纳米表面工程的进展与展望

表面工程经历了传统表面工程、复合表面工程、纳米表面工程三个发展阶段。获得纳米表面层的基本途径是表面气相沉积法、表面自身纳米化法和表面纳米涂覆法。目前已进入实用阶段的纳米表面工程技术有纳米热喷涂技术、纳米电刷镀技术、纳米减摩自修复技术、纳米固体润滑技术、纳米粘接技术、纳米薄膜气相沉积技术、纳米涂装技术以及金属表面纳米化加工技术。纳米表面工程是先进制造技术和再制造工程的重要组成部分,又为先进制造技术与再制造工程的发展提供了技术支持。纳米表面工程对提高机电产品性能和质量、降低材料消耗以及节约能源、保护环境有重要意义。扩充其实现途径,扩展其与传统表面工程的复合,扩大其工业应用是纳米表面工程发展的重要方向。     

第一讲 装备再制造技术（二）

围绕以上途径开展研究,当前已经开发出了多种实用的纳米表面工程技术。(1)纳米颗粒复合电刷镀技术电刷镀技术是表面工程的重要组成部分,已被广泛应用于机械零件表面修复与强化。近年来,纳米颗粒材料在电刷镀技术中的应用,产生了纳米颗粒复合电刷镀技术,促进了复合电刷镀技术在高温耐磨及抗接触疲劳载荷等更广阔领域中的应用。     

激光表面工程的发展趋势

从激光表面工程的技术特点及先进制造业的发展需求出发，论述了激光表面工程在纳米表面工程、绿色再制造、复合表面工程、智能制造及柔性加工等领域的发展趋势。     

维修工程的新方向——再制造工程在中国的发展（二）

四、再制造技术的创新拓展 综上所述,再制造的关键支撑技术是表面工程技术。我们相继开发出了先进的纳米表面工程技术和自动化表面工程技术,前者充分利用了纳米颗粒的小尺寸效应,大大提高了再制造产品的表面性能;后者适应了再制造生产对批量化、自动化的迫切需求,将再制造产品质量大大提升。     

纳米表面工程与摩擦学

利用表面工程技术解决摩擦磨损问题具有高效、实用等特点。随着科学技术的迅速发展,纳米材料和纳米技术在表面工程中得到了广泛应用,由此出现了“纳米表面工程”。利用纳米表面工程技术制备的涂层和镀层有着非常优异的摩擦学性能。本文叙述了作者近年来的有关工作,包括热喷涂纳米陶瓷涂层、热喷涂纳米自润滑涂层、纳米陶瓷／聚合物复合涂层、纳米复合电镀层以及纳米电泳沉积层的摩擦磨损特性和机制。     

“第四届表面工程国际会议”将在深圳举行

由中国机械工程学会主办 ,中国机械工程学会表面工程分会和深圳国家 86 3计划材料表面工程技术研究开发中心承办的“第四届表面工程国际会议”将于 2 0 0 4年 10月底在深圳举行。会议内容包括 :热喷涂技术 ,电镀、化学镀和转化膜技术 ,纳米表面工程和纳米摩擦学 ,气相沉积技术     

面向绿色制造与再制造的表面工程

表面工程是机械制造中赋予零件表面耐磨损、耐腐蚀和耐疲劳等特殊性能的重要技术途径。近零排放的表面工程新技术替代传统表面工程技术,可满足绿色制造要求,减小对环境的负面效应;以较少能源和材料获得比基体更高性能的表面工程技术,可在恢复零件尺寸的同时提升其性能,并广泛应用于装备的再制造。近年来,面向绿色制造与再制造的表面工程技术得到较快的发展,如替代传统电镀铬的绿色镀膜技术、工程化超润滑复合碳膜技术、纳米减摩自修复添加剂技术、纳米电刷镀技术、热喷涂新技术和激光表面强化技术等。从以上技术的基础研究及应用背景等方面,介绍我国表面工程研究的新进展、新成果、新观点、新方法和新技术,并对其未来发展做出思考。     

纳米硬度技术在表面工程力学性能检测中的应用

结合纳米硬度技术测量各类薄膜和块体材料表层的纳米压痕硬度、弹性模量、断裂韧性、膜厚、微结构的弯曲变形，采用纳米划痕硬度技术测量各类薄膜和块体材料的粗糙度、临界附着力、磨擦系数、划痕横剖面。纳米硬度计是检测材料表层微米乃至几十纳米力学性能的先进仪器，可广泛应用于表面工程中的质量检测。     

纳米复合膜制备技术及其在干式切削刀具涂层中的应用

纳米复合膜制备技术是表面工程领域的发展前沿,而干式切削是未来金属切削加工的重要发展方向之一。本文综述了纳米薄膜制备技术的研究现状及进展,介绍了纳米薄膜在干式切削刀具涂层中的应用。     

绿色纳米电刷镀技术及其在再制造工程中的应用

介绍了纳米复合电刷镀的原理、镀液、镀层性能以及在再制造工程中的应用现状。指出纳米复合电刷镀技术是一种绿色先进的表面工程技术,对于损伤量较小零件的再制造具有其它技术无法比拟的技术优势,已成为再制造工程关键技术之一。     

