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1、综述现代表面技术的应用上海交通大学表面工程研究所(上海200030)顾迅摘要阐述了现代表面技术应用的重要性以及在结构材料、功能材料、新型材料、光电子学、微电子学、微型机电系统、环境工程等领域中的应用概况,展望了表面技术的应用前景。关键词:表面技术结构材料功能材料新型材料光电子学微电子学微型机电系统环境工程ApplicationofModernSurfaceTechnologyGuXun(InstituteofSurfaceEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030)AbstractInthiswo
2、rk,theimportanceofmodernsurfacetechnologyanditsapplicationsinstructurematerials,functionmaterials,advancedmaterials,optoelectronics,microelectronics,microelectromechanicalsystem,environmentalengineeringareexpounded.Theprospectaboutapplicationofsurfacetechnologyislooked.Keywords:surfacetechnology
3、,structurematerials,functionmaterials,advancedmaterials,optoelectronics,microelectronics,microelectromechanicalsystem,environmentalengineering1前言子电器产品由于表面技术有了很大的改进,材料表面成分和结构得到严格的控制,同时又能进行高精度的微细加工,因而近30多年来人们对传统表面技术进行了一系列改进、复不仅做得越来越小,而且生产的重复性、成品率和产品的可靠合和创新,使大量的现代表面技术涌现出来,在各个工业部性、稳定性都获得显著的提高。表面加工技
4、术,尤其是微细加门、农业、生物、医药以及日常生活中有着广泛而重要的应[1]工,已经成为集成电路、半导体、微波、声表面波、光集成、微型用。[2]机电系统等许多先进技术的发展基础。表面技术的应用所包含的内容十分广泛,可以用于耐蚀、(4)许多产品的性能主要取决于材料表面的特性和状耐磨、修复、强化、装饰等,也可以是光、电、磁、声、热、化学、生态,而表面(层)很薄,用材十分少,因此表面技术可以最低的物等方面的应用。表面技术所涉及的基体材料不仅是金属材经济成本来生产优质产品。同时,许多产品要求材料表面和料,也包括无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。表内部具有不同的性能或者提出其他一些棘手的难题,
5、如#材料面技术的种类很多,把这些技术恰当地应用于构件、零部件、硬而不脆∃、#耐磨而易切削∃、#体积小而功能多∃等等,此时表元器件以及各种材料,可以获得巨大的效益。面技术成了必不可少或唯一的途径。表面技术应用的重要性主要在于:本文从一些重要的角度概括和探讨了表面技术的应用,(1)材料的疲劳断裂、磨损、腐蚀、氧化、烧损、辐照损伤同时展望了表面技术的应用前景。等,一般都是从表面开始的,而它们带来的破坏和损失是十分惊人的,例如仅腐蚀一项,全世界每年损失金属达1亿吨以2表面技术在结构材料中的应用上,工业发达国家因腐蚀破坏造成的经济损失约占国民经济结构材料主要用来制造工程建筑中的构件,机械装备中总产
6、值的2%~4%。因此,采用各种表面技术,加强材料表的零部件以及工具、模具等,在性能上以力学性能为主,在许面保护具有十分重要的意义。多场合又要求有良好的耐蚀性和装饰性。表面技术在这方面(2)可以赋予材料表面功能特性,包括光、电、磁、热、声、起着防护、耐磨、强化、修复、装饰等重要作用。吸附、分离等等各种物理和化学性能。材料存在的形式或状21材料防护态与组成粒子(分子、原子、电子等)及其结合的特性有关,在表面防护具有广泛的涵义,这里主要指材料表面防止化一些特殊条件下材料能以某种不寻常的形式或状态出现,并学腐蚀和电化学腐蚀的能力。自然界腐蚀问题是普遍存在由此获得各种优异的性能。表面技术可以在广
7、阔的领域中,的。工程上主要从经济和使用可靠性等角度来考虑这个问通过各种条件的控制,制备得到一系列新材料和新器件,成为题。有时宜用价廉的金属定期更换旧的腐蚀体,但在许多情光学、电学、磁性、量子、热工、声学、光电子、微电子、化学、生况下必须采用一些措施来防止或控制腐蚀,如改进工程构件物等功能材料或器件生产的最重要基础之一。的设计,加入合金元素,尽可能减少或消除材料中的电化学不(3)在许多情况下,构件、零部件、元器件以及产品的
