材料延寿与可持续发展丛书 表面保护层设计与加工指南
出版时间： 2012年
内容简介
　　《表面保护层设计与加工指南》是《材料延寿与可持续发展》丛书之一。为了预防与控制引发材料提前失效的腐蚀、摩擦磨损和断裂（疲劳与腐蚀疲劳等），可广泛采用材料表面防护层，包括形变与相变强化、化学与电化学转化膜、热扩散层，以及电镀、热喷涂层、热浸镀、有机涂层、无机漆层、复合涂镀层和气相沉积层等。本书简明地阐述各种保护层的性能、特点、适用范围、不适用范围、相关标准，特别提出了它们的设计与加工指南。可供各种产品和工程建设项目的设计、制造、使用、检验、维护维修和管理等部门的设计师、工程师们使用，也可供相关专业工程技术人员，尤其是工学院大学生、研究生、博士生和教师参考。
目录
第1章绪言1?1表面工程技术的概念和内涵1
1?2表面工程工艺技术的近代发展5
1?3表面工程技术的应用6
1?4表面工程学的形成7
1?5表面工程技术与国家可持续发展7
参考文献9
第2章表面形变强化和相变强化层2?1概述11
2?2表面形变强化层12
2?2?1金属表面形变强化原理13
2?2?2弹丸种类的选择14
2?2?3喷丸强化层设计与加工建议14
2?2?4表面强化工艺特点16
2?2?5可进行喷丸强化的金属材料及用途16
2?2?6可用表面喷丸强化处理的主要零件17
2?2?7激光喷丸17
2?2?8孔挤压强化18
2?3表面相变硬化层19
2?3?1感应加热相变硬化层19
2?3?2感应加热相变硬化层设计与加工建议20
2?3?3感应淬火用钢和铸铁应用实例21
2?3?4激光表面相变硬化层22
2?3?5激光表面相变硬化层设计与加工建议23
2?3?6激光表面淬火实例23
2?4离子注入层25
2?4?1离子注入层的性能特点25
2?4?2离子注入层设计与加工建议25
参考文献26
第3章化学处理膜层3?1概述28
3?2铝合金化学氧化膜31
3?2?1性能特点31
3?2?2设计与加工建议31
3?3镁合金化学氧化膜32
3?3?1性能特点32
3?3?2设计与加工建议32
3?4钢铁化学氧化膜33
3?4?1性能要求33
3?4?2设计与加工建议34
3?5铜及铜合金化学氧化膜34
3?5?1性能特点34
3?5?2设计与加工建议34
3?6铜及铜合金钝化膜35
3?6?1性能特点35
3?6?2设计与加工建议35
3?7银及银镀层的钝化膜36
3?8钢铁磷化膜36
3?8?1钢铁磷化膜的性能36
3?8?2设计与加工建议39
3?8?3用途与膜重选择39
3?9金属表面着色40
3?10化学镀41
3?10?1化学镀镍磷合金镀层的特点41
3?10?2化学镀镍磷合金镀层的性能41
3?10?3设计与加工建议44
参考文献44
第4章电化学转化膜4?1概述46
4?2铝与铝合金耐腐蚀硫酸阳极化膜47
4?2?1性能特点47
4?2?2设计与加工建议49
4?3铝及其合金耐腐蚀铬酸阳极化膜50
4?3?1性能特点50
4?3?2设计与加工建议50
4?4铝及铝合金耐摩擦磨损阳极化膜51
4?4?1性能特点51
4?4?2设计与加工建议54
4?5铝合金磷酸阳极化胶接膜55
4?5?1性能特点55
4?5?2设计与加工建议56
4?6铝合金草酸阳极化绝缘膜56
4?6?1性能特点56
4?6?2设计与加工建议57
4?7铝及铝合金瓷质阳极化装饰膜58
4?7?1性能特点58
4?7?2设计与加工建议58
4?8微弧阳极氧化陶瓷膜层59
4?8?1性能特点60
4?8?2微弧阳极氧化膜的应用61
4?9镁合金的阳极化膜62
4?10钛合金的阳极化膜62
4?11铜和铜合金的阳极化膜63
