金属表面改性材料简介1
金属材料的表面处理
金属材料的表面处理金属材料的表面处理是一种对金属材料表面进行改性或保护的工艺。
表面处理可以改善材料的表面性能，延长材料的使用寿命，并且可以使材料具有更好的装饰效果。
在工业制造和日常生活中，常常需要对金属材料进行表面处理，以达到所需的功能和效果。
机械处理是对金属材料表面进行物理改变的一种方法。
常见的机械处理方法包括抛光、喷砂和磨削等。
抛光是通过机械方法将金属材料表面的凹凸不平去除，使其达到光滑亮丽的效果。
喷砂是通过高压气流将砂粒喷射到金属材料表面，以去除表面氧化物和污垢。
磨削是用砂轮或磨料将金属材料表面进行加工，以获得所需的尺寸和粗糙度。
化学处理是通过在金属材料表面施加或浸泡化学物质，使其表面发生化学反应，从而改变表面性能的一种方法。
常见的化学处理方法包括酸洗、电镀和磷化等。
酸洗是通过将金属材料浸泡在酸性溶液中，使其表面的氧化物被酸腐蚀掉，以去除表面污垢和氧化层。
电镀是将金属材料浸泡在电解液中，通过电流的作用使金属离子在材料表面电化学沉积，形成一层均匀的金属镀层。
磷化是将金属材料浸泡在含有磷酸盐的酸性溶液中，使其表面形成一层磷化物膜，以提高材料的耐腐蚀性和润滑性。
电化学处理是利用电化学原理对金属材料表面进行处理的一种方法。
常见的电化学处理方法包括阳极氧化、阳极电镀和电解整理等。
阳极氧化是将金属材料作为阳极浸泡在含有电解液的溶液中，通过外加电流使材料表面形成一层致密的氧化膜，以提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
阳极电镀是将金属材料作为阴极浸泡在含有金属离子的电解液中，通过外加电流使金属离子在材料表面电化学沉积，形成一层金属镀层。
电解整理是对金属材料表面进行电解清洗的一种方法，在表面去除污垢和氧化层的同时提高材料的亮度和平整度。
热处理是通过在金属材料表面施加高温热处理，使其表面组织和性能发生变化的一种方法。
常见的热处理方法包括表面淬火、渗碳和质量热处理等。
表面淬火是将金属材料加热至临界温度，然后迅速冷却，使表面形成一层坚硬的淬火层，以提高材料的硬度和耐磨性。
一种新型金属材料的表面改性技术
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特 定位 置 【 — — 即需 要 改 性 的铸 件 表 面 对 应 的 型 ３ ｊ
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望 了铸渗 法表 面改性技 术的应 用前景。
关键词 ： 渗 ； 面改性 ； 铸 表 发展 前景 中图分 类号 ： ＴＧ ２ ４
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文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ４ １８ ２ ０ ）３ ０ ９—０ １０ —６ ７ （０ ２ ０ —０ ４ ３
Ｔｈ ｒ ｅ ｎ Ａ ｗ ｃ ｎｉ ｅ ｏ ｍｐｒ ｖ ｎｇ Ｓｕ ｆ ｃ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｍ ｅ ａ ｌｃ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｅ Ｓｕ ｖ ｙ ｏ Ｎｅ Ｔｅ ｈ ｑｕ ｆ Ｉ ｏ ｉ ｒ ａ ｅ Ｐｒ ｐ ｒ ｉｓ ｏ ｔ ｌｉ ｔｒａ
