现代表面技术的应用

阐述了表面技术的重要性以及表面技术在功能材料、现代制造业和环境工程等领域中的应用，介绍了纳米粉体材料和纳米技术在表面工程领域中的应用，展望了表面技术的应用前景。     

文摘辑要

石墨烯制备和应用中的表面科学与技术 石墨烯自2004年被发现以来,引起了世界范围的研究热潮,物理、化学和材料等领域的学者对其制备方法、性能表征和应用研发投入了极大兴趣。文中在简要综述石墨烯制备和应用研发现状的基础上,探讨了石墨烯制备和应用中涉及的表面科学和表面技术问题。文中指出,为促进石墨烯工程化应用,在石墨烯制备方法和应用研发中,应围绕石墨烯表面改性理论与方法、石墨烯材料及其产品制备表面工程技术方法等方面,多领域学者和工程师合作研究、协同创新。     

表面梯度复合材料制备及在耐磨件上的应用

通过热喷涂、激光重熔、堆焊、铸渗等方法在材料表面制备表面梯度复合层,以此来改善材料的性能,已成为提高材料使用性能和使用寿命的重要手段。以抗磨领域的耐磨件为应用背景,简要介绍了表面梯度复合材料的制备技术,以及在实际工况中的应用效果,为耐磨材料的制备、选择和开发提供参考。     

现代表面技术的应用

阐述了现代表面技术应用的重要性以及在结构材料、功能材料、新型材料、光电子学、微电子学、微型机电系统、环境工程等领域中的应用概况,展望了表面技术的应用前景。     

石墨烯制备和应用中的表面科学与技术

石墨烯自2004年被成功制备以来,引起了世界范围的研究热潮,物理、化学和材料等领域的学者对其制备方法、性能表征和应用研发投入了极大兴趣。文中在简要综述石墨烯制备和应用研发现状的基础上,探讨了石墨烯制备和应用中涉及的表面科学和表面技术问题。文中指出,为促进石墨烯工程化应用,在石墨烯制备方法和应用研发中,应围绕石墨烯表面改性理论与方法、石墨烯材料及其产品制备表面工程技术方法等方面,多领域学者和工程师合作研究、协同创新。     

表面纳米化技术对金属材料性能影响

综述了表面纳米化技术的原理和发展历程,介绍了表面纳米化技术对金属材料的疲劳性能和耐蚀性的影响,阐述和总结了在该领域中各研究者的观点。认为表面纳米层中晶粒细化及残余应力对材料性能的影响起到重要作用,超声冲击表面纳米化技术会在医用植入材料领域得到良好应用。     

激光表面改性

激光表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性.随着研究的深入,激光表面改性技术在工业中的应用逐步扩大.对工业应用中比较常见的激光熔覆、激光表面熔凝、激光相变硬化、激光冲击强化、激光表面合金化等激光表面改性技术进行了综述,并在此基础上展望了激光表面改性技术的发展前景.     

化学气相沉积纯钨材料晶体生长习性及其应用性能研究

本研究结合CVD(chemical vapor deposition,CVD)-W材料实际应用对其性能及组织结构的要求,详细讨论了随生长阶段的变化CVD-W晶体生长习性,获得了CVD-W表面形貌-晶粒生长尺寸-表面粗糙度三者与涂层厚度之间的关系,为CVD-W材料及技术在半导体行业及相关高温发热及防护领域中的应用和推广提供了借鉴。     

表面改质及强化技术

电子束表面合金化技术能够赋予材料优异的表面性能,其制备低成本和高性能的技术特点使其在民用和军工领域具有广阔的应用前景。总结了电子束表面合金化技术原理及特点,综述了国内、外涂层电子柬熔覆技术的研究现状和最新进展,着重介绍了电子束熔覆工艺对改性层组织及性能的影响,     

