现代表面技术
【材料课件】表面技术
现代表面技术第一章表面技术概论第一节表面技术的涵义19世纪工业革命以来，材料品种日益繁多，为了适应高强度、高硬度和耐磨、耐高温、耐酸碱腐蚀等不同特殊要求，人们需要不断开发各种特殊的合金材料，但这些合金材料往往价格昂贵。
因此，人们试图采用各种表面技术对普通钢材表面进行加工，以改变其表面性能，使其适应复杂的工作环境。
另外，磨损、腐蚀等失效都是首先发生在材料表面，通过对材料表面进行有效处理，可以极大地提高材料寿命。
因此，迫切需要开发出各种行之有效的表面技术，正是基于这样的背景，逐步形成了一门新兴学科——表面工程学。
表面工程技术的发展始于20世纪60年代末，近30年来发展尤为迅速。
在传统的表面处理技术不断改进、不断完善的同时，又有科学技术逐渐渗透到该领域，各种表面技术相互融合，从而使现代表面技术进入了一个新的发展时期。
表面技术是一门博大精深、实用价值极高的技术。
材料科学所面临的若干艰巨任务，如要求材料硬而不脆、耐磨而易车削、质高而价廉等间题，通过表面技术在相当程度上都可迎刃而解。
除本文所提及的巨大作用外，用表面技术合成人工结构材料、复合材料及沉积非晶态涂层及制取复合涂层方面都显示了巨大的应用潜力。
表面技术是一项能使产品获得高附加值的技术。
英国产品每年靠表面技术估计增值100亿英镑，如果对表面技术进行全开发，有可能节省200。
万到400亿埃居(约200亿英镑)，可见表面技术对国民经济的巨大作用。
我国在湿法镀覆等方面取得了令人瞩目的成就，但在PVD和表面改性方面还有许多工作要做。
这一方面要靠广大科技人员的才智与努力，同时有关领导部门在设备资金投入上给予有力的支持也至关重要。
只有这样，我国的表面技术才能以新的面貌进入21世纪，全方位赶上和领先世界水平。
一、什么是表面技术从广义上讲，表面技术是直接与各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术。
任何表面在通常情况下实际上都是界面。
两种不同相之间的交界，称为界面，在任何两相界面上都可以发生复杂的物理或化学现象，总称为表面现象。
基于OBE教育模式下的《现代表面技术》课程教学改革研究
基于OBE教育模式下的《现代表面技术》课程教学改革研究郭梁超;李黛玥;魏新龙;曹攀;张兵;张超
【期刊名称】《表面工程与再制造》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】《现代表面技术》课程是机械类和材料类专业的必修课之一,对提升学生的实际工程技术水平具有积极作用。
本文将“以成果为导向”的成果导向教育(OBE)教学理念融入到《现代表面技术》课程教学中,在教学过程中加入表面处理技术相关的学术前沿动态和培养导师布置的科研课题等内容,并在引入案例分析法、项目驱动学习法等学习模式的同时,搭配“课前引导—课本讲授—作业辅导”的线上线下创新教学方法,提出相关行业实习策略,创建了基于网络学习平台的多元化考核评价系统。
实际教学效果表明,该方法能有效提升学生学习的兴趣和积极性,培养学生在现代表面技术领域的创新精神和实践能力。
【总页数】4页(P39-42)
【作者】郭梁超;李黛玥;魏新龙;曹攀;张兵;张超
【作者单位】扬州大学机械工程学院;扬州大学护理学院·公共卫生学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.基于OBE教育模式下的室内软装设计课程教学改革
2.基于OBE理念的现代教育技术课程教学改革与创新
3.OBE教育模式下的应用型课程教学改革研究--以计算
