1.表面工程技术的发展方向

表面工程技术的使用，自古至今已经历了几千年或更漫长的岁月，每项表面工程技术的形成往往经历了许多实验和失败。各类表面工程技术的发展也是分别进行、互不相关的。近几十年来，随着经济和科技的迅速发展，表面工程技术的发展状况有了很大的变化，人们开始将各类表面工程技术互相联系起来，探讨它们的共性，阐明各种表面现象和表面特性的本质，尤其是20世纪60年代末形成的表面科学为表面工程技术的开发和应用提供了更坚实的基础，并且与表面工程技术相互依存，彼此促进。在这个基础上通过各种学科和技术的相互交叉与渗透，表面工程技术的改进、复合和创新会更加迅速，应用更为广泛，必将为人类社会的进步做出更大的贡献。

回顾过去，展望未来，结合我国的实际情况，表面工程技术的发展方向大致可以归纳为以下几个方面：

（1）努力服务于国家重大工程 国家重大工程尤其是先进制造业关系到国家的命脉，重点发展先进制造业中关键零部件的强化与防护新技术，显著提高使用性能和工艺形成系统成套技术，为先进制造业的发展提供技术支撑。同时，解决高效运输技术与装备（如重载列车、特种重型车辆、大型船舶、大型飞机等新兴运载工具）关键零部件在服役过程中存在的使用寿命短和可靠性差等问题。另外，国家在建设大型矿山、港口、水利、公路、大桥等项目中，都需要表面工程技术的支撑。

（2）切实贯彻可持续发展战略 表面工程技术可以为人类的可持续发展做出重大贡献，但是在表面工程技术实施过程中，如果处理不当，又会带来诸如污染环境和大量消耗宝贵资源等严重问题。为此，要切实贯彻可持续发展战略，这是表面工程技术的重要发展方向，而且在具体实施上有许多工作要做。例如：建立表面工程技术项目环境负荷数据库，为开发生态环境技术提供重要基础；深入研究表面工程技术的产品全寿命周期设计，用优质、高效、节能、环保的具体方法来实施技术，并且努力开展再循环和再制造等活动；尽力采用环保低耗的生产技术取代污染高耗的生产技术；加强“三废”处理和减少污染的研究，如在电镀生产过程中尽可能用三价铬等低污染物取代六价铬等高污染物，同时做好“三废”处理工作。

（3）深入研究极端、复杂条件下的规律 许多尖端和高性能产品，往往在极端、复杂的条件下使用，对涂覆、镀层、表面改性等提出了一些特殊的要求，使产品能在严酷环境中可靠服役，有的还要求产品表面具有自适应、自修复、自恢复、自润滑等功能，即有智能表面涂层和薄膜。同时，要研究在极端、复杂条件下材料的损伤过程、失效机理以及寿命预测理论和方法，实现材料表面的损伤预报和寿命预测。

（4）不断致力于技术的改进、复合和创新 表面工程技术是在不断地改进、复合和创新中发展起来的，今后必然要沿着这个方向继续迅速发展。具体内容有：改进各种耐蚀涂层、耐磨涂层和特殊功能涂层，根据实际需要开发新型涂层；进一步引入激光束、电子束、离子束等高能束技术；运用计算机等技术，全面实施生产过程自动化、智能化，提高生产率和产品质量；加快建立和完善新型表面工程技术如原子层沉积、纳米多层膜等创新平台，推进重要薄膜沉积设备和自主设计、制造和批量生产；加大复合表面工程技术的研究和应用；将纳米材料、纳米技术引入表面技术的各个领域，建立和完善纳米表面工程技术理论；大力发展表面加工技术，尤其关注微纳米加工技术的研究开发；重视研究量子点可控、原子组装、分子设计、仿生表面、智能表面等涂层、薄膜或表面改性技术。

（5）积极开展表面工程技术应用基础理论的研究 表面工程技术涉及的应用基础理论广泛而深入。许多应用基础理论，如液体及其表面现象、固体及其表面现象、等离子体的性质与产生、固体与气体之间的表面现象、电化学与腐蚀理论、表面摩擦与磨损理论等，对表面工程技术的应用和发展都有着十分重要的作用。同时，通过对应用基础理论的深入研究和对一些关键技术的突破，逐步实现了在原子、分子水平上的组装和加工，从而制造出新的表面。

