个人介绍
表面技术

主讲教师:潘长江

教师团队:共6

  • 潘长江
  • 张临财
  • 刘涛
  • 王翎任
  • 张秋阳
  • 夏木建
学校: 淮阴工学院
开课院系: 机械与材料工程学院
专业大类: 材料工程
开课专业: 材料科学与工程
课程英文名称: Surface Techniques
学分: 3
课时: 48
本课程是金属材料工程专业及相关专业本科生的专业限选课。表面工程技术阐述了与材料表面科学技术密切相关的基本概念和基本理论,分类讨论分析了应用广泛的有发展前景的各类现代表面技术的特点、适用范围、典型设备、工艺措施和应用实例,并论述了当今最新的表面分析和检测技术的内容和功能。主要内容包括:表面科学的基本概念和基本理论,电镀和化学镀,表面涂覆技术,表面改性技术,气相沉积技术,表面微细加工技术,表面复合处理技术,表面分析与测试技术等。本课程体现了现代科学技术学科间的交叉和学科整合的需要。通过本课程教学并配合其它教学环节(金工实习、生产实习等)使学生初步了解和掌握表面科学与技术,掌握几种常用的表面涂覆技术和表面改性技术,为将来从事各类表面技术的科学研究,设计、生产和应用作铺垫。
教师团队

潘长江

职称:副教授

单位:淮阴工学院

部门:江苏省介入医疗器械研究重点实验室

职位:副主任

张临财

职称:副教授

单位:淮阴工学院

部门:江苏省介入医疗器械研究重点实验室

刘涛

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:机械与材料工程学院

王翎任

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:机械与材料工程学院

张秋阳

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:机械与材料工程学院

职位:无

夏木建

职称:讲师

单位:淮阴工学院

部门:江苏省介入医疗器械研究重点实验室

职位:无

教学方法

以现代化教学手段为依托,以充分利用多功能教室、多媒体教室、校园网等综合应用的现代化教学手段,实行启发式、项目式、研讨式等多种教学方法灵活应用的教学方法,形成一套能够使抽象的内容形象化、深奥的内容通俗化的课程教学模式

教学条件

一、本课程的实验室及校内外实训、实践基地的建设

本课程目前已经建立了专业的材料制备实验室和材料表面表征实验室,可以进行等离子处理、磁控溅射、表面化学热处理、表面热处理、表面氧化、磁控溅射、化学气相沉积、电镀、化学镀等常规表面实验;拥有红外光谱仪、各种表面显微镜、金相显微镜、扫描电镜和原子力显微镜,表面摩擦磨损仪等表征设备,可以对材料的表面结构、表面形貌、表面摩擦磨损性能、表面腐蚀性能等常规性能进行表征。

淮阴工学院机械学院建有机电工程训练中心以及金工实习中心,目前,已经与淮安钢铁厂、双环齿轮等大型企业建立了合作关系,共建表面技术课程实践基地。

二、图书资料条件建设

    淮阴工学院图书馆馆舍总面积37893平方米,馆藏中外文图书144万册,中外文期刊1800余种,中外文报纸150多种。电子图书近265万册,电子期刊2万余种,中外文数据库38个。其中,关于材料科学与工程以及表面技术相关的专业书籍1000余册,涵盖了大多数的表面技术领域。

三、网络教学资源及硬件环境

      本课程已经基本完成网络教学资源的建设,拥有丰富的网络资源,有各章节的ppt,课程教学大纲,建立了完善是试题库和作业库,可以满足网络教学的需要。

      本课程的课堂教学全部在多媒体教室进行,拥有良好的硬件条件。


教学效果

一、本课程的主要特色

1 教学方法的多样化和教学手段的现代化。

积极采用现代教育方法和手段,在课程教学时理论联系实际,教师在讲授时,运用多媒体课件、网络教学资源等现代化手段,将企业实际采用的表面技术方法,制作教学图片、录像等多媒体课件资料,适时示范,使枯燥乏味的专业课生动具体,提高了课堂教学效果,建立了现代教育方法和手段的新的教学模式 。