功能性材料表面改性与应用
功能性材料表面改性与应用功能性材料表面改性在现代材料科学领域中扮演着重要的角色。
通过改变材料表面的化学或物理特性，可以为材料赋予新的功能和性能，从而扩展其应用领域。
本文将重点探讨功能性材料表面改性的原理和方法，并介绍一些常见的应用案例。
一、功能性材料表面改性的原理和方法1. 原理功能性材料表面改性的原理是在材料表面引入新的化学成分或改变其物理结构，从而改变其表面性质。
这样可以调控材料的表面能、润湿性、电子传输性能、化学反应活性等特性，为材料赋予新的功能。
2. 方法功能性材料表面改性的方法多种多样，常见的方法包括化学修饰、物理修饰和生物修饰。
化学修饰是通过在材料表面引入新的化学官能团实现的。
例如，通过在有机高分子材料表面引入羧酸官能团，可以增加材料的表面能，提高其润湿性。
通过在金属表面形成化学键，可以通过表面反应改变材料的电化学性能。
物理修饰是通过改变材料表面的物理结构实现的。
例如，通过热处理、离子注入、溅射等方法改变材料表面的晶体结构和形貌，可以调控材料的光学、电子传输性能。
生物修饰是利用生物体系中的生物分子对材料表面进行修饰。
例如，利用蛋白质、多糖等生物分子的特殊性质，可以改变材料表面的生物相容性、细胞附着性能等。
二、功能性材料表面改性的应用案例1. 涂层材料的表面改性涂层材料是表面改性的重要应用领域之一。
通过改变涂层材料的表面特性，可以提高其抗腐蚀性能、附着力、耐磨性等。
例如，在航空航天领域中，利用表面改性技术可以制备出高温耐热、抗腐蚀的涂层材料，用于航空发动机燃烧室内壁的涂层保护。
2. 传感器的表面改性传感器是用于检测和测量物理、化学信号的装置，其表面改性可以显著提高传感器的灵敏度和选择性。
例如，通过在传感器表面修饰感光材料，可以增强传感器对光信号的响应能力，从而实现更高灵敏度的光学传感器。
3. 燃料电池的表面改性燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的装置，其表面改性对提高电池的效率和稳定性至关重要。
碳化钨涂层抛光原理
碳化钨涂层抛光原理碳化钨涂层抛光原理简介碳化钨涂层抛光是一种常用的表面处理技术，广泛应用于金属材料的表面改性和增强。
该技术利用碳化钨薄膜在材料表面形成致密的保护层，以提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
本文将从浅入深，逐步解释碳化钨涂层抛光原理。
碳化钨涂层的特性1.硬度高：碳化钨涂层具有极高的硬度和刚性，可显著提高材料的耐磨性和抗刮擦性能。
2.抗腐蚀性能好：碳化钨涂层能阻隔氧气和水分的侵入，提高材料的抗腐蚀性能。
3.表面光洁度高：碳化钨涂层可形成平滑的表面，使材料具备良好的光学反射性能。
4.低摩擦系数：碳化钨涂层的低摩擦系数降低了材料在摩擦过程中的能量损耗，并提高了材料的耐磨性。
抛光原理碳化钨涂层的抛光过程主要分为以下几个步骤：1. 表面准备在进行碳化钨涂层抛光之前，首先需要对材料表面进行准备处理。
这包括除去杂质、锈蚀物和氧化物等，以确保碳化钨涂层能够牢固地附着在材料表面上。
2. 涂层制备在表面准备完成后，通过物理气相沉积（PVD）技术或化学气相沉积（CVD）技术在材料表面形成碳化钨涂层。
PVD技术通过蒸发或溅射的方式将碳化钨蒸发或溅射到材料表面，形成致密的涂层。
