编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES54页第PAGE\*MERGEFORMAT54页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT54页现代表面工程与技术ModernSurfaceEngineeringandTechnology什么是表面工程？表面工程是将材料的表面与基体一同作为一个系统进行设计，利用各种表面技术，使材料的表面获得材料本身没有而又希望具有的功能的系统工程。表面技术概论表面技术是直接与各种表面现象或过程相关的，能为人类造福或被人们利用的技术----宽广的技术领域。一、使用表面技术的目的1、提高材料抵御环境作用能力。2、赋予材料表面功能特性。3、实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件。途径：表面涂覆：各种涂层技术（电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、气相沉积、包箔、贴片）。表面改性：喷丸强化、表面热处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理。二、表面技术的分类按作用原理原子沉积电镀、化学镀、物理、化学气相沉积颗粒沉积热喷涂、搪瓷涂敷全体覆盖包箔、贴片表面改性按使用方法电化学法电镀、电化学氧化（阳极氧化）化学法化学转化膜、化学镀真空法物理、化学气相沉积、离子注入热加工法热浸镀、热喷涂、化学热处理、堆焊其它方法涂装、机械镀、激光表面处理三、表面技术的运用广泛性和重要性广泛性内容广基材广品种多遍及各行业，用于构件、零部件、元器件，效益巨大重要性•改善耐腐蚀、磨损、氧化、疲劳断裂、辐照损伤•提高产品长时间运转可靠性、稳定性•满足特殊要求（必不可少或唯一途径）•生产各种新材料、新器件（在制备临界温度超导膜、金刚石膜、纳米多层膜、纳米粉末、纳米晶体材料、多孔硅中起关键作用；又是许多光学、微电子、磁性、化学、生物等功能器件研讨和生产的基础）在结构材料及构件和零部件上的运用表面技术作用：防护、耐磨、强化、修复、装璜在功能材料和元器件上的运用制造设备中具独特功能的核心部件。表面技术可制备或改进一系列功能材料及元器件物理特性：•光学反射镜材料，防眩零件•热学散热材料，耐热涂层，吸热材料•电学表面导电玻璃，绝缘涂层•磁学磁记录介质，电磁屏蔽材料，磁泡材料化学特性：分离膜材料在人类适应、保护和优化环境方面的运用净化大气原料、燃料→CO2、NO2、SO2措施：回收、分解方法：制备触媒载体（钯炭、铂炭、钌炭、铑炭）净化水质制备膜材料，处理污水、化学提纯、水质软化、海水淡化抗菌灭菌TiO2（粉状、粒状、薄膜状）可将污染物分解•当光照耀半导体化合物时，并非任何波长的光都能被吸收和产生激发作用，只需能量E满足式(1)的光量子才能发挥作用。•光子波长h-普朗克常数，4.138×10-15eV·s；c-真空中光速，2.998×1017nm/s锐钛型TiO2的Eg=3.2eV•在TiO2粒子表面上，有还原作用；产生氧化作用。在界面处的还原作用：继续发生反应：在界面处的氧化作用：是强还原剂，可还原重金属离子：（还原重金属离子为低价或零价）是强氧化剂，可氧化降解无机物：TiO2光催化材料的特性：光催化活性高（吸收紫外光功能强；禁带和导带之间的能隙大，光生电子和空穴的还原性和氧化性强）化学性质稳定,对生物无毒在可见光区无吸收，可制成白色块料或透明薄膜光催化剂的纳米尺寸效应：•量子效应当半导体粒径是纳米尺寸时，导带和价带间的能隙变宽，光生空穴和电子的能量添加，氧化还原能力加强•表面积效应随着粒子尺寸减小到纳米级，光催化剂的比表面积大大添加，对底物的吸附能力加强•载流子扩散效应粒径越小，光生电子从晶体内扩散到表面的时间越短，电子和空穴的复合几率减小，光催化效率提高纳米TiO2光催化剂的制备：纳米TiO2光催化剂的运用：环保方面的运用•无机污染物的处理•无机污染物的处理•室内环境净化卫生保健方面的运用•灭杀细菌和病毒活性超氧离子自在基和羟基自在基HO•能穿透细菌的细胞壁，进入菌体，从而有效杀灭细菌。研讨的范围包括TiO2光催化对细菌、病毒、真菌、藻类和癌细胞等的作用。•抗菌材料涂有TiO2纳米膜的抗菌瓷砖和卫生陶瓷用于病院、食品加工等场所含纳米TiO2材料的假牙新型的含纳米TiO2粉末的牙齿漂白剂防结雾和自清洁涂层光催化化学合成纳米TiO2光催化技术的不足：•光致电子和空穴对的转移速度慢，复合率高，导致光催化量子效率低•只能用紫外光活化，太阳光利用率低提高TiO2光催化功能的主要途径：贵金属沉积离子掺杂今