材料学课程为例4.大类招生培养模式下基于OBE理念的课程教学改革——以现代生产管理课程为例5.基于“OBE”教学模式的课堂革命教育教学改革研究——以“电工电子技术”课程为例
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01第一章--现代表面工程技术PPT课件
2021/6/4
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表面工程有关的表面性能
分类
一般机械性能
可加工性
项
目
韧性、强度、塑性、抗疲劳性、硬度、疏松度（空 隙度）、残余应力
精密加工性、可修补性、可焊接性、冷作硬化性
抗磨性 保护性 热特性 电特性
抗磨料磨损性、抗粘着磨损性、抗腐蚀磨损性、抗 冲蚀磨损性、抗微动磨损性、润滑性
姿/轨控发动机推力室
2021/6/4
来源：西北有色金属研2究0 院
具体应用实例-高温抗氧化涂层
难熔金属 Nb 在高温下易发生氧化，其高 温氧化物不具备保护作用，使材料的力学 性能急剧下降，严重影响性能。
铌在180℃开始发生缓慢氧化，450 ℃以下的氧化物具有保护 作用，450 ℃ ~600 ℃ 氧化膜的晶体体积发生变化（从4.36变 到5.17)，开始出现粉化，600 ℃ ~700 ℃ 其氧化速度与氧压成 正比关系，700 ℃ ~850 ℃内层氧化膜起控制作用，850 ℃以 上氧化产物完全为Nb2O5
5.1 电镀、化学镀 5.2 表面涂敷 5.3 表面改性 5.4 气相沉积 5.5 复合表面处理技术
2021/6/4
3
教材及参考资料
教材：现代表面工程技术，姜银方主编， 北京：机械工业出版社
参考书目：
现代表面技术，钱苗根等编著，北京：机械工业出版社 金属材料表面新技术，赵文珍，西安：西安交通大学出版 社 面向二十一世纪的表面工程，徐滨士，北京：机械工业出 版社 表面工程手册，李国英主编，北京：机械工业出版社 表面涂层技术，陈学定，韩文政，北京：机械工业出版社 表面工程与维修，徐滨士，朱绍华等，北京：机械工业出 版社
现代表面技术分类应用
• 渗入元素介质可以是固体、液体和气体，但都要经过 介质中化学反应、外扩散、相界面化学反应（或表面 反应）和工件中扩散四个过程，具体方法有许多种。
第三十三页，共七十七页，2022年，8月28日
4．等离子扩渗处理（PDT）
• 又称离子轰击热处理，是指在通常大气压力 下的特定气氛中利用工件（阴极）和阳极之 间产生的辉光放电进行热处理的工艺。
表面物理和表面化学
• 微观理论：在原子、分子水平上研究表面的 组成，原子结构及输运现象、电子结构与运 动及其对表面宏观性质的影响；
• 宏观理论：在宏观尺度上，从能量的角度研 究各种表面现象。
第四页，共七十七页，2022年，8月28日
表面技术的应用理论
• 表面失效分析 • 摩擦与磨损理论 • 表面腐蚀与防护理论 • 表面结合与复合理论
铜。
第九页，共七十七页，2022年，8月28日
4．涂装
• 将涂料涂覆于工件表面而形成涂膜的全过程。 • 涂料（或称漆）为有机混合物，一般由成膜
物质、颜料、溶剂和助剂组成，可以涂装在 各种金属、陶瓷、塑料、木材、水泥、玻璃 等制品上。 • 涂膜具有保护、装饰或特殊性能（如绝缘、 防腐标志等），应用十分广泛。
• 塑料粉末是依靠熔融或静电引力等方式附着在被涂工件表 面，然后依靠热熔融、流平、湿润和反应固化成膜。
• 涂膜方法有喷涂、熔射、流化床浸渍、静电粉末喷涂、静电粉 末云雾室、静电流化床浸渍、静电振荡法等等。
第十五页，共七十七页，2022年，8月28日
10．电火花涂敷
