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期刊信息/Journal information
中国表面工程
中国表面工程

刘世参　

双月刊

1007-9289

cse1988@263.net

010-66719584

100072

北京市丰台区杜家坎21号

中国表面工程/Journal China Surface EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>1988年创刊的《表面工程》杂志，1997年由国家科委批准正式更名为《中国表面工程》并在国内外公开发行。《中国表面工程》杂志是中国科协主管、中国机械工程学会主办的科技期刊，其编委会由58位国内外知名专家组成。它主要内容有：热喷涂、电镀、电刷镀、化学镀、离子渗镀和浸没、高能束表面改性、喷丸强化、表面工程技术设计以及纳米表面工程等方面的理论研究、工艺试验、工程应用及前瞻综述等。主要技术和工艺：热处理、热喷涂、电镀、电刷镀、离子渗扩（PVD、CVD）、高能束（激光束、电子束）熔覆、喷丸强化等。《中国表面工程》已经是中国期刊方阵“双效”期刊、中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国核心学术期刊（RCCSE）、中国期刊全文数据库收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊；同时被五大国际重要数据库收录，如美国《化学文摘》(CA)、美国《剑桥科学文摘》(CSA(Technology))、美国《剑桥科学文摘》CSA(Natural Science)）、俄罗斯《文摘杂志》（AJ）、美国《乌利希期刊指南》（UPD）；且于2008年荣获第三届中国科协优秀科技期刊奖。
正式出版
收录年代

    智能表面工程

    葛世荣
    1-17页
    查看更多>>摘要：表面工程自其诞生以来,经历了从传统表面工程向复合表面工程、纳米表面工程及表面工程自动化的发展,正在信息技术、生物技术、纳米科技等前沿领域中萌生.随着智能时代的来临,智能表面工程应运而生.智能表面工程是对摩擦表面赋予智能调控性能,使之具有自感知、自适应、自愈合能力,从而实现摩擦学行为的智能控制.介绍皮肤自感知、关节自感知、消化道自适应和表皮自愈合等人体表面智能性,触屏自感知表面、损伤自感知表面、摩擦自感知表面和触压自感知表面等自感知表面创新,自适应表面变色、自适应调光涂层、自适应疏水涂层、自清洁除尘表面、自适应隐身表面、自硬化耐磨表面和自减摩超滑表面等自适应表面创新,植物自愈合、自愈合聚合物膜、自愈合导电皮肤、自愈合离子皮肤、自修复防腐涂层、自愈合蛋白质体、自愈合关节软骨和自愈合磨损划痕等自愈合表面创新.以往的表面工程是对材料表面强化以提高其物理、化学、力学性能的技术和方法,而智能表面工程则是赋予材料表面自润滑、自抗磨、自耐蚀、自修复等功能的智能表面技术和方法.未来的智能装备离不开摩擦智能,摩擦智能必须有智能表面.智能表面制造须要深入研究仿生科学与表面工程技术交叉融合,因此在摩擦学、仿生学、低碳学等领域尚有许多需要探索的关键理论和技术问题,一旦取得突破,将促进智能表面工程领域的显著进步.可以预见,摩擦智能表面工程将支撑智能装备制造技术的发展,创造出更快、更强、更稳的机械系统;仿生智能表面工程将使机器人更智能地实现对自身运动的感觉、对空间的感知和对外部刺激的反应;低碳智能表面工程将降低摩擦系统能耗、减少建筑领域碳排放,从而使摩擦学及表面工程研究与人类命运共同体紧密结合在一起.

    智能表面工程自感知自适应自愈合智能控制

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    地面重型燃气轮机及其热障涂层的研究进展与发展趋势

    邹兰欣常辉高明浩崔凤静...
    18-40页
    查看更多>>摘要：国际公认的重型燃气轮机制造尖端技术之一——热障涂层技术,高温下通常面临CMAS(CaO-MgO-Al2O3-SiO2)腐蚀、氧化、相变与烧结等问题,其抗CMAS腐蚀性等关键性能极大地影响涂层寿命,提高热障涂层的性能刻不容缓.对重型燃气轮机用热障涂层的研究进展与发展趋势进行全面总结与分析.首先介绍国内外重型燃气轮机的现状及发展趋势、热障涂层的系统结构、材料和几种典型的制备工艺,然后针对高温下燃气轮机热障涂层遇到的一些问题,对其隔热性、抗氧化性及抗热震性等关键性能的研究进展进行综述,最后分类详述热障涂层的CMAS腐蚀机理及其防护研究进展.综述热障涂层的几种关键性能,提出热障涂层的性能与其材料、结构及制备工艺密切相关,据此总结归纳提高热障涂层性能的方法,为热障涂层性能的提高提供参考依据,以弥补燃气轮机热障涂层领域目前缺乏这类综述文章的不足.