CVD技术则是通过热分解气相中的预先混合的化学气体，在材料表面生成碳化钨涂层。
3. 抛光过程碳化钨涂层抛光过程主要通过机械力和磨料的作用实现。
抛光时，使用适当的抛光材料和工具，按照一定的顺序和规则对涂层进行加工。
机械力使得磨料和涂层之间发生相对运动，磨料颗粒在涂层表面切削和磨损，从而实现抛光效果。
4. 表面处理在涂层抛光完成后，还需要进行一定的表面处理，以提高材料的光学性能和耐腐蚀性。
常用的表面处理方法包括抛光、打磨和化学处理等。
应用领域碳化钨涂层抛光技术在许多领域有着广泛的应用，包括但不限于：•工具加工：碳化钨涂层可用于刀具、钻头和齿轮等工具的表面增强，提高其耐磨性和使用寿命。
•航空航天：碳化钨涂层能够提高航空航天器材料的抗磨损性、防腐蚀性和高温性能。
材料表面改性与功能化
材料表面改性与功能化材料表面改性和功能化是一种将化学或物理方法应用于材料的处理过程，通过改变材料表面的性质，以实现所需的特定功能。
这种方法可以广泛应用于各种材料，包括金属、塑料、陶瓷、纤维等，为材料赋予新的性能和应用领域。
本文将探讨材料表面改性和功能化的原理、方法以及在不同领域的应用。
一、材料表面改性原理材料表面改性是通过在材料表面形成一层附加的物质层，改变材料表面的物理、化学或电子结构，从而改变材料的性质。
改性方法主要包括化学改性和物理改性两种。
1.化学改性化学改性是利用化学反应在材料表面引入新的化学官能团，改变材料的组成和结构。
常见的化学改性方法包括溶液浸渍法、离子注入法、溶液共沉淀法等。
以金属材料为例，可以在其表面形成一层金属氧化物或金属酸化物的氧化膜，增加金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
2.物理改性物理改性是通过改变材料表面的形貌和结构来改变材料的性质。
常见的物理改性方法包括表面喷涂法、离子束改性法、等离子体改性法等。
以聚合物材料为例，可以利用离子束改性技术在其表面形成微米级的纳米颗粒，增加材料的硬度和抗磨性。
二、材料表面功能化方法材料表面功能化是在材料表面改性的基础上，进一步引入特定的功能分子或纳米材料，实现材料的特定功能。
根据所引入的功能分子或纳米材料的性质不同，功能化可以分为表面涂覆功能化和载体嵌入功能化两种。
1.表面涂覆功能化表面涂覆功能化是在材料表面覆盖一层功能材料或功能薄膜，使材料具有所需的特殊功能。
例如，在塑料材料表面涂覆一层防静电薄膜，使其具有抗静电性能；在玻璃表面涂覆一层光学薄膜，使其具有抗反射或光学滤波功能。
2.载体嵌入功能化载体嵌入功能化是将功能分子或纳米材料嵌入到材料的表面层或内部结构中，以实现特定的功能。
例如，在纤维材料中嵌入纳米颗粒，可以实现纤维的增韧增强功能；在陶瓷材料中嵌入抗菌剂，可以实现抗菌杀菌功能。
三、材料表面改性与功能化的应用材料表面改性和功能化的应用非常广泛，涉及到许多领域，包括电子、医疗、能源、环境等。
金属材料表面电化学性能改性研究
金属材料表面电化学性能改性研究随着现代工业的不断发展，对于各种金属材料的需求逐渐增加。
与此同时，对于其表面质量的要求也越来越高，尤其是在一些高精度的应用场景中，如飞机、汽车、电子设备，表面质量的影响是不容忽视的。
为了满足市场需求，一些研究人员开始关注金属材料表面电化学性能改性，以期初步改善其表面性质。
首先，需要清楚金属表面电化学性质的定义。