• 利用电能的高密度能量对金属表面进行涂敷 处理的工艺，即通过电极材料与金属零部件 表面的火花放电作用，把作为火花放电极的 导电材料（如 WC． TiC）熔渗于表面层， 从而形成含电极材料的合金化涂层，提高工 件表层的性能，而工件内部组织和性能不改 变。
现代表面技术-表面
通过表面技术如化学气相沉积、物理气相沉积等， 可对电子元件的表面进行改性处理，提高其性能 和稳定性。
防静电保护
表面技术如导电涂层可用于电子元件的防静电保 护，防止静电对电子设备造成损害。
05 未来表面技术的发展趋势 与挑战
总结词
新材料表面技术的研发是未来表面 技术发展的关键，将推动表面技术 的不断创新和应用领域的拓展。
详细描述
随着环保意识的日益增强，表面技术的环保与可持续发展已成 为行业关注的焦点。表面处理过程中产生的废液、废气和废渣 等污染物对环境造成了严重的影响。因此，研发环保型的表面 技术，如水基表面处理技术、无铬表面处理技术等，能够有效 减少环境污染和资源消耗，同时降低生产成本，提高经济效益。
总结词
表面技术的智能化与自动化是未来发展的重要趋势，将提高表面处理的效率和质量，降低人工成本和操作风险。
02 现代表面技术简介
物理表面技术
离子束刻蚀
利用离子束轰击材料表面，通过 物理撞击和能量沉积改变表面形 貌和性质，实现表面纳米级加工。
激光表面处理
利用高能激光束对材料表面进行快 速加热和冷却，实现表面熔化、凝 固、相变等，改变表面结构和性能。
电子束蒸发镀膜
利用电子束蒸发源产生的高能电子 束将材料加热至熔融状态，并快速 冷却形成薄膜，实现表面镀膜和涂 层。
表面技术在环境能源领域的应用，如高效 催化剂、太阳能电池和燃料电池等方面， 为解决能源和环境问题提供了有效途径。
表面技术未来的发展前景
新材料和新技术的研发
随着科技的不断进步，表面技术将不断涌现出新的材料和 技术，如纳米材料、生物材料和复合材料等，为表面技术 的应用和发展提供更多可能性。
绿色环保
随着环保意识的不断提高，表面技术将更加注重绿色环保 ，发展低污染、低能耗的表面处理技术和绿色材料，减少 对环境的负面影响。
现代表面技术(机械工业)知识点整理
一、电镀（1）定义：电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体为阴极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。
（2）镀液组成：主盐：是指镀液中能在阴极上沉积出来所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。
络合剂：作用在于获得络合离子，起到阴极极化作用。
附加盐：用于提高电镀液的导电性。
缓冲剂：用来稳定溶液酸碱度的物质。
阳极活化剂：提高阳极开始钝化的电流密度，保证阳极处于活化状态而能正常地溶解。
添加剂：用以改善镀层性能性质的物质。
（3）电流效率：是指实际析出物质的质量与理论计算析出物质的质量之比。
（4）分散能力：是指电镀液所具有的使金属镀层厚度均匀分布的能力。
（5）改善分散能力方法：1在电镀液中加入一定量的强电解质，2采用络合物电解液，3加入适量的添加剂，4合理安排电极的位置及距离，5使用异形电极。
（6）覆盖能力：是指电镀液所具有的使镀件的深凹处沉积上金属镀层的能力。
（7）极化：指的是有电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象。
（8）电沉积过程：液相传质，电化学反应和电结晶。
液相传质的三种方式：电迁移、对流和扩散。
