第第頁(yè)《表面工程學(xué)》課程教學(xué)大綱課程代碼：050241002課程英文名稱：Surfaceengineering課程總學(xué)時(shí)：56講課：56實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0適用專業(yè)：金屬材料工程一、大綱使用說(shuō)明（一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo)1．課程地位：表面工程學(xué)是必修、專業(yè)學(xué)位課。2．教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解現(xiàn)代表面技術(shù)基本知識(shí)。掌握有關(guān)材料表面的基本概念和某些重要理論，對(duì)現(xiàn)代表面技術(shù)的形成、分類、涵義和內(nèi)容有一定深度的了解。通過一些典型的表面技術(shù)來(lái)了解其主要設(shè)備、技術(shù)路線、工藝實(shí)施、分析檢驗(yàn)和具體應(yīng)用等，從而使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代表面技術(shù)的形成、現(xiàn)狀和發(fā)展有基本的了解。目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究或創(chuàng)造發(fā)明的濃厚興趣，全面提升學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力，為學(xué)習(xí)其它有關(guān)專業(yè)課程和將來(lái)從事生產(chǎn)技術(shù)工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。（二）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求1.知識(shí)方面的基本要求：掌握表面工程學(xué)的定義和內(nèi)涵、表面工程技術(shù)的特點(diǎn)與意義、表面工程技術(shù)的分類。掌握典型固體表面與界面和表面晶體結(jié)構(gòu)、表面擴(kuò)散、表面能及表面張力、固體表面的吸附、固體表面的潤(rùn)濕性。掌握金屬腐蝕原理和防護(hù)技術(shù)，材料磨損原理及其耐磨性。掌握表面工程技術(shù)的預(yù)處理工藝。掌握表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)；掌握感應(yīng)加熱淬火技術(shù)、火焰加熱表面淬火技術(shù)、激光淬火、電子束淬火技術(shù)、電阻加熱表面淬火技術(shù)、表面形變強(qiáng)化技術(shù)的原理；了解幾種典型表面淬火工藝的特點(diǎn)。掌握熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理；掌握熱擴(kuò)滲工藝的分類、等離子體熱擴(kuò)滲。掌握電鍍、化學(xué)鍍的基本原理與工藝；掌握常用單金屬電鍍、合金電鍍、復(fù)合鍍技術(shù)。掌握磷化、鉻酸鹽鈍化膜；掌握轉(zhuǎn)化膜的基本特性及用途、化學(xué)氧化、草酸鹽鈍化、電化學(xué)氧化、著色技術(shù)。掌握涂料的基本組成及其作用、涂料成膜機(jī)理、涂裝材料；掌握涂裝工藝與設(shè)備。掌握物理氣相沉積方法中蒸發(fā)鍍、濺射鍍和離子鍍的原理及特點(diǎn)；掌握各類化學(xué)氣相沉積方法的原理及特點(diǎn)；了解分子束外延制膜方法。掌握常用工業(yè)激光器及激光加工系統(tǒng)、激光表面改性技術(shù)；了解離子束表面改性技術(shù)、電子束表面改性技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用。了解常用微細(xì)加工技術(shù)、納米工藝、生物芯片技術(shù)。

了解溶膠一凝膠工藝、搪瓷涂覆技術(shù)、粘涂技術(shù)。2.能力方面的基本要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究或創(chuàng)造發(fā)明的濃厚興趣，全面提升學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。能夠根據(jù)工程需要，快速、有效、經(jīng)濟(jì)地選擇相應(yīng)的表面工程技術(shù)或幾種技術(shù)的組合，選擇所用材料和制定最佳工藝來(lái)解決工程問題，并具有研究與開發(fā)表面工程新技術(shù)的能力。3.技能方面的基本要求掌握各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理及操作規(guī)程，同時(shí)在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，能夠初步對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造和更新，不斷完善工藝規(guī)程。（三）實(shí)施說(shuō)明根據(jù)素質(zhì)教育的要求，在大綱實(shí)施中除了教授學(xué)生掌握書本理論知識(shí)外，還要注意教授學(xué)生學(xué)會(huì)分析、解決問題的方法。處理好重點(diǎn)與難點(diǎn)，將各種生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用納入教學(xué)過程，使學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。在教學(xué)方法上，要注意現(xiàn)代教學(xué)手段與理念的應(yīng)用，教與學(xué)的互動(dòng)，做到講授、討論、有機(jī)結(jié)合。通過討論和作業(yè)，重點(diǎn)鞏固學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，利用討論和作業(yè)教學(xué)強(qiáng)化學(xué)生的觀察分析能力，通過以講授教材為主，輔之作業(yè)、討論、答疑來(lái)達(dá)到教學(xué)大綱要求。（四）對(duì)先修課的要求學(xué)習(xí)本課程前學(xué)生應(yīng)先修完《物理化學(xué)》、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料性能學(xué)》、《熱處理原理與工藝》等課程，可為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。（五）對(duì)習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求適量、適當(dāng)?shù)牧?xí)題可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握程度，使授課教師及時(shí)了解教學(xué)效果，對(duì)教師組織下一步的教學(xué)工作，改進(jìn)教學(xué)方法具有直接幫助作用。同時(shí)，還可督促學(xué)生熟悉掌握所學(xué)內(nèi)容。（六）課程考核方式1.考核方式：考試2.考核目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及開拓創(chuàng)新的能力，為學(xué)習(xí)其它有關(guān)專業(yè)課程和將來(lái)從事生產(chǎn)技術(shù)工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。3.成績(jī)構(gòu)成：本課程的總成績(jī)主要由兩分組成：平時(shí)成績(jī)（包括作業(yè)情況、出勤情況等）占30%，期末考試成績(jī)占70%。平時(shí)成績(jī)由任課教師視具體情況按百分制給出；平時(shí)成績(jī)不及格者取消考試資格。（七）主要參考數(shù)目：《表面工程學(xué)》曾曉雁編，機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期2009.6二、中文摘要：表面工程學(xué)包括表面工程技術(shù)的物理、化學(xué)基礎(chǔ)、表面預(yù)處理工藝、表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)、熱擴(kuò)滲、熱噴涂、噴焊與堆焊技術(shù)、電鍍和化學(xué)鍍、轉(zhuǎn)化膜與著色技術(shù)、

