李金桂，中国航空工业总公司北京航空材料研究院，历任中航工业北京航空材料研究院副总工程师、科技委副主任，李金桂  航空材料专家，表面工程和腐蚀控制专家，北京航空材料研究院研究员。历任中航工业北京航空材料研究院副总工程师、科技委副主任，中航工业总公司科技委成员，航空材料、热工艺及理化测试技术发展中心常务副主任，航空（材料、制造工艺）预研专家组副组长，曾任前国家科委腐蚀科学学科组成员、中国腐蚀与防护学会副理事长、北京航空航天大学兼职教授。
李金桂研究员担任过“先进发动机导向叶片高温防护涂层的研究”、“再返地球卫星裙部瞬间高温涂层”、“xxx飞机腐蚀控制指南”、“军用飞机腐蚀控制设计细则”、“中国航空材料手册编写”、“航空发动机材料基本体系”等重大项目研究课题负责人；作为专家组副组长参加并主持过“中国先进制造技术”和 “中国航空材料”长期发展规划（1996～2005～2010年）的制定。
李金桂研究员首先提出并发展了“腐蚀控制系统工程”的理论、技术、原则和措施；首先将表面工程技术融入工程与产品设计和制造之中，在推行产品设计的同时，进行表面与界面的设计，收到了实效；首先提出建立我国航空材料体系，在国防工业领域普遍推行，成效卓著。先后荣获国家科技大会重大科技进步奖2项，国防科技进步二等奖2项、三等奖1项，海军一等奖1项，省部级科进奖二等4项、三等4项、四等1项，荣立型号研制三等功2项。

本书是《材料延寿与可持续发展》丛书的分册之一，阐述了现代表面工程技术的最新进展以及如何应用这些技术，提高材料制品使用可靠性、安全性、经济性和耐久性，尽可能地延长其使用寿命。本书介绍了形变强化与相变强化、化学转化与电化学转化、热扩散，以及电镀、热喷涂、热浸镀、有机涂装、无机涂装、粉末涂装和复合涂镀等技术内容和相关标准。
本书可供各个行业产品的设计师以及制造、使用、检验、维护维修和管理工程师使用，也可供相关专业工程技术人员，尤其是工学院大学生、研究生、博士生和教师参考。

第1章绪言
1.1从表面技术到表面工程学/001
1.1.1三大表面技术/002
1.1.2表面技术的功能和应用/004
1.1.3表面工程学/005
1.2表面工程的发展/008
1.2.1发展概况/008
1.2.2激光表面改性/009
1.2.3电子束表面改性/012
1.2.4离子注入/013
1.2.5化学气相沉积（CVD）/015
1.2.6物理气相沉积/021
1.2.7电火花沉积/027
1.2.8摩擦表面沉积工艺/028
1.3善待表面与进行表面设计/028
1.3.1表面工程设计的目的/028
1.3.2表面工程设计内涵/030
1.3.3表面层选用或设计的通用原则/030
1.3.4表面层选用或设计技术原则/032
1.4表面工程技术与国家可持续发展/033
参考文献/036
第2章表面形变强化和相变强化
2.1概述/037
2.2表面形变强化/037
2.2.1金属表面形变强化原理/038
2.2.2弹丸种类的选择/039
2.2.3喷丸强化层设计与加工建议/040
2.2.4表面强化工艺特点/041
2.2.5可进行喷丸强化的金属材料及用途/042
2.2.6可用表面喷丸强化处理的主要零件/042
2.2.7激光喷丸/043
2.2.8孔挤压强化/044
2.3表面相变硬化/045
2.3.1感应加热相变硬化/045
2.3.2感应加热相变硬化设计与加工建议/045
2.3.3感应淬火用钢和铸铁应用实例/047
2.3.4激光表面相变硬化/048
2.3.5激光表面相变硬化设计与加工建议/048
2.3.6激光表面淬火实例/049
2.4离子注入/050
2.4.1性能特点/050
2.4.2设计与加工建议/051
参考文献/052
第3章化学氧化与化学镀
3.1概述/053
3.2铝合金化学氧化/055
3.2.1性能特点/055
3.2.2设计与加工建议/056
3.3镁合金化学氧化/057
3.3.1性能特点/057
3.3.2设计与加工建议/057
3.4钢铁化学氧化/057
3.4.1性能特点/058
3.4.2设计与加工建议/058
3.5铜及铜合金化学氧化/058
3.5.1性能特点/058
3.5.2设计与加工建议/059
3.6铜及铜合金钝化/059
3.6.1性能特点/059