在常温下，由于金属表面存在电荷分布，一些阳离子或阴离子可能附着在金属表面上，造成表面电势的变化，从而影响金属表面性质，如耐腐蚀性能、光滑度等。
因此，采取一些措施改变金属表面电化学性质，可以进一步改善其应用性。
那么，目前针对金属材料表面电化学性能改性方面，主要有哪些研究手段呢？下面，我们从以下角度进行分析。
1. 表面处理技术表面处理技术是一种比较有效的改善金属表面电化学性质的方法。
采用化学方法进行表面去污，以及机械方法进行表面抛光等手段，可以达到一定的改善效果。
比如，在汽车行业中，常采用切削和研磨的方式对零部件进行加工，以获得良好的表面加工质量。
但是，由于表面处理技术存在一定的成本和技术门槛，也有其适用范围受到限制的问题。
2. 阴极保护技术阴极保护技术是一种将阴极金属安装在被保护的金属上，通过电位差阻止金属表面电化学反应的方法，以提高金属材料的耐蚀性、降低表面电荷等级。
这种技术在船舶、管道等领域应用很广泛。
在跨海长足的管道上，由于海水中会存在一定的导电性，这种技术显得尤为重要。
通过阴极保护技术，可以有效缓解金属表面受到海水的腐蚀损害。
3. 电解电容法电解电容法是指将金属材料浸入钝化盐溶液中，然后在外部添加正、负极电源，从而使金属表面产生氧化层或陶瓷层，进而提高其电子传导性能和抗腐蚀性能的方法。
该技术具有可控性强、过程简单和效率较高的特点，应用领域涵盖了机械制造、电子器件等领域。
总的来说，金属表面电化学性能改性技术在实践中已经被广泛应用。
但是，在实际应用中，还需根据不同金属材料的特点，进行制定改性方案、严格执行细节处理等工程环节，以确保能够取得较为良好的效果。
材料表面改性技术及其应用
材料表面改性技术及其应用引言：在现代科技发展的背景下，材料表面改性技术成为了各个领域中不可或缺的重要工程技术。
通过对材料表面进行改性处理，可以使其具有特定的性能和功能，从而提高材料的附加值和应用范围。
本文将探讨材料表面改性技术的基本原理、常见方法以及在各个领域中的应用案例。
一、表面改性的基本原理材料的表面改性是指对材料的表面进行物理、化学或机械等方式的改变，以获得特定的性能或功能。
改性的基本原理是改变表面的化学组成或物理结构，从而改变材料的性质。
常用的改性手段包括表面改性剂、涂层技术、等离子体处理、离子注入等。
二、常见的表面改性方法1. 表面改性剂表面改性剂是指通过在材料表面形成一层附着的物理或化学改性剂，改变表面性质的方法。
常见的表面改性剂有溶剂、硅烷、含氟表面活性剂等。
这种方法简单易行，适用于多种材料，可以提高材料的耐热性、耐腐蚀性等。
2. 涂层技术涂层技术是对材料表面进行覆盖一层薄膜的方法，以改变材料的表面性能。
常见的涂层技术包括溅射法、沉积法、喷涂法等。
涂层技术可以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性，同时还可以实现防水、防尘、隔热等功能。
3. 等离子体处理等离子体处理是利用高能等离子体作用于材料表面，从而改变表面性质的方法。
等离子体处理可以产生高能离子束，使表面发生化学反应或物理结构改变，从而提高材料的附着力、耐磨性等。
这种方法适用于金属、陶瓷等材料，广泛应用于电子、航空航天等领域。
4. 离子注入离子注入是通过将离子注入材料中，改变其表面性质的方法。
离子注入可以增强材料表面的硬度、抗腐蚀性能，并且可以在材料表面形成新的物理结构层。
这种方法被广泛应用于半导体、光学器件等领域。