    燃气轮机热障涂层研究进展CMAS腐蚀

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    激光冲击强化技术在核电领域的研究进展

    蔡振兵周龙龙俞延庆方修洋...
    41-58页
    查看更多>>摘要：激光冲击强化技术属于改善金属性能的重要表面形变强化技术,因其独特的技术优势在航天及船舶领域获得广泛应用.随着科技的发展研发出多种激光冲击强化技术,并逐渐开始在核电装备领域获得应用,然而针对该技术在核电领域的研究进展缺乏系统的综述.先通过介绍不同表面形变强化技术,叙述激光冲击强化技术的发展,阐述激光冲击强化机制,最后综述激光冲击强化技术在核电领域的应用研究进展.总结发现,激光冲击强化技术可有效改善核电领域材料力学、摩擦磨损及腐蚀性能,但传统和添加辅助手段激光冲击强化技术受约束层和吸收层影响较大,无涂激光冲击强化技术对金属易产生热效应,飞秒激光冲击强化影响层浅且强化效果差,不同工艺技术在核电领域提升摩擦磨损性能研究较少.对不同工艺激光冲击强化机理及在核电领域材料不同性能的提升进行深入研究,为进一步提升激光冲击强化技术在核电领域材料的应用提供理论基础,可为核电领域关键装备进行强化、提升核电装备运行寿命提供参考.

    激光强化核电装备摩擦磨损腐蚀极端环境先进制造

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    材料去除过程中Rehbinder效应的研究进展

    邱天言兰王福增谢鸿...
    59-74页
    查看更多>>摘要：精密机械加工过程中,利用Rehbinder效应对工件表面特性的影响,可以更好地控制零件表面质量.不同工程材料的Rehbinder效应的微观表现形式有所差异,但宏观结果都是降低工件表面硬度,使材料去除过程更容易进行.回顾了 Rehbinder效应概念的提出和发展过程并对其内涵和应用范围进行了阐述,为加工过程中的材料去除方法提供思路,对材料表面完整性的形成具有指导意义.列举了近年来科研人员对Rehbinder效应的相关研究成果,分析对比其在硬脆材料和塑性材料加工过程中的表现形式和微观作用机理,总结Rehbinder效应的影响因素,如极性分子的吸附活性、工件材料的晶粒尺寸等.揭示了 Rehbinder效应中极性分子的吸附作用,以及吸附作用后的扩散、位错和间隙三种促进机制,并综述离散元法、有限元法和分子动力学等数值仿真方法对宏观尺度和微观尺度Rehbinder效应机理的研究.Rehbinder效应可以看作是一种对加工表面的改性机制,研究Rehbinder效应作用下的表面活性剂与被加工表面的匹配机制是提高材料表面完整性的关键,对推动精密制造工艺的发展有重要意义.

    材料去除Rehbinder效应机械加工数值仿真

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    CMAS、CMAS+NaVO3、CMAS+海盐作用下热障涂层的腐蚀行为与机理

    郭磊张馨木杨硕
    75-86页
    查看更多>>摘要：环境沉积物(CaO-MgO-Al2O3-SiO2,CMAS)的高温腐蚀已成为航空发动机涡轮叶片热障涂层过早失效的重要原因之一.然而涡轮叶片工作环境复杂,熔盐、海盐常与CMAS耦合,一起对热障涂层造成多元复杂腐蚀,但目前关于CMAS与盐类的多元耦合腐蚀行为鲜有报道.针对Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)热障涂层在CMAS、CMAS+NaVO3、CMAS+海盐作用下的腐蚀行为进行对比研究.通过XRD、SEM等方法对不同条件下腐蚀后的涂层进行表征,并分析热处理温度、腐蚀物种类对腐蚀行为的影响.结果表明:与CMAS相比,CMAS+NaVO3、CMAS+海盐会在更低的温度下损伤涂层(1 200 ℃).当三种腐蚀物均能完全熔化时(1 250 ℃),CMAS+NaVO3、CMAS+海盐熔体则由于更大的流动性而大量渗入,腐蚀内部涂层.其中,CMAS+海盐熔体在涂层内的渗透性最强,1 250 ℃热处理4h后,渗透深度超过400 μm.盐类的共存会改变CMAS的性质,增强熔体的渗透能力,增加涂层内部甚至底部失效的倾向.研究结果有助于理解盐类与CMAS耦合时混合熔体对热障涂层的破坏机理及潜在威胁.