3.6.2设计与加工建议/060
3.7银及银镀层的钝化/060
3.8钢铁磷化/060
3.8.1性能特点/060
3.8.2设计与加工建议/063
3.8.3用途与膜质量选择/064
3.9金属表面着色/064
3.10化学镀/065
3.10.1化学镀镍磷合金的特点/065
3.10.2化学镀镍磷合金的性能/066
3.10.3设计与加工建议/069
参考文献/070
第4章电化学转化
4.1概述/071
4.2铝与铝合金耐腐蚀硫酸阳极化/072
4.2.1性能特点/072
4.2.2设计与加工建议/073
4.3铝及其合金耐腐蚀铬酸阳极化/074
4.3.1性能特点/074
4.3.2设计与加工建议/075
4.4铝及铝合金耐摩擦磨损阳极化/075
4.4.1性能特点/075
4.4.2设计与加工建议/079
4.5铝合金磷酸阳极化/080
4.5.1性能特点/080
4.5.2设计与加工建议/080
4.6铝合金草酸阳极化/081
4.6.1性能特点/081
4.6.2设计与加工建议/082
4.7铝及铝合金瓷质阳极化/082
4.7.1性能特点/082
4.7.2设计与加工建议/083
4.8微弧阳极氧化/083
4.8.1性能特点/084
4.8.2微弧阳极氧化的应用/086
4.9镁合金的阳极化/087
4.10钛合金的阳极化/087
4.11铜和铜合金的阳极化/087
4.12硅、锗和钽的阳极化/088
4.13锆合金的阳极化/089
参考文献/089
第5章热扩散
5.1概述/091
5.1.1渗金属原理/091
5.1.2热渗金属工艺/092
5.2钢铁渗碳/093
5.2.1渗碳层的组织及性能特点/094
5.2.2渗碳用钢种的选择及渗碳层深度要求/095
5.2.3设计与加工建议/097
5.3钢铁渗氮/098
5.3.1渗氮层的组织和作用/098
5.3.2设计与加工建议/098
5.3.3常用渗氮钢种/099
5.4碳氮共渗/100
5.4.1性能特点/100
5.4.2设计与加工建议/101
5.5氮碳共渗/101
5.5.1渗层的组织、硬度和深度/101
5.5.2设计与加工建议/102
5.6热渗硼/103
5.6.1结构和性能/103
5.6.2设计与加工建议/103
5.7热渗硅/104
5.7.1结构和性能/104
5.7.2设计与加工建议/105
5.8热渗锌/106
5.8.1结构和性能/106
5.8.2设计与加工建议/107
5.9热渗铝/108
5.9.1结构和性能/108
5.9.2设计与加工建议/109
5.10热渗铬/109
5.10.1结构和性能/109
5.10.2设计与加工建议/111
5.11热渗锡/111
5.11.1结构和性能/111
5.11.2主要应用/112
5.12热渗铍/112
5.13热渗钒、渗钛、渗钼、渗铌、渗钽/113
5.14钢铁表面二元共渗/114
5.15钢铁表面三元共渗/114
5.16镍、钴基合金热渗铝/115
5.17镍基合金铝铬共渗/116
5.18镍基合金热渗铝硅共渗/117
5.19镍基合金镀铂+热渗铝/117
5.20难熔金属热渗硅/118
5.21铜及铜合金表面热渗金属/119
5.22铝及铝合金表面热渗金属/120
参考文献/120
第6章电化学沉积
6.1概述/122
6.1.1电镀原理/122
6.1.2电镀工艺/124
6.2电镀锌/125
6.2.1物理化学性能/125
6.2.2设计与加工建议/127
6.3电镀镉/128
6.3.1物理化学性能/128
6.3.2设计与加工建议/130
6.4电镀铜/131
6.4.1物理化学性能/131
6.4.2设计与加工建议/131
6.5电镀镍/132
6.5.1物理化学性能/133
6.5.2设计与加工建议/134
6.6电镀铬/134
6.6.1物理化学性能/135
6.6.2设计与加工建议/137
6.7电镀铅/138
6.7.1物理化学性能/138
6.7.2使用范围/139
6.8电镀锡/139
6.8.1物理化学性能/140
6.8.2设计与加工建议/141
6.9电镀银/141
6.9.1物理化学性能/141
6.9.2设计与加工建议/142
6.10电镀钯/143
6.10.1物理化学性能/143
