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第1章 绪论 1

1.1 机械零部件的失效 1

1.2 磨损失效 2

1.3 腐蚀失效 4

1.4 低温等离子体表面强化 6

参考文献 8

第2章 等离子体与等离子体源 12

2.1 等离子体的概念和特点 12

2.1.1 等离子体 12

2.1.2 等离子体产生的方式 13

2.1.3 等离子体的温度 14

2.1.4 等离子体的特点 15

2.2 冷等离子体 16

2.2.1 直流辉光放电等离子体 16

2.2.2 脉冲辉光放电等离子体 19

2.2.3 磁控等离子体 19

2.2.4 电容耦合射频等离子体 20

2.2.5 电感耦合射频等离子体 21

2.2.6 微波等离子体 21

2.3 热等离子体 22

2.3.1 电弧 22

2.3.2 真空电弧等离子体 23

2.3.3 等离子弧 24

2.3.4 等离子弧的压缩作用 25

2.3.5 等离子弧的分类 26

2.3.6 等离子弧的特点 27

2.4 等离子体源 28

2.4.1 热阴极等离子体源 28

2.4.2 电容耦合射频等离子体源 29

2.4.3 电感耦合射频等离子体（ICP）源 30

2.4.4 螺旋波等离子体源 30

2.4.5 微波等离子体源 32

2.4.6 空心阴极等离子体源 34

2.4.7 金属蒸气真空电弧（MEVVA）等离子体源 37

2.4.8 磁控管 39

参考文献 40

第3章 等离子体辅助物理气相沉积 44

3.1 物理气相沉积的概念和分类 44

3.2 溅射沉积 45

3.2.1 溅射沉积的原理 45

3.2.2 直流溅射沉积 48

3.2.3 射频溅射沉积 49

3.2.4 磁控溅射沉积 50

3.3 真空电弧沉积 57

3.3.1 真空电弧沉积的原理及其优缺点 57

3.3.2 真空电弧沉积的宏观颗粒污染 59

3.3.3 阳极电弧沉积 62

3.4 离子镀 63

参考文献 67

第4章 等离子体增强化学气相沉积 73

4.1 等离子体增强化学气相沉积的原理 73

4.1.1 等离子体对CVD过程的影响 73

4.1.2 PECVD沉积薄膜的形成过程 75

4.2 等离子体增强化学气相沉积的特点 76

4.2.1 PECVD的优点 76

4.2.2 PECVD的缺点 77

4.3 等离子体增强化学气相沉积技术 78

4.3.1 PECVD技术分类 78

4.3.2 PECVD工艺装置 79

4.3.3 PECVD工艺参数 79

4.3.4 直流等离子体增强化学气相沉积技术（DC-PECVD） 80

4.3.5 脉冲直流等离子体增强化学气相沉积（脉冲DC-PECVD） 82

4.3.6 射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD） 86

4.3.7 微波等离子体增强化学气相沉积（MW-PECVD） 90

4.3.8 电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积（ECR-PECVD） 95

参考文献 97

第5章 等离子化学热处理 99

5.1 等离子渗氮 100

5.1.1 等离子渗氮原理 100

5.1.2 等离子渗氮钢的组织 101

5.1.3 等离子渗氮工艺参数 102

5.1.4 等离子渗氮设备 106

5.1.5 等离子渗氮优缺点 107

5.1.6 等离子渗氮新进展 108

5.2 等离子渗碳 114

5.2.1 等离子渗碳原理 115

5.2.2 等离子渗碳组织 115

5.2.3 等离子渗碳工艺参数 116

5.2.4 等离子渗碳设备 117

5.2.5 等离子渗碳优缺点 118

5.3 等离子渗氮碳 121

5.3.1 等离子渗氮碳原理 121

5.3.2 等离子渗氮碳组织 121