（6）继续发展和完善表面分析测试手段 现代科学技术的迅速发展为表面分析和测试提供了强有力的手段。对材料表面性能的各种测试以及对表面结构从宏观到微观的不同层次的表征，是表面工程技术的重要组成部分，也是促使表面工程技术迅速发展的重要原因之一。从实际应用出发，今后需要加快研制具有动态、实时、无损、灵敏、高分辨、易携带等特点的各种分析测试设备和仪器以及科学的测试方法。

2.表面工程技术的发展前景

表面工程技术在下面一些领域或工业中有着良好的发展和应用前景：

（1）现代制造领域 表面工程技术是现代制造领域的重要组成部分，并为制造业的发展提供关键的技术支撑。

（2）现代汽车工业 现代汽车工业充分利用表面工程技术的各种方法，把现代技术与艺术完美地结合在一起，使汽车成为快捷、舒适、美观、安全、深受人们喜爱的交通工具。(www.daowen.com)

（3）航空航天领域 在航空航天领域通过涂、镀等各种技术，提高飞机、火箭、卫星、飞船、导弹等在恶劣环境下的防护性能，使航天或航空飞行器避免因环境影响而导致失效。

（4）冶金石化工业 在冶金石化工业尤其是解决各种重要零部件的耐磨、耐蚀等问题时，表面工程技术将继续发挥巨大的作用。

（5）舰船航海领域 表面工程技术在舰船航海领域大有发展潜力。例如：涂料要满足海洋环境的特殊要求，不仅用于高性能的舰船，而且还要广泛应用于码头、港口设施、海洋管道、海上构件等，因此必须开发各种新型涂料。

（6）电子电器工业 在电子电器工业中需要通过表面工程技术来制备各类光学薄膜、微电子学薄膜、光电子学薄膜、信息储存薄膜、防护薄膜等。

（7）生物医学领域 在生物医学领域表面工程技术的作用日益突出。例如：使用特殊的医学涂层可以在保持基体材料性质的基础上增加生物活性，阻止基材离子向周围溶出扩散，并且显著提高基体材料表面的耐磨性、耐蚀性、绝缘性和生物相容性。随着老龄化高峰的到来，对特殊生物医学材料的需求会越来越多。

（8）新能源工业 新能源工业包括太阳能、风能、氢能、核能、生物能、地热能、海洋潮汐能等工业，都对表面工程技术提出了许多需求。近年来，核电站重大事故频发，唤起了人们对太阳能等工业迅速发展的渴望，其中薄膜太阳能电池是一个研究重点。

（9）建筑领域 我国每年建成房屋面积高达16亿～20亿m²，并且还有增长的趋势，但是其中有95%以上属于高能耗建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建房屋的3倍以上，因此对于我国来说，建筑节能刻不容缓。降低建筑能耗采取的措施有在建筑中使用保温隔热墙体材料、低散热墙体材料、智能建筑材料等，而利用新型的表面技术来制备低辐射镀膜玻璃、智能窗等，是其中的一项重要措施。

（10）新型材料工业 新型材料工业如制备金刚石薄膜、类金刚石碳膜、立方氮化硼膜、超导膜、LB薄膜、超微颗粒材料、纳米固体材料、超微颗粒膜材料、非晶硅薄膜、微米硅、多孔硅、碳60、纤维增强陶瓷基复合材料、梯度功能材料、多层硬质耐磨膜、纳米超硬多层膜、纳米超硬混合膜等。

（11）人类生活领域 人类生活领域如城市建设、生活资料、美化装饰、大气净化、水质净化、杂质吸附、抗菌灭菌等，都与表面工程技术息息相关。

（12）军事工业 各种军事装备的研究和制造都离不开表面工程技术，这与其他工业有着共同之处，同时军事上有一些特殊的需求要通过特殊的表面处理来满足，如隐身（与装备结构形成整体）、隐蔽伪装（侧重于外加形式）等。

除了以上阐述的领域或工业中，表面工程技术还涉及其他许多工业或领域，均有着良好的发展和应用前景。可以说，表面工程技术遍及各行各业，并且与人类的生活紧密相连。表面工程技术是主导21世纪的关键技术之一，应用广阔，前景光明。不断发展具有我国特色和自主知识产权的新型表面工程技术，是我国表面工程技术领域科技工作者的历史使命。