2 理论与实践相结合

以学生为本,强化学生的实践, 提高学生分析问题、解决问题的能力。通过生产实习、实验室实验、金工实习和毕业设计等实践教学环节,提高了学生实际操作能力。

3 课程内容新颖。

根据目前国内外在表面工程以及表面技术的最新发展趋势,不断更新调整课堂教学内容,将目前的研究热点和应用实践及时加入到课堂教学中。既注重基础教学,也注重实践和实际应用。

二、本课程在省内外同类课程中的地位

本课程与国内同类课程相比,教学内容丰富,能够理论与实践相结合, 在省内院校中处于领先、国内院校中处于中上水平的地位。我校办学经验较丰富,并具有一支年富力强、结构合理的教师队伍。

三、目前本课程还存在的不足之处

课程教材建设方面还有一定的差距。

未进行双语教学方面的工作,正准备尝试使用部分外语原版教材。

实践性教学环节中的创新能力培养,需进一步加强和完善


参考教材

姚寿山,李戈扬,胡文彬,表面科学与技术,机械工业出版社

钱苗根,姚寿山,张少宗,现代表面技术,机械工业出版社

徐滨士,表面工程与维修,机械工业出版社

赵文珍,金属材料表面新技术,西安交通大学出版社

徐亚伯,表面物理导论

教学内容及基本要求

1 绪论

教学内容:表面技术的意义、目的、途径与应用;表面技术的分类、技术内容及发展。

基本要求:明确本课程研究的对象和内容,熟悉表面科学技术的分类及表面科学技术方法,主要包括表面科学理论,表面涂覆技术表面改性技术,表面分析与测试等。

2 固体表面的物理化学特征

教学内容:固体表面的结构;固体表面的吸附;固体表面原子的扩散。

基本要求:了解腐蚀与磨损,本质上是要了解材料表面发生的物理和化学过程。理解材料表面的物理、化学特性。

3 表面磨擦与磨损

教学内容:磨擦;磨损

基本要求:了解磨擦的定义和分类,磨擦理论;了解磨损的定义和分类,磨损的评定,磨损理论等。

4 电镀与化学镀

教学内容:电镀与电刷镀;化学镀;

基本要求:了解电沉积的基本知识,电沉积过程及电沉积理论;掌握电镀层质量的影响因素;掌握化学镀的基本原理,化学镀镍的性能及其应用。

5 化学转化膜

教学内容:氧化处理;磷化处理;铬酸盐处理。

基本要求:了解钢铁的化学氧化,钢铁的磷化处理;了解溶胶-凝胶膜的制备过程及应用。

6 表面涂覆技术

教学内容:涂料与涂装;表面粘结;堆焊;热喷涂;热浸镀。

基本要求:了解表面工程技术的种类;了解粘结原理;掌握堆焊基本原理及方法;掌握热喷涂的种类及特点、热喷涂原理及应用。

7 表面改性技术

教学内容:金属表面形变强化;表面热处理;表面化学热处理;离子束表面扩渗处理;离子注入表面改性;

基本要求:了解金属表面形变强化原理及形变强化的主要方法;掌握表面热处理的几种方法;掌握表面化学热处理的几种方法;了解其他表面改性技术及方法。

8 气相沉积技术

教学内容:薄膜的特征与分类;蒸发镀膜;溅射镀膜;离子镀膜;化学气相沉积。

基本要求:了解气相沉积技术的种类及其原理;掌握化学气相沉积的基本工艺过程及方法。

9 表面复合处理技术

教学内容:表面复合热处理;表面热处理与其他表面技术的复合处理;复合镀。

基本要求:了解表面复合化学热处理;掌握复合镀的特点及机理;了解化学镀复合材料;复合镀层的种类与性能。

10 表面的分析与测试

教学内容:表面的分析方法及应用;表面检测。

基本要求:了解材料表征方法;了解表面检测方法,表面层厚度测定;掌握涂镀层的结合强度的测定。
教学目标
   本课程主要讲授材料表面的基本概念和一些重要特征,化学、热、等离子体等与材料表面的相互作用机理,当前一些重要的现代表面技术特点及应用,材料表面的现代分析方法,以及材料表面研究进展等。本课程的主要教学目标是培养学生掌握重要的表面技术方法、特点及应用,能够利用基础理论对所面对的表面技术进行原理性分析。
教学大纲

