随着科学技术的进步，工业生产的发展和人民生活水平的提高，人们对工业设备及生活用品的制造质量也发生了改变，要求产品不仅耐蚀、耐用，同时也要 （ 许）具有外观洁净、漂亮、赏心悦目，因此表面处理技术已在各种制造业中得到了广泛的应用，表面处理技术始终为金属材料保驾护航、增值增彩发挥着巨大的作用。
随着基础工业及高新技术产品的发展，对优质、高效表面改性及涂层技术的需求向纵深延伸，国内外在该领域与相关学科相互促进的局势下，在诸如“热化学表面改性”、“高能等离子体表面涂层”、“金刚石薄膜涂层技术”以及“表面改性与涂层工艺模拟和性能预测”等方面都有着突破的进展。为了全面了解表面处理技术的前世今生及发展方向，记者特邀请到中国腐蚀与防护学会副理事长、武汉大学林安教授做相关方面的精彩解读。
记者：您是表面处理技术领域的权威专家、学术带头人，请您谈谈这一研究方向在国家经济建设中的重要作用和意义？
林教授：表面工程是多学科交叉、综合，多技术融合、集成的新兴学科。表面工程通过原子沉积、分子组装、颗粒喷涂、整体覆盖和表面改性 , 制备了金属和非金属涂层。提升了材料性能、增加了材料功能、提高了材料价值，拓展了材料应用领域，它除了能够提供产品的装饰性能外，还能以低成本方式制备出优于本体材料性能、多于本体材料功能，更加适宜于服役环境要求的新表面材料和设备。表面工程是制造业必不可少工艺环节 , 制造业越发达地区，表面工程产业就越发达，我国长三角地区、珠三角、环渤海、成渝（重庆）等地区就是我国表面行业发达地区。
表面处理作为机械制造业的四大工艺之一应用非常广泛，不仅如此，由于需求推动和表面工程自身发展， 表面处理还大量的应用电子、信息、通讯、航空航天和重大工程防护。我国是表面处理大国，全世界近 40% 的表面处理由中国完成，我国每年约数万亿元产值的产品需要进行表面处理，表面处理直接产值2万亿元，从业厂点、企业几万家，从业人员近百万人。
记者：表面处理技术领域领域有哪些关键性的技术，这些技术的研发进展、应用领域和应用现状如何？
林教授：表面处理的优势不仅体现在量上，也体现在质上，先进表面工程技术作为现代工业发展的关键技术之一，已成为先进制造技术的前沿技术和赶超国际先进水平的重要前沿阵地。不仅可为先进制造业发展提供技术支撑，而且也可为传统工业改造及升级换代提供技术支持。
表面工程技术的应用，从金属材料扩展到非金属材料，从无机材料的应用扩展到有机高分子材料的应用，从表面力学结构性能的追求扩展到表面功能特性的实现，从非生命界扩展到生物医药工程，从宏观扩展到介观和微观，从汽车船舶扩展到航空航天。
从当代科技架构分析，表面工程的研究和应用已从传统科学技术的第三层次渗透到包括航天、航空、新能源、新材料、环保等在内的第二层次和包括三大前沿领域（信息技术（IT）、生物技术（BT）、纳米科技（NT））的第一层次。基于多种表面处理技术应用的复合表面技术、基于纳米材料与技术表面工程应用的纳米表面工程技术得到快速发展和广泛应用。高能电子束、等离子体、激光等新技术已渗透到表面强化、表面功能化处理。基于新材料应用的表面改性、表面强化成为表面处理技术设计加工的一种潮流。徐滨士院士等的研究代表我国表面工程方向。
记者：在您的科研生涯中，您取得过许多丰硕的科研成果。请给我们分享一下这些成果和您印象深刻的科研攻关故事？并谈谈您的感想。
林教授：表面工程是一个系统、综合的体系；表面工程的质量不仅取决涂层材料，很大程度取决工艺，通俗的说“三分材料，七分涂装”。讲一个故事，我一个环保性品种的材料研究方面取得了一点进展，涂料按照一般综合性能测试，被认为是一个好品种，可以用到很多地方，因此，我为自己高兴一阵；一天，需要这个材料的一个老板来了，就开始谈合作怎么用这个涂料；实际使用情况是，在较高速度涂覆条件下，要成膜均匀；涂装之后，涂层厚度不能高；经过热处理之后，附着力要好；经过反复讨论，这个材料品种作为涂料通用性能很好，但在很多环境下，使用性能完全满足不了涂装的要求，那么只好重新设计新的涂料材料方案；说明涂料使用性能有时也决定了涂料品种的优劣。
