材料表面工程
此條目沒有列出任何參考或來源。 (2022年7月24日) |
材料表面工程是材料科學的分學科,它主要側重於研究固體物質的表面。它在化學、機械工程、電氣工程(特別是對於半導體製造)方面都有應用。
固體是由塊體材料及覆蓋其上的表面所組成的。約束塊狀材料的表面稱為表面相,它作為界面將材料與周圍環境隔開。被表面覆蓋的固體稱為體相。固體中的表面相會與周圍環境產生相互作用。這種相互作用隨着時間的推移會惡化表面相。環境隨着時間的推移對表面相產生惡化的原因可能有磨損,腐蝕,疲勞和蠕變。
材料表面工程的內容涉及改變表面相的性質,以減少隨着時間推移造成的惡化。這是通過使表面適應於其所用的環境來實現的。
技術工藝
表面工程技術 |
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表面工程的應用與未來
表面工程技術已被應用於汽車、航空、導彈、能源、電力、生物醫藥、紡織、石油、石化、化工、鋼鐵、電力、水泥、機床、建築等行業。表面工程技術可用於在所需的基體表面獲得各種功能特性,包括物理,化學,電氣,電子,磁,機械,耐磨和抗腐蝕特性。幾乎所有類型的材料,包括金屬,陶瓷,聚合物和複合材料可塗覆於互相類似或不同的材料。也有可能形成的新的塗層材料、分級沉澱和多組分沉澱等。
1995年,表面工程在英國有着100億英鎊的市場。其中使得材料表面耐磨損和腐蝕而延長壽命的塗層,佔據了近一半的市場。
近年來,在表面工程領域出現了從古老的電鍍到現代工藝的轉變,如氣相沉積、擴散、熱噴塗及採用離子,激光,離子,電子,微波,太陽能光束,脈衝電弧,脈衝燃燒,火花,摩擦和感應加熱等先進的熱源的焊接。
據統計,在美國,由磨損和腐蝕造成的損失大約有5000億美元。在美國,大約有9524家企業(包括汽車,飛機,電力和建築等行業)依賴於23466家表面工程行業的支持。
全世界大約有65個學術機構從事表面工程的研究和教育。