6.10.2设计与加工建议/144
6.11电镀铑/144
6.11.1物理化学性能/144
6.11.2设计与加工建议/145
6.12电镀金和金合金/146
6.12.1物理化学性能/146
6.12.2设计与加工建议/147
6.13电镀铜锌合金/148
6.13.1物理化学性能/149
6.13.2设计与加工建议/149
6.14电镀铜锡合金/149
6.14.1物理化学性能/150
6.14.2设计与加工建议/150
6.15电镀铅锡合金/151
6.15.1物理化学性能/151
6.15.2设计与加工建议/151
6.16电镀镉钛合金/152
6.16.1物理化学性能/152
6.16.2设计与加工建议/153
6.17电镀镍镉/153
6.17.1物理化学性能/154
6.17.2设计与加工建议/154
6.18其他合金电镀/155
6.18.1电镀铅铟合金/155
6.18.2电镀锡铋合金/155
6.18.3电镀锌镍合金/155
6.19电刷镀/155
6.19.1主要特点/155
6.19.2性能与应用/156
参考文献/158
第7章热浸镀
7.1概述/160
7.2热浸镀锌/162
7.2.1分类/162
7.2.2性能/163
7.2.3设计与加工建议/166
7.2.4应用/167
7.3热浸镀铝/169
7.3.1性能/169
7.3.2设计与加工建议/170
7.3.3应用/171
7.4热浸镀锡/172
7.5热浸镀铅/173
7.5.1性能/173
7.5.2设计与加工建议/174
参考文献/175
第8章热喷涂
8.1概述/176
8.1.1热喷涂层类型和应用领域/176
8.1.2热喷涂技术与工艺/177
8.1.3热喷涂层的特点/182
8.1.4可热喷涂的材料/182
8.2热喷涂锌金属/184
8.2.1物理化学性能/184
8.2.2设计与加工建议/185
8.3热喷涂铝和铝合金/187
8.3.1物理化学性能特点/187
8.3.2设计与加工建议/189
8.4热喷涂铜合金/189
8.4.1性能特点/189
8.4.2设计与加工建议/190
8.5热喷涂陶瓷材料/190
8.6热喷涂可调成分的合金/191
8.6.1物理化学性能/191
8.6.2设计与加工建议/192
8.7可在1050℃温度以下工作的高温珐琅/192
8.7.1性能特点/193
8.7.2设计与加工建议/194
8.8可在1050℃温度以下工作的无铍珐琅/194
8.8.1工艺与性能/194
8.8.2设计与加工建议/195
8.9可在900℃温度以下工作的高温珐琅/195
8.9.1性能特点/195
8.9.2设计与加工建议/196
8.10其他珐琅涂层/197
8.11热喷涂自黏结材料/197
8.11.1热喷涂自黏结镍铝复合材料/197
8.11.2自黏结不锈钢材料涂层/198
8.12热喷涂耐摩擦磨损材料/199
8.12.1热喷涂碳化钨钴金属陶瓷/200
8.12.2热喷涂含钼合金/200
8.12.3热喷涂钼镍铬硼硅复合材料/200
8.12.4热喷涂钼铁合金复合材料/202
8.12.5热喷涂磷青铜/202
8.12.6热喷涂氧化铝氧化钛陶瓷/202
8.12.7热喷涂碳化钛陶瓷/203
8.12.8热喷涂氮化钛陶瓷/203
8.12.9热喷涂碳化钛氮化钛陶瓷/203
8.12.10热喷涂金刚石/203
8.13热喷涂耐磨粒磨损材料/203
8.13.1热喷涂铁基自熔性合金/204
8.13.2热喷涂镍基自熔性合金/204
8.13.3热喷涂钴基自熔性合金/205
8.13.4热喷涂氧化物陶瓷/205
8.13.5热喷涂碳化物陶瓷/206
8.14热喷涂耐微动磨损材料/206
8.15热喷涂耐撞击磨损材料/207
8.15.1热喷涂碳化钨钴材料/207
8.15.2热喷涂镍铬硼硅材料/208
8.15.3热喷涂碳化铬镍铬材料/209
8.15.4热喷涂钴铬钨材料/209
8.15.5热喷涂碳化钛镍铬硼硅材料/210
参考文献/210

第9章有机涂料与涂装
9.1概述/212
9.1.1涂料的组成、分类及命名/212
9.1.2防腐蚀涂装系统/216
9.2不同材料表面涂层系统/217
9.2.1钢铁零件涂层系统/217
