、水及某些化学介质的作用;
磨损-----因相互之间相对运动而产生;
氧化-----因温度过高而发生;
浸蚀-----因接触高温金属熔体或其它熔体而被浸蚀,等等。
    所有这些都会首先使机件表面发生破坏或失效,进而引起整个机件的破坏或失效,因此,表面是防止设备失效的第一道防线。 有资料统计,在各种机电产品的过早失效破坏中,约有70%是由腐蚀和磨损造成的。
    表面工程学能直接针对许多贵重零部件的失效原因,实行局部表面强化或修复,对零部件进行预保护或重新恢复其使用价值,它的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层,这层表面材料与制作部件的整体材料相比,厚度薄,仅占工件整体厚度的几百分之一到几十分之一,但却赋于基体材料表面的原来没有的特殊性能,从而满足工程上对材料表面性能的要求。随着现代工业的迅猛发展,对机械工业产品提出了更高的要求。要求产品能在高参数(如高温,高压,高速)、高度自动化和恶劣的工况条件下长期稳定运转。这就必然对机件表面的耐磨 、耐蚀等性能提出了更高的要求。为了满足这样的要求,在某些情况下我们可以选用贵金属或合金来制造整体设备及零件。有时虽然也可满足表面性能要求,但这往往会造成设备的成本成倍或成百倍的增加,降低了产品的竞争力,更何况在许多情况下 也无法找到一种能够同时满足整体和表面要求的材料。而表面技术则可以在不增加或不增加太多材料成本的同时使产品表面受到保护和强化,从而提高产品的使用寿命和可靠性,改善机械设备的性能、质量、增强产品的竞争能力因此,开展表面工程学的研究,改善材料的表面性能,对于提高零件的使用寿命和可靠性;对于改善机械设备的性能、质量,增强产品的竞争能力;对于推动高新技术的发展;对于节约资源、美化人类生活,减少环境污染等方面都具有重要意义,其经济效益和社会效益是显而易见的。
    表明工程科学意义和学术价值这。是因为:①材料物理、化学性能及其变化都从表面开始;②随着器件的微型化,表面与体相的原子比增大,会出现许多新的特性;③材料表面的研究是许多高新技术的理化基础等等。目前,对于材料科学的研究主要集中在对材料表面和材料内部结构和性能的研。美国工程科学院为美国国会提供的2000年前集中力量加强发展的9项新科学技术中,有关材料方面的仅有材料表面科学与表面技术的研究。表面科学的研究可为表面新技术的研究提供一定的理论指导,而表面新技术的开发和完善,又会提出许多新的学术研究课题.这些研究有力地促进了材料科学、冶金学、机械学、机械制造工艺学以及物理学、化学等基础学科的发展。
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