    热障涂层CMAS+海盐CMAS+NaVO3耦合腐蚀腐蚀机理

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    多元氯化物熔盐中表面改性Inconel 625的腐蚀行为

    陈思雨张弦李腾刘静...
    87-99页
    查看更多>>摘要：氯化物熔盐作为传热蓄热介质,对太阳能热发电储能系统中金属部件产生严重腐蚀,而针对镍基合金在氯化物熔盐中的高温腐蚀行为研究较少.以镍基合金Inconel 625和经过表面改性后的Inconel 625(STIn625)为研究对象,利用组织表征、微拉伸试验及高温熔盐浸泡试验,研究不同样品的力学性能变化以及在二元和三元氯化物熔盐中的腐蚀行为.结果表明:ST In625合金强度明显提升,拉伸塑性有所下降.腐蚀初期,两种样品在氯化物熔盐中形成的氧化膜以Cr2O3和NiCr2O4为主,STIn625表面产生的腐蚀坑较少;腐蚀后期,在两种样品表面均检测到NiO,二元氯化物熔盐中两种样品表面未生成明显氧化层,出现明显腐蚀坑,而三元氯化物熔盐表面会生成新的Cr2O3和NiCr2O4絮状氧化层,无腐蚀坑出现.因此,在氯化物熔盐中STIn625的腐蚀失重较小,耐蚀性明显提高,且两种样品在二元氯化物熔盐中的腐蚀速率较低、但存在明显晶间腐蚀;在三元氯化物熔盐中腐蚀速率更高,而晶间腐蚀较为轻微.通过表面改性提高了镍基合金在氯化物熔盐环境中的耐蚀性,可为太阳能热发电储热材料的金属部件选择提供全新的思路.

    镍基合金氯化物熔盐表面改性微拉伸高温腐蚀

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    镁合金表面微弧氧化/自组装/镍复合涂层的腐蚀过程和机理

    王东刘金玉孙世博吴方...
    100-109页
    查看更多>>摘要：镁合金具有很强的活性,在水溶液或潮湿的大气中容易被腐蚀.为了提高镁合金的耐腐蚀性能,首先利用微弧氧化工艺进行微弧氧化,通过乙酸乙酯(C4H8O2)进行自组装,最后化学镀镍,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化(MAO)/自组装(SAM)/镍(Ni)复合涂层.通过形貌结构、电化学测试和腐蚀产物分析研究复合涂层在3.5wt.％NaCl环境中的腐蚀行为,并建立复合涂层的腐蚀过程模型.结果表明:Cl-的存在加速了腐蚀的发生.复合涂层的腐蚀电流密度与镁合金相比下降3个数量级,复合涂层显著提高了镁合金的耐蚀性.复合涂层在盐雾环境中0～96h时,Ni层表面结构仍然致密.当复合涂层暴露在腐蚀环境中120h后,Ni层开始被破坏,腐蚀离子进行渗透,形成通道.之后,基体上的SAM层和MAO层的保护时间缩短.在144 h时,腐蚀离子直接穿透了复合涂层,使基体涂层保护失效.研究成果可为该类涂层的开发、制备和应用提供试验依据和理论基础.