（9）金属共沉积的条件：两种金属中至少有一种金属能从其盐类的水溶液中沉积出来；两种金属的析出电位要十分接近。
（10）改变电位的方法：1改变镀液中金属离子的浓度；2采用络合剂；3采用适当的添加剂。
二、电刷镀(1)定义：是在被镀零件表面局部快速电沉积金属镀层的技术，其本质上是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液的电镀。
（2）优缺点：与常规电镀比，优点：1设备简单，携带方便；2工艺简单，操作简单；镀层种类多，与基材结合力强，力学性能好；4沉积速度快。
缺点：劳动强度大，消耗镀液较多，消耗阳极包缠材料。
（3）设备：直流电源、镀笔及供液、集液装置。
（4）阳极包裹的作用：1贮存刷镀用的溶液，2防止阳极与被镀件直接接触，3过滤阳极表面所溶下的石墨粒子。
薄膜与涂层现代表面技术
材料表面技术分类材料表面技术：材料表而涂镀技术、材料表而改性技术、材料表而微细加工技术、表而检测分析与质量评估。
材料表面涂镀技术：物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD、电镀及阳极氧化、化学镀、热喷涂喷焊、电刷镀、电泳涂层、涂镀（喷塑油漆）、表而复合处理技术、材料纳米化表面工程技术。
材料表而改性技术：活性气体离子处理、气体扩渗、液体扩渗、固体扩渗、机械强化、激光表而处理、电子束表而改性、离子朿表面改性。
材料表面微细加工技术：光刻加工、电子束微细加工、离子朿微细加工、激光朿微细加工、微细电火花加工、微细喷粉加工、超声波加工、微细电解加工、微电铸加工、LIGA技术加工。
表而检测分析与质量评估：表面分析技术、表而物化特性、表而几何特性、表而力学特性、质呈:标准与质量评估。
表而工程学现代材料表而工程学：材料表而工程基础理论、材料表而工程技术、材料表而检测技术、材料表而工程技术设计、材料表面工程应用。
材料表面工程基础理论：腐蚀与防护理论，表而磨擦*1磨损理论，表而完整性与界面理论，表而物理化学，表而装饰与美学，表而机、力、热、光、声、电、磁等功能膜层设计理论，表面功能特性间耦合转换、复合性能理论，表而失效理论及其分析理论，低维材料的结构理论。
材料表面工程技术：材料表面改性技术、薄膜技术、涂层技术、材料表而复合处理技术、材料表而纳米化工程技术。
材料表面改性技术：表面形变强化，表而相变强化，表而扩散渗入，化学转化，电化学转化，等离子表而强化，藹子朿、电子朿、激光朿表面改性。
薄膜技术：光学薄膜沉积技术，电子学薄膜沉积技术，光电子薄膜沉积技术，集成光学薄膜沉积技术，传感器用薄膜沉积技术，金刚石薄膜（含类金刚石薄膜）沉积技术，防护用（耐蚀、耐磨、抗高温氧化、防潮、髙强高硬、装饰等）薄膜沉积技术。
涂层技术：热喷涂技术、电化学沉积技术、有机涂层技术、无机涂层技术、热浸镀技术、防锈技术。
材料表面复合处理技术：镀覆层一一热处理，表而热处理一一表而化学处理，热处理一—表面形变强化，镀膜一一注入一一扩渗，离子注入一一镀膜，激光一一气相沉积，电子束——气相沉积，等离子喷涂一一激光。
现代表面技术
现代表面技术现代表面技术表面工程技术是表面处理表面涂镀层及表面改性的总称表面工程技术是运用各种物理化学和机械工艺过程来改变基材表面的形态化学成分组织结构或应力状态而使其具有某种特殊性能，从而满足特定的使用要求[3]徐晋勇,张健全,高清.现代先进表面技术的发展及应用[N].电子工艺技术.2006,27（3）表面技术的应用所包含的内容十分广泛,可以用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等。
也可以是在光、电、磁、声、热、化学、生物等方面的应用。