 1 本课程的性质及适用的专业

    本课程涉及多学科领域,专业知识面宽广,内容丰富,本课程既是金属材料工程专业及相关专业本科生的选修课,又可作为从事各类表面技术的学科研究、设计、生产和应用的各类科研人员和工程技术人员的学习参考书。

   2 本课程的教学目标

本课程主要讲授材料表面的基本概念和一些重要特征,化学、热、等离子体等与材料表面的相互作用机理,当前一些重要的现代表面技术特点及应用,材料表面的现代分析方法,以及材料表面研究进展等。本课程的主要教学目标是培养学生掌握重要的表面技术方法、特点及应用,能够利用基础理论对所面对的表面技术进行原理性分析。

  3 对先修课程的要求

《材料科学基础》、《材料工程导论》、《物理化学》、《材料力学性能》等

  4 本课程教学内容基本要求

4.1 绪论

教学内容:表面技术的意义、目的、途径与应用;表面技术的分类、技术内容及发展。

基本要求:明确本课程研究的对象和内容,熟悉表面科学技术的分类及表面科学技术方法,主要包括表面科学理论,表面涂覆技术表面改性技术,表面分析与测试等。

4.2 固体表面的物理化学特征

教学内容:固体表面的结构;固体表面的吸附;固体表面原子的扩散。

基本要求:了解腐蚀与磨损,本质上是要了解材料表面发生的物理和化学过程。理解材料表面的物理、化学特性。

4.3 表面磨擦与磨损

教学内容:磨擦;磨损

基本要求:了解磨擦的定义和分类,磨擦理论;了解磨损的定义和分类,磨损的评定,磨损理论等。

4.4 电镀与化学镀

教学内容:电镀与电刷镀;化学镀;

基本要求:了解电沉积的基本知识,电沉积过程及电沉积理论;掌握电镀层质量的影响因素;掌握化学镀的基本原理,化学镀镍的性能及其应用。

4.5 化学转化膜

教学内容:氧化处理;磷化处理;铬酸盐处理。

基本要求:了解钢铁的化学氧化,钢铁的磷化处理;了解溶胶-凝胶膜的制备过程及应用。

4.6 表面涂覆技术

教学内容:涂料与涂装;表面粘结;堆焊;热喷涂;热浸镀。

基本要求:了解表面工程技术的种类;了解粘结原理;掌握堆焊基本原理及方法;掌握热喷涂的种类及特点、热喷涂原理及应用。

4.7 表面改性技术

教学内容:金属表面形变强化;表面热处理;表面化学热处理;离子束表面扩渗处理;离子注入表面改性;

基本要求:了解金属表面形变强化原理及形变强化的主要方法;掌握表面热处理的几种方法;掌握表面化学热处理的几种方法;了解其他表面改性技术及方法。

4.8 气相沉积技术

教学内容:薄膜的特征与分类;蒸发镀膜;溅射镀膜;离子镀膜;化学气相沉积。

基本要求:了解气相沉积技术的种类及其原理;掌握化学气相沉积的基本工艺过程及方法。

4.9 表面复合处理技术

教学内容:表面复合热处理;表面热处理与其他表面技术的复合处理;复合镀。

基本要求:了解表面复合化学热处理;掌握复合镀的特点及机理;了解化学镀复合材料;复合镀层的种类与性能。

4.10 表面的分析与测试

教学内容:表面的分析方法及应用;表面检测。

基本要求:了解材料表征方法;了解表面检测方法,表面层厚度测定;掌握涂镀层的结合强度的测定。

5 本课程实践教学环节要求

教学内容:热喷涂实验             4学时

化学镀实验及表面检测   4学时

基本要求:掌握化学镀及热喷涂表面改性技术,并观察表面形貌。

 

6 本课程学时分配建议

                                                                                                                                                     
 

序号

 
 

       教学内容

 
 

理论教学

 

  

 
 

作业课

 

 

 
 

习题课

 

 

 
 

实验课

 

 

 
 

1

 
 

绪论

 
 

2

 



 

2

 
 

表面固体的物理化学特征

 
 

4

 



 

3

 
 