    镁合金微弧氧化复合涂层耐蚀性能腐蚀过程

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    1,5-萘二酚改性环氧树脂及其氮化硼复合材料的制备与导热性能

    吴连锋朱洪宇申小松朱艳吉...
    110-117页
    查看更多>>摘要：环氧树脂是导热复合材料领域必不可少的,但是由于其本征导热系数较低限制了应用,因此提高环氧树脂本征导热系数对于高性能导热复合材料的开发具有重要意义.环氧树脂本征热导率的提高通常可采用引入刚性基团的方式实现,而实际操作中往往受限于含刚性基团分子与环氧树脂分子之间存在极性差异、相容性不一致等问题,导致环氧树脂及其复合材料结构设计与合成具有复杂性,限制了其实际应用.采用含较强刚性萘环的1,5-萘二酚(Naphthalenediol)改性环氧树脂(EP)制备萘改性环氧树脂(NEP),改善环氧树脂分子链的"有序性",减少导热过程中声子的散射,提高材料的导热性.研究结果表明,NEP的导热系数为0.32W/(m·K),是EP导热系数0.19W/(m·K)的1.68倍.氮化硼(BN)填料的加入使NEP/BN复合材料的热导率提升至1.25 W/(m·K),为EP/BN复合材料热导率1.01 W/(m·K)的1.24倍,EP的6.58倍.NEP及NEP/BN复合材料导热性能的提升,归因于萘环的刚性引起分子链的排列更加有序,以及改性过程中形成氢键的协同作用.向环氧树脂中引入萘环结构,采用简单的试验操作,明显提高了环氧树脂的本征热导率,可以为具有良好导热性能的树脂材料的开发提供思路.

    环氧树脂1,5-萘二酚导热改性热导率

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    具有增强光催化和抗菌活性的TiO2@Ag-GO复合材料

    戴胜刘鲁英王致钘杨苹...
    118-125页
    查看更多>>摘要：光催化降解环境中的污染物被认为一种理想的清洁方法,其中二氧化钛(TiO2)是目前最有前途的光催化材料之一.但由于能带宽、光生电子与空穴快速复合等特点,限制了其利用效率和范围,开发一种高效的TiO2基光催化复合材料具有重要意义.通过简单的溶胶-凝胶法和一步Marangoni法,将TiO2和Ag纳米颗粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效结合,制备出显著增强光催化活性和抗菌能力的复合材料TiO2@Ag-GO.氧化石墨烯(GO)具有多个催化活性中心,可以高效地进行光催化反应降解污染物.同时,还能提高电荷分离程度,抑制光生电子和空穴复合,提高TiO2光催化活性.AgNPs具有存储电子和促进电荷分离的能力,同时释放的Ag+,赋予材料广谱的抗菌性能.光催化试验抑菌试验结果表明,复合材料能高效降解亚甲基蓝染料,2h降解率达到74.5％,同时对金黄色葡萄球菌和铜绿杆菌有较强的杀灭作用.这种简易制备的高催化和杀菌功能的TiO2基复合材料在光催化清洁领域有很大的应用潜力.

    二氧化钛(TiO2)Ag纳米颗粒(AgNPs)氧化石墨烯(GO)光催化活性抗菌性能

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    橡胶模具表面FEP涂层防粘耐久性影响因素及机理

    张秀丽刘志兰徐秀芳王旭...
    126-136页
    查看更多>>摘要：防粘性失效是橡胶模具表面涂层的主要失效形式之一,但影响涂层防粘耐久性的因素和机理尚不清晰.为了提高橡胶模具表面常用氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)涂层的使用寿命,通过橡胶硫化试验并利用SEM和EDS测试,分析试样表面微观形貌和元素成分随硫化试验次数的变化,研究溶剂体系、涂层厚度和烧结工艺对橡胶模具表面FEP涂层防粘耐久性的影响规律,分析各因素对涂层使用寿命的影响机理.通过XPS测试胶垢成分发现胶垢主要包含Zn、S、C、O四种元素,模具使用初期ZnS是胶垢的主要成分,随硫化次数增加,ZnS层上产生有机沉积.硫化试验300次后,45钢试样、双层水性FEP涂层和单层溶剂型FEP涂层试样表面Zn元素质量含量分别为40.6％、0.45％和1.13％,FEP涂层表面胶垢出现在涂层表面缺陷处.由于双层水性FEP涂层更容易控制表面FEP树脂成膜厚度和质量,其较单层溶剂型FEP涂层具有更好的防粘耐久性.涂层面层厚度和成膜质量是影响双层水性FEP涂层防粘耐久性的关键因素;在300次硫化试验范围内,烧结工艺对涂层的防粘耐久性影响不大.采用橡胶硫化试验和表面分析的方法研究橡胶模具表面涂层的防粘耐久性,探究溶剂体系、涂层厚度和烧结工艺等因素的影响,研究结果可为橡胶模具表面处理提供理论依据.

    涂层氟树脂防粘耐久性橡胶模具

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