涂裝技術(shù)、氣相沉積技術(shù)、高能束表面改性技術(shù)、表面微細(xì)加工技求等基本知識(shí)。使學(xué)生初步掌握各種表面工程技術(shù)的基本特點(diǎn)，能夠根據(jù)工程需要，快速、有效、經(jīng)濟(jì)地選擇相應(yīng)的表面工程技術(shù)或幾種技術(shù)的組合，選擇所用材料和制定最佳工藝來(lái)解決工程問題，并具有研究與開發(fā)表面工程新技術(shù)的能力。三、課程學(xué)時(shí)總體分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1緒論221.1表面工程學(xué)的定義和內(nèi)涵21.2表面工程技術(shù)的特點(diǎn)與意義1.3表面工程技術(shù)的分類2表面工程技術(shù)的物理、化學(xué)基礎(chǔ)552.1典型固體表面與界面和表面晶體結(jié)構(gòu)22.2材料磨損原理及其耐磨性22.3金屬腐蝕原理和防護(hù)技術(shù)13表面工程技術(shù)的預(yù)處理工藝與作業(yè)環(huán)境223.1表面預(yù)處理工藝23.2表面工程技術(shù)的作業(yè)環(huán)境4表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)664.1表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)14.2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)14.3火焰加熱表面淬火技術(shù)24.4激光淬火與電子束淬火技術(shù)4.5電阻加熱表面淬火技術(shù)24.6表面形變強(qiáng)化技術(shù)的原理5熱擴(kuò)滲445.1熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理15.2熱擴(kuò)滲工藝的分類25.3等離子體熱擴(kuò)滲16熱噴涂、噴焊與堆焊技術(shù)446.1熱噴涂的原理、分類和特點(diǎn)26.2熱噴焊工藝與特點(diǎn)16.3堆焊工藝及特點(diǎn)17電鍍和化學(xué)鍍447.1電鍍的基本原理與工藝17.2單金屬電鍍、合金電鍍17.3化學(xué)鍍的基本原理與工藝17.4復(fù)合鍍技術(shù)18轉(zhuǎn)化膜與著色技術(shù)668.1轉(zhuǎn)化膜的基本特性及用途18.2磷化、鉻酸鹽鈍化膜28.3著色技術(shù)18.4化學(xué)氧化、草酸鹽鈍化、電化學(xué)氧化29涂裝技術(shù)449.1涂料的基本組成及其作用29.2涂料成膜機(jī)理9.3涂裝材料29.4涂裝工藝與設(shè)備10氣相沉積技術(shù)101010.1物理氣相沉積510.2化學(xué)氣相沉積310.3分子束外延制膜方法211高能束表面改性技術(shù)6611.1常用工業(yè)激光器及激光加工系統(tǒng)111.2激光表面改性技術(shù)211.3離子束表面改性技術(shù)211.4

電子束表面改性技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用112表面微細(xì)加工技求2212.1常用微細(xì)加工技術(shù)212.2納米工藝12.3生物芯片技術(shù)13其它表面工程技術(shù)1113.1溶膠一凝膠工藝113.2搪瓷涂覆技術(shù)13.3粘涂技術(shù)合計(jì)5656四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分緒論總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：

1.1表面工程學(xué)的定義和內(nèi)涵

1.2表面工程技術(shù)的特點(diǎn)與意義

1.3表面工程技術(shù)的分類第2部分表面工程技術(shù)的物理、化學(xué)基礎(chǔ)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):5講課:5實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：