三、表面改性技术的应用案例1. 汽车制造在汽车制造领域，通过表面改性技术可以提高汽车的安全性和气候适应性。
例如，采用防腐涂层可以提高车体的耐腐蚀性，增加其使用寿命；利用氟化处理可以使车窗具有防雨效果，提高行车安全性；通过表面硬化技术，增强发动机缸体的强度和耐磨性。
金属表面处理工艺
金属表面处理工艺1. 概述金属表面处理是指对金属材料表面进行改性、保护和装饰的工艺过程。
它可以改善金属材料的表面性能，增加其耐腐蚀性、耐磨损性和美观度。
金属表面处理工艺广泛应用于各个行业，包括制造业、汽车制造业、航空航天等。
2. 常见的金属表面处理工艺2.1 防锈处理金属材料容易受到氧化而产生锈蚀。
为了防止金属材料受到腐蚀，可以采取以下几种防锈处理工艺：•镀锌：通过在金属表面镀上一层锌，形成具有耐腐蚀性的保护层。
•热镀锌：将金属材料浸入熔融的锌中，使锌与金属表面发生化学反应，形成锌铁合金层。
•喷涂防锈漆：将防锈漆喷涂在金属表面形成一层保护膜。
2.2 防腐蚀处理金属材料在水、氧气、酸碱等环境中容易发生腐蚀。
为了增加金属材料的耐腐蚀性，可以采用下列防腐蚀处理工艺：•化学镀铬：通过在金属表面沉积一层铬，形成一层耐腐蚀的保护层。
•阳极氧化：将金属材料放入含有电解液的槽中，通过施加电流使金属表面发生氧化反应，形成氧化层。
•镀镍或镀银：在金属表面镀上一层镍或银，形成一层耐腐蚀的保护层。
2.3 表面涂层金属材料的表面涂层可以改善其外观，增加装饰效果。
常见的金属表面涂层工艺包括：•溅射涂层：利用高速离子束将陶瓷或金属粉末溅射到金属表面，形成一层坚固的涂层。
•喷涂涂层：使用喷枪将涂料喷涂在金属表面，形成一层保护层或装饰层。
•电泳涂层：将带有颜料的液体与金属材料浸入电解槽中，利用电解作用使颜料沉积在金属表面上。
3. 金属表面处理的重要性金属表面处理在制造业中有着重要的应用价值。
以下是金属表面处理的几个重要性：3.1 增加金属材料的耐蚀性金属材料易受到腐蚀，导致使用寿命缩短，因此进行金属表面处理可以有效增加金属材料的耐蚀性，延长其使用寿命。
3.2 改善金属材料的外观金属材料的外观对产品的美观度有很大影响，因此进行金属表面处理可以改善金属材料的外观，增加产品的吸引力。
3.3 提高金属材料的装饰性金属材料的表面处理可以通过给金属表面涂上颜色或制造纹理等方式，使其具有装饰性，满足不同产品的装饰需求。
等离子熔覆技术及应用
等离子熔覆技术及应用等离子熔覆技术是一种金属表面改性技术，通过等离子弧热源将金属粉末喷射到基底上，瞬间熔化并与基底进行冷却结合，形成一个具有金属涂层的工艺。
这种技术在汽车行业、航空航天工业、机械制造业、电子电器业等领域有广泛的应用。
等离子熔覆技术的工艺过程大致分为以下几个步骤：首先，将金属粉末通过喷粉设备喷射到基底表面形成一层粉末堆积层；然后，利用等离子弧进行加热，形成等离子气体，使金属粉末瞬间熔化；接着，利用等离子束的高速冲击力，使熔化的金属粉末喷射到基底上；最后，冷却结合，形成一个坚固的金属涂层。
等离子熔覆技术有以下几个显著的优点：1. 成本低廉：等离子熔覆技术无需使用昂贵的合金材料，采用粉末冶金原料即可，可以大幅降低成本。
2. 无需添加其他成分：等离子熔覆技术可以保持金属材料的化学成分不受改变，从而避免了在热处理过程中可能引起的材料变质。
3. 涂层质量高：等离子熔覆技术形成的涂层粒度小、致密度高、附着力强，能够形成均匀的涂层结构，提高材料表面的耐磨、耐蚀性能。
