1.减缓和消除金属材料表面的变化和损伤

在自然界和工程实践中，金属机器设备和零部件需要承受各种外界负荷，并产生形式多样、程度不一的表面变化及损伤。机械加工后表面受到损伤的轴如图1-3所示。工程材料和零部件的表面往往存在微观缺陷或宏观缺陷，表面缺陷处成为降低材料力学性能、耐蚀性及耐磨性的发源地。使用表面技术减缓材料表面变化及损伤，掩盖表面缺陷，可以提高工程材料和零部件使用的可靠性，延长服役寿命。

图1-3 机械加工后表面受到损伤的轴

2.获得具有特殊功能的表面

使用表面技术在普通廉价的材料表面获得某些稀有贵金属（如金、铂、钽等）和战略元素（如镍、钴、铬等）具有的特殊性能，从而可以节约这些贵重金属材料。例如：在Cu中加入Cr可以提高铜的耐蚀性；用激光表面合金化工艺可以在Cu表面获得摩尔分数为8%、厚约240nm的表面合金层，使耐蚀性大大提高；使用离子注入技术在Cu中注入Cr⁺、Ta⁺可以提高Cu在H₂S气氛中的耐蚀性。着色后的铝合金零部件如图1-4所示。

图1-4 着色后的铝合金零部件

3.节约能源，降低成本，改善环境

使用表面工程技术在工件表面制备具有优良性能的涂层，可以达到提高热效率、降低能源消耗的目的。例如：热工设备和在高温环境中使用的部件，在表面涂镀隔热涂层，可以实现较小的热量损失，节省燃料。用先进环保的表面技术代替污染严重的技术，可以改善作业环境，达到国家规定的环保要求。智能换热机组热工设备表面隔热涂层如图1-5所示。

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图1-5 智能换热机组热工设备表面隔热涂层

4.再制造工程不可缺少的手段

再制造工程是对因磨损、腐蚀、疲劳、断裂等原因造成的重要零部件的局部失效部位，采用先进的表面工程技术，优质、高效、低成本、少污染地恢复其尺寸并改善其性能的系统性的技术工作。显然，再制造工程可以大量地减少因购置新品、库存备件和管理以及停机等所造成的对能源、原材料和经费的浪费，并极大地降低了环境污染及废物的处理量。因此，再制造工程已经迅速发展成为一门新兴的学科。表面受损的轴进行再制造刷镀如图1-6所示。

图1-6 表面受损的轴进行再制造刷镀

5.在发展新兴技术和学术研究中起着不可忽视的作用

表面工程新技术的发展，不仅有重大的经济意义，而且具有重大的学术价值。发展新兴技术需要大量具有特殊功能的材料，包括薄膜材料和复合材料。在薄膜光电器件、导电涂层、光电探测器、液晶显示装置、超细粉末、高纯材料、高强高韧性的结构陶瓷等方面，表面技术可以发挥重大的作用。薄膜技术与分子组合技术日益发展，使计算机的容量和运算速度进一步提高。为了提高材料性能，必须重视材料的制备与合成技术，如表面技术、薄膜技术以及目前正在兴起的纳米技术等。表面技术的开发和完善，会提出许多新的学术课题，这些课题的研究有力地促进了材料科学、冶金学、机械学、机械制造工艺学以及物理学、化学等基础学科的发展。PVC制作的薄膜材料卡包如图1-7所示。

图1-7 PVC制作的薄膜材料卡包