表面处理技术是用以改变材料表面特性，达到预防腐蚀目的的技术。
按具体表面技术方法分类:表面热处理、化学热处理、物理气相沉积、化学气相沉积、高能束强化、涂料与涂装、热喷涂与堆焊、电镀、化学镀、热浸镀、转化膜等表面工程技术的任务：1.提高金属材料抵御环境作用的能力2.根据需要，赋予材料及其制品表面力学性能、物理功能和多种特殊功能、声光磁电转换及存储记忆的功能；制造特殊新型材料及复层金属板材。
3.赋予金属或非金属制品表面光泽的色彩、图纹、优美外观。
4.实现特定的表面加工来制造构件、零件和元器件等。
5.修复磨损或腐蚀损坏的零件；挽救加工超差的产品，实现再制造工程。
6.开发新的表面工程技术，技术概念电镀：利用电解作用，使具有导电性能的工件表面作为阴极与电解质溶液接触，通过外电流作用，在工件表面沉积与基体牢固结合的镀覆层。
该镀覆层主要是各种金属和合金。
化学镀：是在无外电流通过的情况下，利用还原剂将电解质溶液中的金属离子化学还原在呈活性催化的工件表面，沉积出与基体牢固结合的镀覆层。
工件可以是金属也可以是非金属。
镀覆层主要是金属和合金。
涂装：用一定的方法将涂料涂覆于工件表面而形成涂膜的全过程。
涂料为有机混合物，可涂装在各种金属、陶瓷、塑料、木材、水泥、玻璃制品上。
气相沉积：在金属或非金属材料基体表面牢固沉积同类或异类金属或非金属及其化合物，以改善原材料基体的物理和化学性能或获得新材料的方法。
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(8)晶粒细化强化。离子轰击导致晶粒细化，引起晶界增加, 而晶界又是位错移动的障碍，使位错更加困难， 使材料表 面硬度明显提高。 (9)辐射相变强化、结构差异强化、溅射强化等机理都提高 了材料表面的耐磨性能。
20世纪70年代中期，发展了纯束流氮离子注入技术，并开始走向一
定规模的工业生产。用离子束混合研究出几十种亚稳态合金相和玻
璃金属(非晶态金属)，还提出了相应的模型。强束流脉冲注入，金 属蒸发真空弧离子源(MEVVA源)和其他离子源的问世，为离子束材 料的表面改性提供了强金属离子束技术，为基础研究和新材料及其 应用研究提供了先进的技术工具并取得了许多离子注入实际应用的
现代表面技术
20世纪80年代，被列入世界10项关键技术之一的表 面技术，经过30余年的发展，已成为一门新兴的，跨学 科的，综合性强的先进基础与工程技术， 形成支撑当今 技术革新与技术革命发展的重要因素。
1. 表面技术与工程
现代表面技术，综合采用了最新的电子技术、真
空技术、冶金、物理、化学、材料等各学科的最新知
激光喷丸强化
激光喷丸是用超短脉冲的激光束代替有 质弹丸,用它诱导的冲击波来强化金属零 件的表面其成形机理：短脉冲的强激光 透过透明约束层(水帘) 作用于覆盖在金 属板材表面的吸收层(黑漆层) 上。
激光喷丸示意图
汽化后的蒸气急剧吸收激光能量并形成等离子体而爆炸产生冲击波,
由它引起在金属零件内部传播的应力波，当应力波峰值超过零件动态屈
识和等离子体、离子束、电子束、激光束、微波研究 的最新成果。把材料表面与基体视作一个统一的系统 进行设计与改性，以最经济和最有效的方法改变材料 表面及近表面区的形态、化学成分和组织结构，赋予
其新的复合性能，从而获得许多新构思、新材料、新
器件和新应用。这种多功能综合化的用于提高材料表 面性能的各种现代表面新技术称为现代表面技术。
1.1 表面技术分类
表面技术
涂镀技术
物理气相沉积(PVD) 化学气相沉积(CVD) 电镀及阳极氧化 化学镀 热喷涂喷焊 电刷镀 电泳镀层 涂镀(喷塑油漆)
表面改性处理