4. 处理速度快：等离子熔覆技术可以在很短的时间内完成涂层的制备，提高了生产效率。
等离子熔覆技术在各个领域有着广泛的应用，具体包括以下几个方面：1. 防腐蚀涂层：通过在金属表面形成耐腐蚀涂层，可以有效地提高金属材料的抗腐蚀性能。
在海洋工程、航空航天等领域应用广泛。
2. 功能性涂层：通过添加特定的合金元素，可以为材料赋予特殊的性能，如耐磨、耐热、导电、绝缘等，广泛应用于汽车引擎零部件、航空发动机等。
3. 修复和修复涂层：等离子熔覆技术可以将金属材料熔化后喷射到受损部位上，实现修复和修复。
在航空航天、石油化工等行业具有重要的作用。
4. 表面装饰涂层：等离子熔覆技术可以通过在金属表面形成不同颜色的涂层，进行表面装饰，广泛应用于珠宝、钟表等行业。
5. 复合材料涂层：通过在金属表面加覆复合材料，可以在保持金属材料机械性能的同时赋予其轻质、高强度等特性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
表面科学工程-金属表面改性
激光相变硬化的实际应用
• 1974年美国通用汽车公司通过激光处理可 锻铸铁动力转向机壳 ，提高耐磨性近10倍。
• 我国采用激光热处理邮票打孔机，使用寿 命提高20倍。
• 采用激光热处理铸铁气缸套。 • 激光非晶化、激光退火、激光冲击硬化等。
3、离子束表面改性
核技术在材料工业方面的应用；其基本工艺是 将几万到几十万电子伏的高能离子流注入到固体材 料表面，从而使材料表面的物理、化学或机械性能
无论是蒸镀还是溅射都可以发展成为离 子镀。
薄膜（镀层）材料方面：
• 1、早期发展的材料为 TiC和 TiN类型 ； • 2、为提高硬度后来选择的是立方氮化硼和金刚石、
热喷涂，物理、化学气相沉积，离子注入等
• 湿式被覆方法
电镀，化学镀，阳极化处理，化学处理等
按学科特ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分类
• 表面合金化技术
热渗镀，离子注入，激光熔敷等
• 表面覆盖层与覆膜技术
热喷涂，电镀，化学镀，气相沉积，涂装等
• 表面组织转化技术
激光、电子束热处理以及喷丸、辊压等
世界较传统的Matton分类法 • 原子沉积物 • 粒状沉积物 • 整体涂层 • 表面改性
• 常用的硬涂层材料是氮化物和碳化物等。
物理气相沉积（PVD）
Mattox的离子镀技术，美国IBM研制的射频溅射法， 以及蒸镀构成了PVD三大系列。自70年代相继发明 了活性反应蒸镀技术、多弧离子镀、射频离子镀、 空心阴极离子镀、磁控溅射离子镀等技术，80年 代PVD沉积技术进一步完善并扩大应用范围；
离子注入发展动向
（1）离子注入工艺技术的改进
已由单纯的一次注入发展为轰击扩散镀层 （BDC）及离子束混合（IBM）技术和不同能 量的重叠注入方法。
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“乾恒”金属表面改性材料（技术|）简介
机械运动就会产生摩擦，而摩擦就会导致磨损。磨损、腐蚀、
疲劳是机械设备失效的三种主要形式，磨损实际上是一个慢性疾病
的过程，像腐蚀一样，腐蚀一点没关系，腐蚀多了，它就成毛病。
长期磨损得不到“医治”,带来的后果是失效、断裂、爆炸等，所
造成的经济损失十分巨大。如果能够减少无用的摩擦消耗，将多余
的摩擦能量进行转换, 变“破坏”为“组成”，这将是对人类的一