表面改质及强化技术

电子束表面合金化技术能够赋予材料优异的表面性能,其制备低成本和高性能的技术特点使其在民用和军工领域具有广阔的应用前景。总结了电子束表面合金化技术原理及特点,综述了国内、外涂层电子柬熔覆技术的研究现状和最新进展,着重介绍了电子束熔覆工艺对改性层组织及性能的影响,     

几种表面分析技术在材料研究中的应用

从材料及所处的体系综合考虑,材料的物理化学性能不仅取决于材料的本征特性和环境条件,很重要的一个方面就是材料与环境的交接面的特性。因此,材料的表面(界面)研究一直是材料研究的重点。本文简要地讨论了几种表面(界面)分析技术的特点及其在材料研究中的应用情况。作者认为,只有充分了解各种表面分析技术的特点．综合运用多种表面分析技术,才能实现对材料表面更深入、更全面的认识。     

超疏水表面材料在生物医学检测领域研究进展

近年来,超疏水表面材料在自清洁、防潮、油水分离、防污、防腐等领域有着广泛的研究与应用;同时,利用超疏水表面材料来研究生物系统成为了生物医学领域的研究热点,大大促进了生物医学检测先进技术的发展。综述介绍了超疏水表面材料在生物医学检测领域的应用研究进展,重点对痕量分子的浓缩和检测,分离生物混合物,精确定位纳米级别分子的位置,药物的控制释放,与多种光谱方法结合的检测方法,精确控制纳米液滴阵列,预防细菌黏附和生物膜形成以及抗血小板黏附、抗凝血等方面具有代表性的应用研究进行了简要概述,并分析了各自优缺点以及目前存在的问题;归纳总结了现有超疏水表面材料在生物医学检测领域研究存在的不足,超疏水表面材料在生物医学检测领域的研究还处于发展阶段,其中一些理论还存在着相互冲突的观点。最后,对今后的研究工作进行了展望,以期为超疏水表面材料在生物医学检测领域的研究与发展提供理论参考。     

激光表面改性有机高分子材料的研究进展

有机高分子材料具有质轻、易成型、成本低等优点,在汽车、电子等领域有广泛的应用,但有机高分子材料的原始表面多数呈现化学惰性、表面能低,导致其应用受限。激光表面改性技术具有柔性化程度高、区域选择性好、可三维加工等诸多优势。简要综述了激光表面改性有机高分子材料的性能变化、机理和应用的国内外研究进展,表明通过激光改性可以在有机高分子材料表面形成诸如凸起、凹坑、沟槽、多孔和周期性结构等微观形貌,并使表面化学成分发生显著变化,进而影响其表面润湿性、表面能、吸附性、颜色和/或减阻等性能,这主要与有机高分子材料的自身特性、激光改性参数以及改性环境等因素密切相关,而且通过控制激光改性参数,还有可能实现对上述表面性能变化的精密调控。激光表面改性有机高分子材料在理论研究和实际应用中都具有巨大的价值,但目前对于激光表面改性有机高分子材料的理论研究落后于应用研究,还应进一步加强对改性技术和机理的探索与研究。     

表面改性在陶瓷钎焊和扩散焊领域中的应用

离子注入、物理气相沉积（PVD）、离子辅助沉积（IBAD）,以及近年来发展起来的等离子体基离子注入与沉积技术等不仅在提高材料表面性能如强度、耐蚀耐磨性、改善摩擦性等方面均发挥了重要作用,而且在改善陶瓷材料钎焊和扩散焊焊接性方面也产生了重要的影响。综述了表面改性在陶瓷钎焊和扩散焊领域应用的研究现状,并展望了表面改性技术在材料焊接领域的应用前景。     