9.2.2铜合金零件涂装系统/218
9.2.3铝合金零件涂装系统/219
9.2.4镁合金零件涂装系统/220
9.2.5钛合金零件涂装系统/221
9.2.6碳纤维增强树脂基复合材料零件涂装系统/222
9.2.7玻璃钢表面涂装系统/224
9.2.8塑料表面涂装系统/225
9.2.9木质材料涂装系统/226
9.2.10玻璃、人造革、橡胶用涂装系统/227
9.3耐大气腐蚀有机涂料与涂装/227
9.3.1耐大气腐蚀涂装体系/227
9.3.2重防腐涂料/229
9.3.3长江大桥和海滨大桥涂装防护体系/233
9.3.4长效防腐蚀涂层的关键——底层材料的选用/235
9.3.5钢缆的防护技术/237
9.3.6日本大型钢桥的涂装技术/238
9.4功能性有机涂装/241
9.4.1发动机涂装体系/241
9.4.2耐热零件涂装体系/241
9.4.3耐油零件涂装体系/243
9.4.4示温涂装体系/243
9.4.5重型机械用涂料/243
9.4.6化铣保护涂层/245
9.4.7金属热处理保护涂层/247
参考文献/248
第10章无机涂料
10.1概述/250
10.1.1无机涂料的发展/250
10.1.2无机涂料的特点/251
10.1.3无机涂料的应用/252
10.2外墙与内墙涂料/255
10.2.1外墙涂料的性能/255
10.2.2设计选用与加工建议/257
10.2.3内墙涂料/258
10.3无机硅酸盐复合绝热涂料/258
10.3.1性能/258
10.3.2设计选用和施工建议/260
10.4无机防霉涂料/261
10.4.1性能与用途/261
10.4.2设计选用和施工建议/262
10.5无机防火涂料/263
10.5.1防火涂料的配方设计原则/264
10.5.2设计选用和施工建议/266
10.6无机硅酸盐富锌涂料/267
10.6.1组成、分类和耐蚀性/268
10.6.2设计与加工建议/270
10.6.3应用实例/271
10.7无机铬酸盐富锌涂料/272
10.7.1铬酸盐富锌涂层工艺/272
10.7.2无机铬酸盐富锌涂层的性能/273
10.7.3设计选用与施工建议/273
10.8无机铬酸盐富铝涂料/274
10.8.1无机铬酸盐中温铝系列涂层的性能/274
10.8.2无机铬酸盐富铝漆层设计选用和加工建议/276
10.8.3无机铬酸盐富铝、硅漆层的性能/276
10.8.4无机铬酸盐瑟美特漆层设计选用和加工建议/280
10.9无机磷酸盐富锌涂料/281
10.9.1基本性能/281
10.9.2设计选用和加工建议/281
10.10性能独特的新型无机涂料/282
10.10.1高温电绝缘涂料/282
10.10.2微波吸收涂料/283
参考文献/283
第11章粉末涂料与涂装
11.1概述/284
11.1.1粉末涂料的特点/284
11.1.2粉末涂料组成与制备/286
11.2粉末涂料种类及应用/287
11.2.1热固性粉末涂料/287
11.2.2热塑性粉末涂料/307
11.3粉末涂装技术/325
11.3.1粉末涂装工艺分类/325
11.3.2粉末涂装工艺方法/327
11.4粉末涂装技术应用/354
11.4.1家用电器与金属制品粉末涂装/354
11.4.2电气产品粉末绝缘涂装/357
11.4.3金属管材粉末涂装/360
11.4.4建材（铝型材、钢筋、钢绞线）粉末涂装/361
11.4.5木材与非金属制品/369
参考文献/375
第12章复合涂镀技术
12.1概述/376
12.2电镀多元金属的复合镀/377
12.2.1形成合金层的复合镀/377
12.2.2形成扩散层的复合镀/378
12.2.3多层协同作用的复合镀/378
12.3微粒弥散金属陶瓷复合镀/379
12.3.1用于电镀的微粒/379
12.3.2微粒弥散金属复合镀的用途/381
12.3.3 设计选用与加工建议/382
12.4电镀耐磨复合镀/383
12.5抗氧化复合镀/385
12.6减摩（自润滑）复合镀/386
12.7多种金属元素的表面复合渗入或包覆/387
12.8形成多种功能的复合涂装体系/389
12.9多种工艺形成多层复合/391
12.10等离子喷涂与激光熔覆工艺的复合/393
参考文献/394
索引/395