4?12硅、锗和钽的阳极化64
4?13锆合金的阳极化膜64
参考文献64
第5章热扩散层5?1概述66
5?1?1渗金属原理67
5?1?2热渗金属工艺68
5?2钢铁渗碳层69
5?2?1渗碳层的组织及性能特点70
5?2?2渗碳用钢种的选择及渗碳层深度要求71
5?2?3设计与加工建议72
5?3钢铁渗氮层73
5?3?1渗氮层的组织和作用73
5?3?2设计与加工建议74
5?3?3常用渗氮钢种75
5?4碳氮共渗层75
5?4?1性能特点76
5?4?2设计与加工建议76
5?5氮碳共渗层77
5?5?1渗层的组织、硬度和深度77
5?5?2设计与加工建议77
5?6热渗硼层78
5?6?1结构和性能78
5?6?2 设计与加工建议79
5?7热渗硅层79
5?7?1结构和性能79
5?7?2设计与加工建议81
5?8热渗锌层81
5?8?1结构和性能81
5?8?2设计与加工建议82
5?9热渗铝层83
5?9?1结构和性能83
5?9?2设计与加工建议84
5?10热渗铬层85
5?10?1结构和性能85
5?10?2设计与加工建议86
5?11热渗锡层87
5?11?1结构和性能87
5?11?2主要应用87
5?12热渗铍层88
5?13热渗钒层、渗钛层、渗钼层、渗铌层、渗钽层88
5?14钢铁表面二元共渗层90
5?15钢铁表面三元共渗层90
5?16镍、钴基合金热渗铝层91
5?17镍基合金铝?铬共渗层92
5?18镍基合金热渗铝?硅共渗层93
5?19镍基合金镀铂+热渗铝层93
5?20难熔金属热渗硅层94
5?21铜及铜合金表面热渗金属层95
5?22铝及铝合金表面热渗金属层96
参考文献96
第6章电镀层6?1概述98
6?1?1电镀原理99
6?1?2电镀工艺100
6?2锌镀层102
6?2?1物理化学性能102
6?2?2设计与加工建议103
6?3镉镀层104
6?3?1物理化学性能104
6?3?2设计与加工建议106
6?4铜镀层107
6?4?1物理化学性能107
6?4?2设计与加工建议108
6?5镍镀层108
6?5?1物理化学性能109
6?5?2设计与加工建议110
6?6铬镀层111
6?6?1物理化学性能111
6?6?2铬镀层的设计与加工建议113
6?7铅镀层114
6?7?1物理化学性能114
6?7?2使用范围115
6?8锡镀层115
6?8?1物理化学性能116
6?8?2设计与加工建议116
6?9银镀层117
6?9?1物理化学性能117
6?9?2设计与加工建议118
6?10钯镀层119
6?10?1物理化学性能119
6?10?2设计与加工建议120
6?11铑镀层120
6?11?1物理化学性能120
6?11?2设计与加工建议121
6?12金和金合金镀层122
6?12?1物理化学性能122
6?12?2设计与加工建议123
6?13铜?锌合金镀层124
6?13?1物理化学性能125
6?13?2设计与加工建议125
6?14铜?锡合金镀层125
6?14?1物理化学性能126
6?14?2设计与加工建议126
6?15铅?锡合金镀层127
6?15?1物理化学性能127
6?15?2设计与加工建议127
6?16镉?钛合金镀层128
6?16?1物理化学性能128
6?16?2设计与加工建议129
6?17镍镉扩散镀层130
6?17?1物理化学性能130
6?17?2设计与加工建议130
6?18其他合金镀层131
6?18?1铅铟扩散镀层131
6?18?2锡铋合金镀层131
6?18?3锌镍合金镀层131
6?19电刷镀层132