项重大贡献。进入工业化社会以来，全世界一直在努力攻克现代机
械设备设计、制造和使用的难题——如何使机械设备在正常运转
中，运用高新技术来提高金属表面耐磨性能,减少并修复磨损，降
低能源消耗、避免环境污染，改变社会发展由主要依靠增加资源投
入，向依靠提高资源利用效率转变，以可持续、循环再利用的方式
管理自然资源。
金属表面处理是一个非常复杂的过程，如何在高温、高速、高
压下提高其耐磨性和修复磨损表面,是一个极其复杂的问题。“乾
恒”金属表面改性材料（简称“乾恒材料”或“乾恒技术”）正是
为解决这个问题创造了条件。这项技术不仅能预防机件磨损，还能
修复已经磨损的金属表面，其中，修复是在机器正常服役条件下，
“不解体”地原位进行，具有独特的作用机理和材料表面改性的功
效。
“乾恒”技术的独特机理
“乾恒材料”是由多种纳米级矿物质材料、多种辅料所组成，
以润滑油或润滑脂为载体，进入机械摩擦表面。机械运动时产生的
摩擦热能，使吸附、渗透在金属摩擦表面的“乾恒材料”释放出了
活性物质，这些活性物质与金属表面发生了力化学反应——熔合、
氧化更新、自适应改性。这种反应持续进行，逐渐在金属表面形成
了新的晶格结构——陶瓷与金属的合金层,即陶瓷合金层；随着陶
瓷合金层的不断生成，原来“金属与金属”间的摩擦形式，变成了
“陶瓷合金层与陶瓷合金层”的摩擦形式。研究发现，摩擦接触区
的热力学过程促使磨损较大的部位形成较厚的陶瓷合金层，如同在
金属表面长出了“铁茧”。陶瓷合金层是自动调节，实现了“按需
分配”，不起层、不剥落。当磨损发生时，摩擦能增高，“乾恒材料”
和摩擦副表面发生的一系列复杂的反应开始进行，陶瓷合金同时开
始生长；而当磨损获得修复，摩擦间隙逐步恢复至最佳配合时，金
属间释放的摩擦能降低，一系列反应就会停止，陶瓷合金层也就不
再增厚。
国内最有权威性的实验机构——
清华大学磨擦学国家重点实验室，
对“乾恒材料”在金属摩擦表面生成的陶瓷合金层的厚度、表面硬
度、摩擦系数、表面光洁度等指标进行了测试和验证：
①在摩擦表面生成陶瓷合金层的过程及其形貌特征（见图1）
图1.在铁基金属摩擦表面上生成的陶瓷合金层的形貌
（左为陶瓷合金层，右为铸铁珠光体）
图2. 局部放大显示（左为陶瓷合金层，右为铸铁珠光体）
图3 铁基金属表面生成陶瓷合金层的光学显微照片
②陶瓷合金层的摩擦系数
采用Optimal SRV摩擦磨损试验机测定陶瓷合金层的摩擦系数，试验机
全貌和试样装卡部分如图4和图5所示。
图4 工作状态中的SRV试验机控制仪表
试验结果：摩擦系数稳定地保持在0.005，见图6
图5 SRV试样装卡部分
③用光学显微镜陶测试瓷合金层厚度为8~10微米，与铸铁基
体有良好的结合性。
④陶瓷合金层硬度的测试结果：
用CSEM型纳米硬度计测量陶瓷合金层及铸铁基体的维氏纳米硬度并
用原子力显微镜记录压痕的形貌（图7、图8）。
0.1
0.05
0.01
0.005
图7陶瓷合金层压痕形貌原子力显微镜像 图8 基体压痕形貌原子力显微镜像
陶瓷合金层的维氏纳米硬度比原基体高1.5倍以上。
陶瓷合金层的理化性能：
陶瓷合金层与金属摩擦表面熔为一体，具有相同的线性热膨胀
系数，是化学键冶金结合，因此在高温和低温状态下不会断裂、不
会脱落、不会剥离；
表面硬度是原基体的1.5—3倍；
摩擦系数可以达到0.005以下；
具有耐高温、耐腐蚀、绝缘等性能；
陶瓷合金层的厚度可达到10微米以上。
“乾恒技术”的鉴定和验证