5.3.3 等离子渗氮碳工艺参数 121

5.4 等离子渗金属 122

5.4.1 双层辉光等离子渗金属原理 122

5.4.2 双层辉光等离子渗金属组织 123

5.4.3 双层辉光等离子渗金属工艺参数 124

5.4.4 双层辉光等离子渗金属特点 125

5.4.5 双层辉光等离子渗金属设备 126

5.4.6 双层辉光等离子渗金属技术的发展 130

参考文献 130

第6章 等离子体浸没离子注入与沉积 132

6.1 等离子体浸没离子注入原理 132

6.1.1 等离子体浸没离子注入原理 132

6.1.2 动态鞘层扩展模型 134

6.1.3 PIII的优缺点 134

6.2 PIII设备 135

6.2.1 真空系统 135

6.2.2 等离子体源 137

6.2.3 高压系统 137

6.2.4 供气系统 137

6.3 等离子体浸没离子注入与沉积 137

6.4 金属等离子体浸没离子注入与沉积 139

6.5 PIIID在耐磨防腐方面的应用 142

参考文献 144

第7章 电弧喷涂 147

7.1 电弧喷涂的原理和特点 147

7.1.1 电弧喷涂的原理 147

7.1.2 电弧喷涂的特点 148

7.2 电弧喷涂设备 148

7.2.1 电弧喷涂主体设备 148

7.2.2 电弧喷涂辅助设备 150

7.3 电弧喷涂工艺 155

7.3.1 喷涂前处理 155

7.3.2 主要喷涂工艺参数 157

7.3.3 涂层的后处理 158

7.4 电弧喷涂材料 159

7.4.1 涂层材料的分类及对涂层材料的基本要求 159

7.4.2 电弧喷涂用金属丝材 161

参考文献 166

第8章 等离子喷涂 168

8.1 等离子喷涂的原理和特点 168

8.1.1 等离子喷涂的原理 168

8.1.2 等离子喷涂的工作气体 168

8.1.3 等离子喷涂的特点 169

8.1.4 等离子喷涂的分类 169

8.2 等离子喷涂设备 170

8.2.1 电源 171

8.2.2 控制系统 173

8.2.3 等离子喷涂枪 175

8.2.4 送粉器 179

8.2.5 水冷系统 182

8.3 等离子喷涂工艺参数 182

8.4 等离子喷涂涂层的形成和结构 184

8.5 等离子喷涂涂层的性能及其检测 186

8.5.1 涂层外观 186

8.5.2 涂层结合强度 186

8.5.3 涂层孔隙率 189

8.5.4 涂层厚度 189

8.5.5 涂层硬度 190

8.5.6 涂层耐蚀性 191

8.5.7 涂层耐磨性 191

8.5.8 热震性能 191

8.6 等离子喷涂材料 191

8.6.1 对等离子喷涂材料的要求 191

8.6.2 金属粉末 192

8.6.3 陶瓷粉末 193

8.6.4 其他粉末 198

8.7 其他等离子喷涂方法 201

8.7.1 超音速等离子喷涂 201

8.7.2 微束等离子喷涂 201

8.7.3 低压等离子喷涂 202

8.7.4 感应等离子喷涂 204

8.7.5 液相等离子喷涂 206

8.7.6 反应等离子喷涂 207

8.7.7 三阴极轴向送粉等离子喷涂 208

8.8 等离子喷涂的危害及安全防护 209

8.8.1 等离子喷涂的危险及危害因素 209

8.8.2 等离子喷涂的安全防护 211

参考文献 211

第9章 堆焊 216

9.1 手工电弧堆焊 216

9.2 埋弧堆焊 217

9.3 熔化极气体保护堆焊 219

9.4 钨极氩弧堆焊 220

9.5 自保护药芯焊丝明弧堆焊 221

9.6 冷金属过渡（CMT）堆焊 221

9.7 等离子粉末堆焊 222

9.8 等离子熔化注射和氩弧熔敷注射 225

参考文献 227

术语索引 232

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