活性气体离子处理 气体扩渗 液体扩渗 固体扩渗 机械强化 激光表面处理 电子束表面改性 离子束表面改性
用离子注入的方法，可获得高度的过饱和固溶体、亚稳相、非晶态和
平衡态合金等不同组织的结构，大大改善工件的使用性能。
目前离子注入已在微电子技术、宇航、生物工程、医疗、核能等高技 术领域获得应用，特别是在工具、刀具、模具制造业的应用效果突出。
早期对离子注入的研究和应用是模拟核反应堆中的燃料元件、结
可喜进展，显示了诱人的应用前景。
离子束增强沉积技术(IBED)和全方位离子注入新技术以及离子束表 面分析技术，离子束刻蚀等技术在实际应用上都具有重要的价值。
离子源(电离室、供电装置、引出 电极)、聚焦电极(系统)、加速电 极(系统)分析磁铁、扫描装置(系 统)、靶室、真空及排气系统。
从离子源发出的离子由几万伏电 压引出，按其电荷质量的差异， 将一定质量/电荷比的离子分选出 来，在几万伏至几十万伏的离子 加速管中进行加速，并获得高的 动能，经聚焦透镜，使分析束聚 于要轰击的靶面上，再经过扫描
服强度极限时，板料表面发生塑性变形，同时由于表面的塑性变形使表 层下发生的弹性变形层难以恢复，因此在表层产生残余压应力。
离子束表面强化技术——
离子注入
离子注入
离子注入是把气体或金属元素蒸气，通入电离室电离形成正离子,经高 压电场加速，使离子获得很高速度后打入固体中的物理过程.已在表面 非晶化、表面冶金、表面改性和离子与材料表面相互作用等方面取得 了十分可喜的研究成果。
离子注入表面改性的特点
是一个非热平衡过程，任何元素都可注入任何基体材 料； 注入元素的种类、能量、剂量可控，以得到不同的新 合金相； 注入层相对于基体没有界面，因而不存在结合问题； 常在真空中进行；
能精确控制注入离子的密度及浓度；
表面形成残余压应力。
离子注入提高材料表面硬度、耐磨性和疲劳强度
喷丸强化不仅用于汽车工业领域的弹簧、连杆、曲
轴、齿轮、摇臂、凸轮轴等承受交变载荷的部件，还广泛
用于其他工业领域。如喷丸强化可以提高电镀零件的疲劳 强度和结合力；各种合金钢经过任何一种电镀处理后，一 般均会导致疲劳强度下降10 %～60 % ，而喷丸强化则可 有效提高疲劳强度, 同时还可以增加电镀层的结合力， 防 止起泡。
表面检测和评估
表面分析技术 表面物化特征 表面几何特征 表面力学特征
质量标准与质量评估
随着表面科学技术的迅速发展与工程应用，表面工程 学也已逐渐形成，成为正在发展中的新兴学科。在国 外和国内的有关高等院校，相继设立了 “表面工程’’ 专
业。
目前，表面工程学科的体系，正在不断的进行探索和
构部件材料，受中子、核裂变的碎片及其他荷能粒子的长期照射,
使材料发生肿胀，表层剥落等辐照损伤。
20世纪60年代离子注入又作为一项专门技术在半导体工业中找到 了重要的应用，特别是在发展集成电路的精细掺杂工艺中，推动 了集成电路的迅速发展，引发了微电子、计算机和自动化领域的 革命。
离子注入在半导体工业的应用成功，激发了人们将离子注入技术 应用于金属、陶瓷、高分子聚合物等材料的改性。
表面粗糙度
由于钢丸的喷射，对工件表面的粗糙度产生一 定的变化。影响表面粗糙度的因素有零件材料 的强度和硬度、弹丸直径、喷射的角度和速度、 零件的原始表面粗糙度。在其他条件相同的情 况下，零件材料的强度和表面硬度值越高，塑 性变形越困难，弹坑越浅，表面粗糙度值越小； 弹丸的直径越小，速度越慢，弹坑就越浅，表 面粗糙度值就变小；
涂层技术
涂层技术
表面相变强化
表面扩散渗入 表面改性技术
热浸镀技术
电化学沉积技术 无机涂层技术 热浸镀技术 防锈技术
化学转化
