第1章緒論1
1.1材料表面處理2
1.2表面和界面結構2
1.2.1固體表面的結構2
1.2.2固體的理想表面和清潔表面3
1.2.3實際表面結構7
1.3表面和界面熱力學——表面能和界面能12
1.3.1液體的表面張力與表面自由能12
1.3.2固體的表面張力與表面自由能13
1.4表面和界面的吸附和潤濕16
1.4.1表面和界面吸附現像16
1.4.2潤濕現像18
1.4.3表面吸附熱力學18
1.5表面擴散20
1.5.1表面缺陷及其能量20
1.5.2表面擴散繫數23
1.5.3表面擴散的實驗研究和唯像理論26
參考文獻28

第2章激光表面處理技術29
2.1激光的產生、特點及其與材料表面的相互作用30
2.1.1激光的產生30
2.1.2激光的特性33
2.1.3激光與材料表面的相互作用35
2.2激光表面處理的原理、特點及基本概念38
2.2.1激光表面處理的原理及特點38
2.2.2激光表面處理的基本概念39
2.3激光快速凝固的理論基礎40
2.3.1快速凝固過程40
2.3.2界面形態41
2.3.3凝固界面的長大42
2.3.4激光凝固條件的匹配45
2.4激光表面熱處理技術47
2.4.1激光表面熱處理的工藝特點47
2.4.2激光處理層的組織、性能及工程應用分析48
2.5激光表面熔凝技術50
2.5.1表面處理條件50
2.5.2表面處理層51
2.5.3激光表面熔凝的工程應用分析52
2.6激光表面合金化技術56
2.6.1原理56
2.6.2工藝過程57
2.6.3添加合金種類58
2.6.4預合金層的制備方法59
2.6.5合金層的特性63
2.6.6工程應用分析66
2.7激光表面熔覆技術70
2.7.1激光表面熔覆材料70
2.7.2激光表面熔覆工藝參數選擇和優化72
2.7.3激光熔覆層冶金質量及影響因素88
2.7.4激光熔覆層組織93
2.7.5激光熔覆層性能94
2.7.6工程應用分析110
2.7.7發展與展望113
參考文獻115

第3章化學鍍技術117
3.1概論118
3.1.1化學鍍概念118
3.1.2化學鍍發展簡史119
3.1.3化學鍍特點119
3.1.4化學鍍用途120
3.2化學鍍成膜理論122
3.2.1化學鍍鎳熱力學與動力學122
3.2.2化學鍍Ni-P機理124
3.2.3化學鍍Ni-B機理128
3.2.4肼做還原劑化學鍍鎳130
3.2.5化學鍍機理的進展131
3.3化學鍍鎳132
3.3.1化學鍍鎳溶液及其影響因素132
3.3.2化學鍍鎳工藝147
3.4化學鍍鎳層結構和性能156
3.4.1鍍層外觀156
3.4.2鍍層組織結構156
3.4.3鍍層物理性質157
3.4.4鍍層力學性質158
3.4.5鍍層均鍍能力及厚度159
3.4.6鍍層結合力及內應力159
3.4.7鍍層硬度與熱處理160
3.4.8鍍層腐蝕行為162
3.5化學鍍鎳的工程應用分析162
3.5.1航空航天工業162
3.5.2汽車工業163
3.5.3化學工業164
3.5.4石油和天然氣工業165
3.5.5食品加工業165
3.5.6采礦工業165
3.5.7軍事工業166
3.5.8其他工業166
3.6化學鍍其他金屬167
3.6.1化學鍍銅167
3.6.2化學鍍錫187
3.6.3化學鍍鎳基合金189
3.6.4化學復合鍍200
3.7化學鍍廢液處理204
3.7.1化學鍍鎳廢液的處理204
3.7.2化學鍍銅廢液的處理206
參考文獻207

第4章塗（膜）層測試技術210
4.1塗（膜）層測試種類211
4.1.1表面分析的一般概念211
4.1.2表面分析方法概述211
4.1.3探針與材料表面的相互作用213
4.1.4表面成分分析技術214
4.1.5表面結構分析技術220
4.2塗 (膜) 層性能測試和評價222
4.2.1塗層質量222
4.2.2力學性能231
4.2.3化學和電化學性能234
4.2.4物理性能236
4.3工程應用分析244
4.3.1鎂及鎂合金腐蝕與防護特點244
4.3.2試驗方案設計247
4.3.3試驗過程251
4.3.4試驗結果及分析253
參考文獻263

第5章結論與趨勢分析264
5.1結論265
5.2趨勢分析265

附錄有關表面處理和測試技術標準目錄一覽267

表面技術是建立在表面（界面）科學基礎上，材料、機械、物理、化學等多學科相互復合、滲透而成的一門交叉學科，也是在材料、機械、化工、能源、建築、宇航、交通等諸多領域得到廣泛應用的工程技術之一。
近幾十年來，隨著科學技術的飛速發展，人們對材料在高溫、高壓、高速、高度自動化和惡劣工況下長期穩定運轉的性能，尤其是材料的表面性能（如耐磨、耐蝕、耐熱、電磁及光學等）的要求不斷提高，使得傳統的材料表面改性技術及手段已無法滿足需要；與此同時，人們也普遍希望通過對材料表面進行改性，以達到用普通材料替代昂貴材料的目的。因而，表面技術迅速成為一門極具研究和應用價值的學科，許多新的表面技術不斷湧現，傳統的表面技術不斷得到改進、完善、交叉和復合，從而大大豐富和發展了原有的表面工程學。
本書基於目前材料表面處理和測試技術現狀及發展趨勢，總結了編者及團隊多年在激光表面熔覆、熱噴塗、化學鍍等領域取得的研究成果，並結合國內外最新相關研究進展，就材料表面與界面基礎理論、激光熔覆、化學鍍、塗（膜）層測試技術進行了論述；附錄給出了國際標準化組織（ISO）、美國材料與試驗協會（ASTM）、日本工業協會（JIS）、中國國家標準（GB）等有關材料表面處理和測試技術的標準目錄，以便讀者參考。本書編寫注重通用性、可行性和易操作性，通俗易懂，簡便實用，可供從事材料表面處理的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校材料工程及相關專業師生參閱。
本書由付明、田保紅和齊建濤等編著，卞貴學、劉群、王勇、胡娜、王寒冰等參與了本書的編寫工作。付明負責全書的規劃及統籌，並對本書進行了統稿和定稿。
本書編寫過程中參考了眾多專家研究成果及各類國內外標準，在此表示衷心感謝！同時，感謝國家自然科學基金資助項目“鎂合金表面功能性轉化膜材料的多尺度表征及可控制備研究（51701239）”對本書出版的支持！
限於編者水平及編寫時間，書中不足和疏漏之處在所難免，敬請讀者提出修改建議。

編者
2023年1月