6?19?1主要特点132
6?19?2性能与应用132
参考文献134
第7章热浸镀层7?1概述136
7?2热浸镀锌层138
7?2?1分类138
7?2?2性能139
7?2?3设计与加工规建议142
7?2?4应用144
7?3热浸镀铝层145
7?3?1热浸镀铝层性能145
7?3?2设计与加工建议147
7?3?3应用148
7?4热浸镀锡层148
7?5热浸镀铅层149
7?5?1性能149
7?5?2设计与加工建议151
参考文献151
第8章热喷涂层8?1概述152
8?1?1热喷涂层类型和应用领域152
8?1?2热喷涂技术与工艺154
8?1?3热喷涂涂层的特点158
8?1?4可热喷涂的材料159
8?2热喷锌涂层161
8?2?1物理化学性能161
8?2?2设计与加工建议162
8?3热喷铝涂层164
8?3?1性能特点164
8?3?2设计与加工建议165
8?4热喷涂铜合金涂层166
8?4?1性能特点166
8?4?2设计与加工建议167
8?5喷涂陶瓷涂层167
8?6可调成分的合金包覆抗高温氧化涂层168
8?6?1物理化学性能168
8?6?2设计与加工建议169
8?7可在1050℃温度以下工作的高温珐琅涂层169
8?7?1性能特点170
8?7?2设计与加工建议171
8?8可在1050℃温度以下工作的无铍珐琅涂层171
8?8?1工艺与性能171
8?8?2设计与加工建议172
8?9可在1000℃温度以下工作的高温珐琅涂层172
8?9?1性能特点172
8?9?2设计与加工建议173
8?10可在900℃温度以下工作高温珐琅涂层173
8?10?1性能特点173
8?10?2设计与加工建议174
8?11自黏结材料涂层174
8?11?1自黏结镍铝复合材料涂层174
8?11?2自黏结不锈钢材料涂层175
8?12耐摩擦磨损涂层176
8?12?1碳化钨/钴金属陶瓷涂层176
8?12?2喷钼涂层177
8?12?3钼?镍铬硼硅复合材料涂层177
8?12?4钼?铁合金复合材料涂层179
8?12?5磷青铜涂层179
8?12?6氧化铝?氧化钛陶瓷涂层179
8?12?7碳化钛陶瓷涂层179
8?12?8氮化钛陶瓷涂层180
8?12?9碳化钛?氮化钛陶瓷涂层180
8?12?10金刚石涂层180
8?13耐磨粒磨损涂层180
8?13?1铁基自熔性合金涂层181
8?13?2镍基自熔性合金涂层181
8?13?3钴基自熔性合金涂层182
8?13?4氧化物陶瓷涂层182
8?13?5碳化物陶瓷涂层183
8?14耐微动磨损涂层183
8?15耐撞击磨损涂层184
8?15?1碳化钨?钴涂层184
8?15?2镍铬硼硅涂层185
8?15?3碳化铬?镍铬涂层186
8?15?4钴铬钨涂层186
8?15?5碳化钛?镍铬硼硅涂层187
参考文献187
第9章有机涂层9?1概述188
9?1?1涂料的组成、分类及命名189
9?1?2防腐蚀涂装系统192
9?2不同材料表面涂层系统193
9?2?1钢铁零件涂层系统193
9?2?2铜合金零件涂层系统194
9?2?3铝合金零、部件涂层系统195
9?2?4镁合金零件涂层系统196
9?2?5钛合金零件涂层系统197
9?2?6碳纤维增强树脂基复合材料零、部件涂层系统198
9?2?7玻璃钢表面涂层系统200
9?2?8塑料表面涂层系统200
9?2?9木质材料涂装202
9?2?10玻璃、人造革、橡胶用涂装202
9?3耐大气腐蚀有机涂层203
9?3?1大气环境下涂料的适应性及涂装体系的选择203
9?3?2重防腐涂料205
9?3?3长江大桥和海滨大桥涂装防护体系208