表面磨擦与磨损

 
 

4

 



 

4

 
 

电镀与化学镀

 
 

4

 


 

4

 
 

5

 
 

化学转化膜

 
 

2

 



 

6

 
 

表面涂覆技术

 
 

6

 


 

4

 
 

  7

 
 

表面改性技术

 
 

8

 



 

8

 
 

气相沉积技术

 
 

4

 



 

9

 
 

表面复合处理技术

 
 

4

 



 

10

 
 

表面分析与测试

 
 

2

 



 

小计

 

 

40

 


 

8

 

 

总计

 

 

7 其他说明

7.1教学过程

本课程安排在一学期讲授;课程教学要突出应用性、着重培养学生灵活应用基础原理和基本知识,分析、解决工程实际问题的能力。

7.2本课程的教学方法应力求多样化,课堂教学、实验课相结合,计算机辅助教学(CAI课件)、幻灯、录像等多种形式以辅助。

7.3选用教材及参考书

姚寿山《表面科学与技术》,机械工业出版社,2005年第1版(普通高等教育材料科学与工程专业规划教材)

董允《现代表面工程技术》,机械工业出版社,2000年第1

7.4 考核方式:考试

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 表面技术的意义、目的、途径与应用
文档
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2017-03-13 1.58MB
1.2 表面技术的分类、技术内容及发展
文档
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2017-03-06 70.23KB
2.1 固体表面的结构
文档
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2017-03-14 3.94MB
2.2 固体表面的吸附及吸附热力学
文档
.pptx
2017-03-02 312.03KB
2.3 固体表面的吸附力及吸附理论
文档
.pptx
2017-03-02 99.22KB
2.4 固体表面的化学反应及固体表面原子的扩散
文档
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2017-03-03 2.35MB
 
作业
.work
2017-03-03 --
3.1 摩擦及磨损的定义与分类、磨损的评定
文档
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2017-03-02 560.15KB
3.2 磨损形式及磨损理论
文档
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2017-03-02 1.36MB
4.1 电沉积基本知识、过程及理论
文档
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2017-03-02 1.05MB
4.2 电刷镀、电镀层质量的影响因素
文档
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2017-03-13 314.88KB
4.3 合金电镀和复合镀
文档
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2017-03-02 88.74KB
4.4 化学镀
文档
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2017-03-02 66.41KB
5.1 氧化处理、磷化处理
文档
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2017-03-02 901.39KB
5.2 铬酸盐处理、溶胶-凝胶成膜
文档
.pptx
2017-03-03 131.23KB
 
作业
.work
2017-03-03 --
6.1 涂料与涂装
文档
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2017-03-03 160.64KB
6.2 表面粘接
文档
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2017-03-03 72.54KB
6.3 堆焊
文档
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2017-03-03 238.98KB
6.4 热喷涂
文档
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2017-03-03 1.10MB
6.5 电火花表面涂覆
文档
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2017-03-03 495.84KB
6.6 热浸镀
文档
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2017-03-03 1.44MB
7.1 金属表面形变强化
文档
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2017-03-03 2.25MB
7.2 表面热处理
文档
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2017-03-03 1.45MB
7.3 金属表面化学热处理
文档
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2017-03-03 730.81KB
7.4 离子束表面扩渗处理
文档
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2017-03-03 180.32KB
7.5 高能束表面处理
文档
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7.6 离子注入表面改性
文档
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2017-03-03 1.94MB
 
作业
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2017-03-03 --
8.1 薄膜的特征及分类、蒸发镀膜
文档
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2017-03-03 515.39KB
8.2 溅射镀膜
文档
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2017-03-03 473.52KB
8.3 离子镀膜
文档
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2017-03-03 195.04KB
8.4 化学气相沉积
文档
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9.1 光刻加工
文档
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2017-03-03 140.80KB
9.2 其他微细加工方法
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2017-03-03 5.10MB
10.1 表面复合热处理
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10.2 表面热处理与其他表面技术的复合处理
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10.3 复合镀
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10.4 复合镀及高分子表面金属化技术
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11.1 表面的分析方法及应用
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11.1.1 表面检测
文档
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2017-03-03 4.62MB
 
作业
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