2.1典型固體表面與界面和表面晶體結(jié)構(gòu)（講課:2）

2.2材料磨損原理及其耐磨性（講課:2）

2.3金屬腐蝕原理和防護(hù)技術(shù)（講課:1）重點(diǎn)：典型固體界面磨損失效類型難點(diǎn)：

1.固相宏觀成分差異形成的界面

2.磨損失效類型習(xí)題內(nèi)容：

典型固體界面、磨損和腐蝕方面的論述題第3部分表面工程技術(shù)的預(yù)處理工藝與作業(yè)環(huán)境總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:

3.1表面預(yù)處理工藝

3.2表面工程技術(shù)的作業(yè)環(huán)境重點(diǎn)：1.表面預(yù)處理工藝

2.表面工程技術(shù)的作業(yè)環(huán)境難點(diǎn)：

表面預(yù)處理工藝習(xí)題內(nèi)容：

表面預(yù)處理工藝論述題。第4部分表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):6講課:6實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:4.1表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)（講課:1）

4.2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)（講課:1）

4.3火焰加熱表面淬火技術(shù)（講課:2）4.4激光淬火與電子束淬火技術(shù)4.5電阻加熱表面淬火技術(shù)（講課:2）4.6表面形變強(qiáng)化技術(shù)的原理重點(diǎn)：1．感應(yīng)加熱淬火技術(shù)2．表面形變強(qiáng)化技術(shù)的原理難點(diǎn)：感應(yīng)加熱淬火技術(shù)習(xí)題內(nèi)容：

幾種典型表面淬火工藝特點(diǎn)的比較第5部分熱擴(kuò)滲總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：

5.1熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理（講課:1）5.2熱擴(kuò)滲工藝的分類（講課:2）5.3等離子體熱擴(kuò)滲（講課:1）重點(diǎn)：1．熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理2．等離子體熱擴(kuò)滲難點(diǎn)：1．熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理2．等離子體熱擴(kuò)滲習(xí)題內(nèi)容：

幾種熱擴(kuò)滲工藝特點(diǎn)的比較第6部分熱噴涂、噴焊與堆焊技術(shù)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:

6.1.熱噴涂的原理、分類和特點(diǎn)（講課:2）

6.2熱噴焊工藝與特點(diǎn)（講課:1）

6.3堆焊工藝及特點(diǎn)（講課:1）

重點(diǎn)：

1.熱噴涂的原理、分類和特點(diǎn)

2.熱噴焊工藝與特點(diǎn)難點(diǎn)：

熱噴涂的原理、分類和特點(diǎn)習(xí)題內(nèi)容：熱噴涂、噴焊與堆焊技術(shù)的比較第7部分電鍍和化學(xué)鍍總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:7.1電鍍的基本原理與工藝（講課:1）

7.2單金屬電鍍、合金電鍍（講課:1）

7.3化學(xué)鍍的基本原理與工藝（講課:1）7.4復(fù)合鍍技術(shù)（講課:1）重點(diǎn)：

1．電鍍的基本原理與工藝2.化學(xué)鍍的基本原理與工藝難點(diǎn)：

1．電鍍的基本原理與工藝2.化學(xué)鍍的基本原理與工藝習(xí)題內(nèi)容：

電鍍和化學(xué)鍍工藝特點(diǎn)的比較第8部分轉(zhuǎn)化膜與著色技術(shù)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):6講課:6實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:8.1轉(zhuǎn)化膜的基本特性及用途（講課:1）

8.2磷化、鉻酸鹽鈍化膜（講課:2）

8.3著色技術(shù)（講課:1）8.4化學(xué)氧化、草酸鹽鈍化、電化學(xué)氧化（講課:2）重點(diǎn)：1．轉(zhuǎn)化膜的基本特性2．著色技術(shù)難點(diǎn)：1．轉(zhuǎn)化膜的基本特性2．著色技術(shù)習(xí)題內(nèi)容：

轉(zhuǎn)化膜和著色技術(shù)工藝的比較第9部分涂裝技術(shù)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:

9.1涂料的基本組成及其作用（講課:2）9.2涂料成膜機(jī)理9.3涂裝材料（講課:2）9.4涂裝工藝與設(shè)備重點(diǎn)：

涂料成膜機(jī)理難點(diǎn)：涂料成膜機(jī)理習(xí)題內(nèi)容：涂料成膜機(jī)理及涂裝材料的習(xí)題第10部分氣相沉積技術(shù)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):10講課:10實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:

10.1物理氣相沉積（講課:5）10.2化學(xué)氣相沉積（講課:3）10.3分子束外延制膜方法（講課:2）重點(diǎn)：

1．物理氣相沉積2．化學(xué)氣相沉積難點(diǎn)：

物理氣相沉積習(xí)題內(nèi)容：物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積的比較第11部分高能束表面改性技術(shù)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):6講課:6實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容:

11.1常用工業(yè)激光器及激光加工系統(tǒng)（講課:1）11.2激光表面改性技術(shù)（講課:2）11.3離子束表面改性技術(shù)（講課:2）11.4電子束表面改性技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用（講課:1）重點(diǎn)：1．激光表面改性技術(shù)2．離