9?3?4长效防腐蚀涂层的关键——底层材料的选用210
9?3?5钢缆的防护技术212
9?3?6日本大型钢桥的涂装技术213
9?4功能性有机涂层216
9?4?1发动机涂层体系216
9?4?2耐热零件涂层体系217
9?4?3耐油零件涂层体系218
9?4?4示温涂层体系219
9?4?5重型力学用涂料219
9?4?6化铣保护涂料220
9?4?7金属热处理保护涂料222
参考文献223
第10章无机涂层10?1概述225
10?1?1无机涂料的特点225
10?1?2无机涂料的应用227
10?2外墙与内墙涂料230
10?2?1外墙涂料的性能230
10?2?2设计选用与加工建议232
10?2?3内墙涂料233
10?3无机硅酸盐复合绝热涂料233
10?3?1性能233
10?3?2设计选用和施工建议235
10?4无机防霉涂料236
10?4?1性能与用途236
10?4?2设计选用和施工建议237
10?5无机防火涂料238
10?5?1防火涂料的配方设计原则239
10?5?2设计选用和施工建议241
10?6无机硅酸盐富锌涂层242
10?6?1组成、分类和耐蚀性243
10?6?2设计与加工建议245
10?6?3应用实例245
10?7无机铬酸盐富锌涂层246
10?7?1铬酸盐富锌涂层工艺246
10?7?2无机铬酸盐富锌涂层的性能246
10?7?3设计选用与施工建议248
10?8无机铬酸盐富铝涂层248
10?8?1无机铬酸盐中温铝系列涂层的性能248
10?8?2无机铬酸盐富铝漆层设计选用和加工建议250
10?8?3无机铬酸盐富铝、硅漆层的性能251
10?8?4无机铬酸盐瑟美特漆层设计选用和加工建议254
10?9无机磷酸盐富锌漆层255
10?9?1无机磷酸盐富锌漆层基本性能255
10?9?2设计选用和加工建议255
10?10性能独特的新型无机涂料256
10?10?1高温电绝缘涂料256
10?10?2微波吸收涂料257
参考文献257
第11章复合层11?1概述258
11?2电镀多元金属的复合镀层259
11?2?1形成合金层的复合镀层259
11?2?2形成扩散层的复合镀层260
11?2?3多层协同作用的复合镀层261
11?3微粒弥散金属?陶瓷复合镀层261
11?3?1用于电镀的微粒261
11?3?2微粒弥散金属复合镀层的用途263
11?3?3 设计选用与加工建议264
11?4电镀耐磨复合镀层265
11?5抗氧化复合镀层267
11?6减磨（自润滑）复合镀层268
11?7多种金属元素的表面复合渗层或包覆层269
11?8形成多种功能的复合涂装体系271
11?9多种工艺形成多层复合膜层273
11?10等离子喷涂与激光熔覆工艺的复合275
参考文献276
第12章气相沉积层12?1概述277
12?2化学气相沉积工艺(CVD)278
12?2?1化学气相沉积工艺与分类278
12?2?2化学气相沉积技术的优缺点280
12?2?3化学气相沉积的应用282
12?2?4化学气相沉积金属薄膜283
12?2?5化学气相沉积陶瓷薄膜283
12?2?6化学气相沉积无机材料薄膜285
12?2?7等离子体化学气相沉积薄膜286
12?3物理气相沉积（PVD）286
12?3?1物理气相沉积工艺287
12?3?2物理气相沉积工艺特点287
12?3?3真空蒸发物理气相沉积287
12?3?4真空蒸发薄膜的应用290
12?3?5溅射物理气相沉积290
12?3?6溅射沉积的应用292
12?3?7离子镀293
12?3?8离子镀技术应用294
参考文献297