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第一章绪论1

第一节 研究金属表面性质及其改性的意义1

第二节 表面的概念2

第三节 金属表面性质研究的特点、主要内容和方法6

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第二章金属表面物理基础9

第一节 表面结构9

一、理想表面9

二、清洁表面10

三、二维晶体学基本概念12

第二节 表面能14

一、表面能的起因14

二、表面能的确定16

三、影响表面能的因素18

四、表面现象热力学21

第三节 固体表面电子态22

一、表面电子态22

二、电子逸出功和表面势能24

第四节 实际表面26

一、表面几何形貌不规则性和粗糙度26

二、晶体表面缺陷32

三、金属晶界缺陷37

四、表面化学组成和分凝38

五、分凝的机理和影响因素41

六、表面扩散与合金化43

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第三章表面分析技术47

第一节 表面形貌观察47

第二节 表面成分分析49

第三节 表面结构分析50

第四节 电子能态分析51

第五节 低能电子衍射（LEED）52

一、低能电子衍射原理52

二、低能电子衍射仪的应用55

第六节 俄歇电子能谱56

一、俄歇技术的原理56

二、俄歇电子能谱仪器设备58

三、俄歇电子能谱的应用60

第七节 光电子能谱及其应用63

一、光电子谱仪63

二、光电子的发射和测量64

三、光电子能谱应用实例65

第八节 扫描隧道显微镜（STM）67

一、扫描隧道显微镜基本原理68

二、扫描隧道显微镜装置68

三、扫描隧道显微镜的应用70

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第四章金属表面与气体介质之间的交互作用74

第一节 金属表面的吸附现象74

一、物理吸附和化学吸附74

二、吸附热力学77

三、物理吸附81

四、化学吸附86

五、吸附的应用91

第二节 金属的氧化94

一、氧化热力学94

二、氧化动力学96

三、金属氧化物结构99

四、抗氧化性102

五、氧化与摩擦运动之间的相互影响102

第三节 表面膜对固体表面机械性能的影响104

一、Kramer效应104

二、Roscoe效应106

三、Joffe效应107

四、Rehbinder效应108

五、表面膜对表面机械性能的影响109

第四节 金属氢化物110

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第五章金属表面与液体之间的相互作用113

第一节 双电层113

一、界面电荷与电位113

二、双电层结构模型115

第二节 相界上电荷的传递117

第三节 金属表面的腐蚀120

一、金属的腐蚀现象120

二、电位一pH图123

三、影响金属表面腐蚀的因素125

四、局部腐蚀126

第四节 金属的空穴腐蚀133

一、空穴腐蚀现象133

二、空穴腐蚀的机理134

三、影响金属材料空穴腐蚀的因素138

四、防止与改善空蚀的措施142

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第六章金属表面与固体表面之间的相互作用143

第一节 金属表面间的接触144

一、概述144

二、理想光滑表面的接触145

三、粗糙表面的弹性接触148

四、粗糙表面的塑性接触156

五、表面接触变形类型的判据157

第二节 固体表面之间的粘附作用161

一、粘附现象和粘附强度161

二、金属界面粘附理论163

三、金属材料的特性对表面间粘附的影响166

四、其它因素对界面粘附的影响173

五、考虑金属表面间粘附情况下的接触压力175

第三节 表面接触载荷作用下产生的表层应力分布176

一、集中载荷作用下的应力分布176

二、线分布载荷作用下的应力分布179

三、椭圆分布载荷作用下的情况180

四、弹塑性体之间接触时的应力分布183

第四节 表面层的塑性变形187

一、表面隆脊的形成188

二、弹塑性体表面层的变形188

第五节 表面层相和组织的变化192

一、表层显微结构和硬度的变化193

二、二次淬火和二次回火194

三、表面扩散、可逆溶解与过剩相的析出195

四、白层196

五、表面自组织现象197

第六节 亚表面的空穴和裂纹的萌生和扩展199

一、空穴和裂纹的萌生199

二、表层裂纹的扩展201

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第七章金属表面与等离子体间的互相作用206

第一节 等离子体与气体放电206

一、等离子体的物理概念206

二、带电粒子在气体中的运动209

三、气体放电特征与伏安特性曲线211

第二节 辉光放电216

一、辉光放电一般特征216

二、阴极位降217

三、阴极位降区厚度和放电长度218

第三节 金属表面的电子发射221

一、金属表面电子发射形式221

二、影响电子发射的因素223

第四节金属表面的溅射223

一、溅射的基本概念223

二、溅射理论224

三、金属表面溅射的影响因素229

第五节 金属表面的化学反应与表面合金化231

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第八章金属表面改性技术233

第一节 概述233

第二节 离子轰击渗扩技术234

一、渗扩改性元素扩散与渗层相结构的形成234

二、离子轰击氮化239

三、离子渗碳258

四、离子渗金属263

第三节离子注入表面改性技术268

一、离子注入改性特点268

二、离子注入原理268

三、离子注入设备及工艺方法273

四、离子注入层组织275

五、离子注入层性能275

第四节 表面沉积薄膜技术283

一、综述283

二、物理气相沉积原理284

三、硬质沉积膜286

四、润滑膜286

第五节 激光束改性技术288

一、激光的基本特性288

二、激光与金属表面的交互作用290

三、激光改性装置及工艺292

四、激光改性层组织及性能295

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