有机涂层如此，那么金属涂层会是怎样？桥梁钢结构件需要重防护，一般长效防护打底涂层用热喷涂金属涂层，金属涂层的防护性能取决涂层孔隙率多少，孔隙率多少与喷涂（金属）材料和设备有关系，更与施工技术人员操作水平有关；我经常作为专家参加桥梁用材方案的评审，对有家防护公司有较深的印象，他们用电弧喷涂的方法，控制孔隙率能低于（少于）5% 以下。有一次评审会之前，我有意看看他们施工过程，发现他们施工很有讲究，从喷枪移动速度，喷涂方向到重叠宽幅都有规定，还有工间质量检查与审核；这个工艺过程层层把关；所以，这家公司在我国桥梁重防蚀涂层施工方面占比较高，声誉较高。
表面工程中涂层的使用与环境还有较大关联性；“一带一路”国家战略的提出，为我们表面行业发展带来新的机遇，很多新材料、新工艺随着我国设备在一带一路地区发挥作用；但我们要未雨绸缪，对于一带一路沿线国家环境要有充分了解，否则会在设备防护方面犯错误；例如，与我们合作一家公司，前一段有设备通过海上运输到东南亚一个国家时，有一块摩擦面防护方法不当，设备上岸检查，出现锈蚀；这种现象带来的经济损失是巨大的，社会影响也是不少。
记者：您是《中国表面工程》、《材料保护》等编委，同时编、著了《功能性防腐涂料》《涂料工艺》等。请概括地谈谈您的这些著作？并说说您的这些著作的中心思想和导向。
林教授：表面工程技术从材料与涂层结构来看，向环保型材料方向发展，替代有毒有害物质是我们行业长期的任务；工程和设备对特殊的功能的需求，工艺和材料研究与生产对智能化需求也我们关注重点；表面工程的关键技术是如何通过新材料研究和涂层结构设计、优良施工手段实现工程和设备的性能要求，并用智能化技术使材料、设备表面处理技术达到工业产品预期的高度。
记者：随着“一带一路”项目推进如火如荼的展开，国内基础工程建设的蓬勃发展，作为防腐蚀领域的权威专家，请您谈谈国内涂层和表面处理技术领域未来的发展方向？
林教授：传统表面技术，随着科学技术进步而不断创新。电弧喷涂方面，发展了高速电弧喷涂，使喷涂质量大大提高。等离子喷涂方面，已研究出射频感应藕合式等离子喷涂、反应等离子喷涂、用三阴极枪等离子喷枪喷涂及微等离子喷涂。电刷镀方面研究出摩擦电喷镀及复合电刷镀技术。涂装技术方面开发出了粉末涂料技术。粘结技术方面，开发了高性能环保型粘结技术、纳米胶粘结技术、微胶囊技术。高能束应用方面发展了激光或电子束表面熔覆、表面淬火、表面合金化、表面熔凝等技术。离子注入方面，继强流氮离子注入技术之后，又研究出强流金属离子注入技术金属等离子体浸没注入技术。解决产品表面工程问题时，新兴表面技术与传统表面技术相互补充，为表面工程工作者提供了宽广选择余地。
国内涂层和表面处理技术领域未来应会向如下几个方面来发展：
复合表面技术迅速崛起
单一表面技术发展同时，综合运用两种或多种表面技术复合表面技术有了迅速发展。复合表面技术通过多种工艺或技术协同效应使工件材料表面体系技术指标、可靠性、寿命、质量经济性等方面获得最佳效果，克服了单一表面技术存局限性，解决了一系列工业关键技术高新技术发展特殊技术问题。强调多种表面工程技术复合，表面工程重要特色之一。
开发多种功能涂层
表面工程大量任务使零件、构件表面延缓腐蚀、减少磨损、延长疲劳寿命。随着工业发展，治理这3 种失效之外提出了许多特殊表面功能要求。例如舰船上甲板需要有防滑涂层，现代装备需要有隐身涂层，军队官兵需要防激光致盲镀膜眼镜，太阳能取暖发电设备需要高效吸热涂层光电转换涂层，录音机需要有磁记录镀膜、不沾锅需要有氟树脂涂层、建筑业玻璃幕墙需要有阳光控制膜等等。制备功能涂层方面，表面工程也可大显身手，做出自己贡献。