电化学转化 等离子表面强化 离子束、电子束 激光束表面改性
表面形变强化 －
喷丸强化
喷丸强化
喷丸强化过程是弹丸流不断冲 击金属材料表层并使表层材料发生 循环塑性变形 , 从而形成变形强化 层的过程。经受喷丸循环塑性变形 的表层 , 其材料的组织结构发生变 化, 亚晶粒极大细化, 位错密度增高, 晶格畸变增大 ; 形成很高的宏观残 余压应力 ; 表面粗糙度和表面形貌 也都发生变化。材料表层发生的各 种变化 , 将明显地提高材料的抗疲 劳和应力腐蚀性能 , 使材料表面性 能得到强化。
喷丸覆盖率
覆盖率是指工件上每一个点被钢丸打到的次数。 影响覆盖率的因素有零件材料硬度、弹丸直径、 喷射角度和距离、喷丸时间等。 在相同的弹丸流量下，喷嘴与工件的距离越长、 喷射的角度越小、弹丸直径越小，达到覆盖率 要求的时间就越短。喷丸强化时，应选择大小 合适的弹丸、喷射角度及距离，使喷丸强度和 覆盖率同时达到要求值。
(6)替位原子与间隙原子对强化。可阻止位错，提高材料的 表面硬度和耐磨性。 如N，C，B离子注入钢，这些小尺寸 的原子易与Fe原子形成原子对，这种结构在晶格位置上形 成更高势垒，阻止了位错运动，使钢得到强化。 (7)间隙原子对强化。若选取替位率低的两种元素注入钢中, 这两种元素有很强的化合能，并在钢中形成间隙原子对， 这种结构容易缀饰位错，使钢得到强化，提高了耐磨性和 表面硬度。
测评强化丸质量有三 个基本参数： 强度 覆盖率 表面粗糙度。
喷丸强度
影响喷丸强度的工艺参数主要有：弹丸直径、 弹流速度、弹丸流量、喷丸时间等。弹丸直径 越大，速度越快，弹丸与工件碰撞的动量越大， 喷丸的强度就越大。喷丸形成的残余压应力可 以达到零件材料抗拉强度的60％，残余压应力 层的深度通常可达0.25mm，最大极限值为 1mm左右。喷丸强度需要一定的喷丸时间来保 证，经过一定时间，喷丸强度达到饱和后，再 延长喷丸时间，强度不再明显增加。
表面工程基础理论
表面装饰与美学 表面机/力/热/光/声/电/ 磁等功能膜层设计理论 表面功能特性间耦合 转换复合性能理论 表面失效理论 低维材料的结构理论
表面工程技术
表面改性技术
表面形变强化
薄膜技术
电子学薄膜沉积技术 光电子薄膜沉积技术 集成光学薄膜沉积技术 传感器用薄膜沉积技术 金刚石薄膜沉积技术 耐蚀，耐磨， 抗高温氧化、防潮、 高强高硬、装饰 薄膜沉积技术 光学薄膜沉积技术
1-离子源;2-放电室(阳极);3-等离子体;4-工作物质;
5-灯丝(阴极);6-磁铁; 7-引出离子预加速;
8-质量分析检测磁铁;9-质量分析缝;10-离子加速管; 11-磁四极聚焦透镜;12-静电扫描;13-靶室; 14-密封转动马达;15-滚珠夹具
系统扫描轰击工件表面。
离子注入机实物照片
在离子进入工件表面后，与工件内原子和电子发生一系列碰撞， 这一系列的碰撞包括三个独立的过程：
工程技术(设计)
表面涂镀层 成分结构设计 表面复合 功能膜层设计 表面涂镀层 的选择和应用设计 施工设计 设备设计 车间生产线的设计
分析与检测
表面涂镀层的材料 加工技术 表面分析与检测 试验方法与标准 表面质量的评估 与工艺控制 表面工程的管理 与经济分析 工程化、规模生产的 成套表面工程技术
喷射的角度大，弹丸速度的法向分量越小，冲 击力越小，弹坑越浅，弹丸的切向速度越大， 弹丸对表面的研磨作用就越大，表面粗糙度值 就越小；零件的原始表面粗糙度也是影响因素 之一，原始表面越粗糙，喷丸后表面粗糙度值 降低越小；相反，表面越光滑，喷丸后表面变 得粗糙。当对零件进行高强度的喷丸后，深的 弹坑不但加大表面粗糙度值，还会形成较大的 应力集中，严重削弱喷丸强化的效果。