钢铁材料电镀镉的研究现状

钢铁材料广泛地应用于诸多工业领域中,但其表面耐蚀性差,发生于材料表面的腐蚀会导致材料失效。镉与空气接触时会迅速氧化并形成致密的保护性氧化膜,因此表面镀镉可以有效地提高钢铁材料表面的耐蚀性。从电镀镉技术的具体应用出发,综述了用于钢铁表面防护的电镀镉技术和用于表面修复的电刷镀镉技术的应用现状。镀镉层作为阳极保护层,实现了对钢铁材料的防护。在镀液中添加钛盐后,形成的镉钛镀层比单纯的镀镉层具有更优异的耐蚀性和更好的低氢脆性。电刷镀镉作为一种特种镀镉技术,可用作镀镉局部破损件的补镀和修复。针对电镀镉废水对环境和人体的高危害,简要阐述了化学法、物理化学法、生物法三种电镀镉废水的处理方法,且微生物法具有良好的发展前景。最后,展望了钢铁材料电镀镉技术的相关研究思路和方法。     

钛合金激光表面处理的进展及应用

钛及其合金由于质轻、耐腐蚀性能好、强度高、弹性模量低、生物相容性佳和骨整合性优异,已成为应用最广泛的航空航天与生物医学金属材料之一。然而,较低的塑性、低硬度、和耐磨损性能限制了其发展和应用。激光表面处理（LST）技术在不改变材料体积的情况下增强表面性能,成为钛合金表面改性的一种有利手段。综述了利用LST技术对钛及其合金材料进行表面改性的研究进展和应用现状。分析了激光相变硬化、激光表面重熔、激光冲击喷丸、激光表面合金化、激光熔覆和复合LST的机理、工艺参数、表面特性和微观结构。总结了LST在航空航天、医学等领域的应用,介绍了现有的局限性,提出了未来的研究方向,并对LST在钛及其合金材料上的发展趋势进行了展望,以推进LST创新,为钛合金在多领域中的应用开辟新途径。     

稀土表面改性在改善高温抗氧化和耐蚀性方面的应用

稀土元素具有特殊的电子结构,对材料表面有着优异的改性潜力,在表面工程技术领域具有良好的应用前景.本文综述了在化学热处理、激光熔覆、离子注入、真空等离子体镀膜、热喷涂等技术中,稀土元素对工艺过程的影响和提高材料表面改性层高温抗氧化及耐腐蚀性能的效果.初步探讨了稀土元素在改性层中的作用机理.作者认为,稀土元素的微合金化作用,改变改性层中第二相或夹杂物的形态与性能,使改性层组织细化和结构因素,是稀土元素改善材料表面改性层高温抗氧化和耐腐蚀性能的主要原因.     

超声表面滚压技术制备梯度纳米结构材料

介绍了超声表面滚压技术（USRP）在制备梯度纳米结构材料中的应用。USRP技术能在材料表面构建梯度纳米结构层并引入残余压应力,同时显著降低材料表面粗糙度并提升表面均匀性。讨论了与USRP加工工艺及过程密切相关的微观结构演变和表面特性,分析了不同材料体系及工艺参数对USRP处理的影响规律。研究表明,采用合适的USRP处理工艺可改善材料表面的力学性能,即硬度,强度,耐磨性及抗疲劳性能等,而腐蚀/氧化行为则更依赖于材料的组织结构、表面完整性、应力状态、不同的腐蚀介质及服役环境等因素的综合作用。此外,对USRP制备梯度纳米结构材料面临的一些基础科学问题和工业应用探索进行了讨论和展望。     

等离子体表面工程新进展

概述了等离子体表面工程的主要内容、适用范围，着重从传统金属工业、聚合物、生物医用材料、制备纳米材料等5个方面说明了等离子体表面工程在该领域的应用，指出大气压下的等离子体技术和功能高分子材料等离子体表面处理技术是今后发展的重要方向。     

论等离子体在表面技术中的应用

介绍了表面技术领域中应用等离子技术的诸种现代工艺及其工作原理；讨论了等离子体在这些工艺过程中的行为作用，由其引发形成的工艺与产品的特点，以及这些工艺的应用发展前景。