为了获得“乾恒技术”的国内最有权威性的鉴定和验证，国家经
贸委会同国防科工委、铁道部、交通部、教育部和国家环保局等有关
部门举办了“金属磨损自修复材料”（“乾恒技术”的第一代产品）鉴
定会。鉴定委员由包括四位院士在内的17名专家组成，专家们一致
通过了对该技术的鉴定，认为该技术在摩擦学、材料学、表面工程学
领域是一项具有革命性的重大创新科技成果。
清华大学磨擦学国家重点实验室、国家轴承质量监督检验中心、
国防科工委第一计量测试研究中心、中国石油润滑油研究开发中心、
国家石油产品质量监督检验中心、大连市产品质量监督检验所等权威
实验检测机构，对“乾恒技术”进行有关实验室试验和产品质量检验。
“乾恒技术”的神奇功效
人类社会的发展使科学更具有艺术性。“乾恒技术”的神奇功效
在于对机械设备的磨损“不解体”、动态中原位修复，利用摩擦能量
不断修复磨损，当修复量等于磨损量时，修复与磨损处于平衡状态，
就实现了瞬间动态“零”磨损。从而，大大延长了机械设备的使用
寿命，减少机械故障，长期保持新机性能、保持标准油耗，达到节
能、降耗、“延寿”有目的。
“乾恒技术”具有无与伦比的独特性能，它在金属摩擦表面生成
的陶瓷合金层，超硬、超滑，具有极低的摩擦系数，因而减少摩擦
阻力，提高机械设备的承载能力，降低机械噪音、提高输出功率。
它还可以使有加工缺陷的金属表面恢复至理想尺寸，可对运行当中
的机械设备进行品质再造。制造业利用该技术，能够实现机械加工
业难以达到的“超精加工”、表面“硬化处理”工艺，节约大量的人工、
材料、误工等费用的投入。
“乾恒技术”所创造的可能性彻底改变了人们对设备保养及维修
的理念，使高科技和简便实用有机地结合在一起，让磨损过程自动
转向修复过程。这无疑会引发机械设备养护及维修领域的一场“革
命”，同时也给机械设备制造业不断提升产品品质带来了希望。
“乾恒技术”具有大幅度提高设备运行安全性、可靠性，达到减
振降噪、节能降耗、增效延寿的功效。在某些特定环境状况下，经
“乾恒技术”处理后的机械设备甚至可以承受相当时间的“干摩擦”
（无润滑油条件下负荷运行）。目前，“乾恒技术”已创下空军教练
机在无机油润滑条件下安全运行25分钟的记录和汽油发动机无机
油润滑行驶660公里的佳绩。
“乾恒技术”的另一个贡献是可以降低有害气体排放，是纯“绿
色”、环保、再生、“低碳”的前沿技术。该技术从生产环节、技术
处理全过程及处理后所达到的效果，都是绿色环保的。这是传统表
面工程技术、润滑油添加剂及其它类似产品无法比拟的。
减少尾气排放、降低污染是当今世界永恒的主题。“乾恒技术”
以“博大”、“沉稳”演绎着责任与梦想。经大量试验证明，应用“乾
恒技术”处理过的发动机综合降低尾气排放40%以上，这是对人类，
对我们赖以生存的地球都是一项巨大贡献。我们乘坐公交车时,常
常会闻到一种激鼻的味道,这正是燃油不完全燃烧带来的。汽车尾
气中含有大量的有害物质，长期工作、生活在这种环境中，会对人
产生较大伤害。据有关资料报道，尾气中的主要成分为一氧化碳、
碳氢化合物、氮氧化合物，是燃油蒸发及不完全燃烧的产物。这些
有害气体排放到空气中就会变成二氧化碳，其毒性很强，含有致癌
物质，是形成酸雨及光化学烟雾的主要物质之一。发动机因磨损会
排出大量碳烟，上面附有大量化学物质，吸入人体后会在肺部长期
停留，是导致肺癌、“脑萎缩”（铅中毒）的重要杀手。由此可见，
“乾恒技术”是实施多元化治理、减排、节能战略的重要环节。