Engineering surface and development of a new DNA micro array chip

This paper proposes a new concept of the ‘engineering surface’, which extends the conventional idea of a functional surface by combining it with micro/nano manufacturing technology. Characteristic features and possibilities of the engineering surface are discussed in detail. This paper reviews studies on micro/nano fabrication technologies for advanced materials and evaluation technology for surface function. New fabrication technologies, micro machining and nano forming, are introduced, which will be basic manufacturing processes of the engineering surface. Also, a new surface evaluation technique is introduced for the surface energy of the nano fabricated surface. Design of a new DNA micro array chip is introduced as an example of applications of the engineering surface. Controllability of surface property by nano fabrication is studied.     

硬脆及黑色金属材料的单点金刚石车削加工技术综述

单点金刚石车削技术是产生纳米特征表面的光学元件重要制造工艺之一。此加工技术在空间科学、生物医学工程、军事、国防和光学等领域有着广泛的应用。然而,金刚石刀具在切削硬脆和黑色金属材料时受到限制,如刀具磨损加剧、刀具寿命缩短以及工件表面加工质量降低等。为了减少刀具磨损和提高工件表面加工质量,相关学者提出了不同的解决方案,将从单点金刚石车削辅助工艺、工件改性、刀具性能改善和超硬材料及刀具方面梳理面向提高硬脆和黑色金属材料加工质量的单点金刚石车削加工技术相关研究,分析当前各种加工技术的优势与局限,提出未来将多种能场辅助的单点金刚石车削技术和基于聚焦离子束改性的金刚石刀具技术作为研究的重点。     

废旧机床的绿色再制造及表面工程技术

针对现代工业发展进程中的绿色再制造技术,对废旧机床的再制造内涵及体系进行了阐述.提出了纳米复合电刷镀技术、微脉冲电阻焊技术、表面粘涂修补技术等几种表面工程技术的技术特点,研究了它们在废旧机床再制造中的应用,赋予了废旧机床新的生命周期.     

再制造工艺技术讲座（六）电刷镀再制造工艺技术

表面工程技术在废旧产品失效零件的再制造加工中得到了广泛应用,其中电刷镀技术是进行磨损失效零件性能升级和尺寸恢复的重要手段。本文叙述了电刷镀技术的定义、原理,并分析了在再制造加工中的主要应用对象与特点,最后给出了普通电刷镀与纳米电刷镀技术的应用案例。     

机械制造工艺发展现状与未来发展趋势

机械制造工艺是保证机械制造发展的重要基础性技术,重点介绍高科技技术在机械制造领域广泛的应用情况,其中包括自动化控制技术、纳米技术、电磁技术、激光技术等。这给机械制造工艺带来了新的推动力和发展空间,未来的机械制造工艺将向着数字化、精细化、集成化发展。     

国家基金委机械学科在微／内米技术领域资助项目概况

纳米技术是在近年来国际前沿研究领域，世界主要发达国家的政府均投入巨资加强该领域的研究或设立国家研究机构，以期望在纳米材料、纳米生物技术、微纳米加工技术及测量、信息技术和相关国防应用领域取得突破，并形成一个庞大的产业。本文概述了国家自然科学基金委员会机械学科在纳米技术领域中的资助情况，进行了一定的分析和总结，并指出了今后的发展趋势。     

添加纳米MoS2镍-磷化学复合镀层的制备与微观形貌

运用化学复合镀技术制备出添加纳米MoS2的镍-磷复合镀层.研究了制备过程中镀液中分散剂种类、MoS2添加数量以及镀前试样表面粗糙度对复合镀层的影响.结果表明:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)可以很好地在镀液中分散纳米MoS2,镀液中添加纳米MoS2颗粒的最佳值是2.0 g/L;镀前试样表面粗糙度值过低不利于提高复合镀层中纳米MoS2的复合量.     

我国摩擦学研究的现状与发展

总结了自中国机械工程学会摩擦学分会成立25年来我国摩擦学研究的发展,论述了在流体润滑理论与设计、微观摩擦学、材料磨损机理与控制、表面工程与耐磨材料、润滑材料以及磨损状态监测等方面的主要成就。在此基础上提出了今后值得关注的研究方向,如减摩抗磨技术、制造过程摩擦学、生态摩擦学、仿生技术与生物摩擦学等。     

基于曲面变形技术的数据融合方法研究

逆向工程中单一的数据测量方法要么存在测量效率低,要么存在测量精度差等缺陷,其数据测量方法越来越难以满足高效率和高精度的逆向建模要求,因此对多种测量数据进行融合的逆向工程CAD方法已受到研究者的重视。论述了基于能量优化法的曲面变形原理,利用ThinkDesign软件的曲面变形功能特点,结合逆向工程中的接触式和非接触式测量设备的测量数据,提出了基于曲面变形技术的测量数据融合方法,并给出了实例。最后通过Geomagic Qualify软件验证表明此数据融合方法是有效的。