研究开发新型涂层材料
表面涂层材料表面技术解决工程问题重要物质基础。当前发展涂层新材料，有些单独配制或熔炼而成，有些则表面技术加工过程形成，后一类涂层材料诞生，进一步显示了表面工程特殊功能。
扩展表面工程应用领域
表面工程已经在机械产品、信息产品、家电产品建筑装饰获得富有成效应用。但其深度广度仍很不够，不了解不应用表面工程单位产品仍很普遍。
表面工程生物工程延伸已引起了人们注意，前景十分广阔。如髋关节表面修补，最常用复合材料超高密度高分子聚乙烯上再镀钴铬合金，使用寿命可达 15 ～ 25 年，近些年又发展了羟基磷灰石（简称HAP）材料，它一种重要生物活性材料，与骨骼、牙齿无机成分极为相似，具有良好生物相容性，埋入人体后易与新生骨结合。但 HAP 材料脆性大，有学者就用表面工程技术使 HAP 粒子与金属 Ni 共沉积不锈钢基体上，实现了牢固结合。
随着专业化生产方式变革人们环保意识增强，现呼吁表面处理向原材料制造业转移，这也一个重要动向。
为国家重大工程建设服务
新型军用飞机研制过程，先进胶粘技术、特种热处理技术、表面改性技术、薄膜技术以及涂层技术都发挥了重要作用。吸波材料研制成功为装备隐形提供了重要物质基础。
纳米表面工程技术正形成
近年来纳米材料技术正以令人吃惊速度迅猛发展。迄今研究以纳米粉末制作为主，但越来越倍受关注纳米材料结构化问题。众所周知，特殊表面性能纳米材料重要独特性能之一。表面工程无论工艺方法应用领域方面都与纳米材料技术有着不可分割密切联系。可以说表面工程促进纳米技术，特别纳米材料结构化发展主力军之一。
促进再制造工程发展
表面工程是再制造关键之一，起着基础性作用。可以说没有表面工程，实现不了再制造。
机械设备经长期使用出现功耗增大、振动加剧、严重泄漏、维修费用过高，一般应该列为报废。这些现象发生都零件磨损、腐蚀、变形、老化，甚至出现裂纹这些失效结果所造成。磨损零件表面发生，腐蚀从零件表面开始，疲劳裂纹由表面向内延伸，老化零件表面与介质反应结果，即使变形，也表现为表面相对位置错移。所以“症结”都表面问题。对这些问题，表面工程可以大显身手。
向自动化、智能化方向迈进
表面处理时，自动化程度最高汽车行业微电子行业。随着机器人自动控制技术发展，其他表面技术施工（如热喷涂）实现自动化智能化已为期不远。
降低对环保负面效应
从宏观上讲，表面工程对节能、节材、环境保护有重大效能，但对具体表面技术，如涂装、电镀、热处理等均有“三废”排放问题，仍会造成一定程度污染。因此，表面工程工作者降低对环保负面效应方面，仍任重而艰巨。
后记
有表面的地方就离不开表面处理技术。在这日新月异的时代，唯有找准时代的脉搏前进和努力，才能跟上时代的步伐。表面处理技术作为国际性的关键技术之一，以其高度的实用性和显著的优质、高效、低耗的特点在制造业、维修业中占领了日益增长的市场，在航空航天、电子、汽车、能源、石油化工、矿山等工业部门得到了越来越广泛的应用。表面处理技术的发展没有止境，我们相信未来会有更加环保、性能更佳、成本更低、更加便捷的表面处理技术诞生！
● 人物简介
林安，博士，教授。1978.2月-1982.2月武汉大学化学系高分子专业学士毕业，学士。1982.9月-1985.7月中国科学院长春应用化学研究所高分子专业研究生毕业，硕士学位 1990.10 月－ 1991.10 月日本神户大学工学部进修，访问学者。2004.7-2011.5 武汉大学资源与环境科学学院环境科学专业，博士学位。1985.7 ～ 2003.7 原机械工业部武汉材料保护研究工作，所长 , 研究员。主持国家“七五攻关项目”、参加“八五攻关项目”曾获省部级科技进步二等奖、三等奖。获国务院有关部委表彰。2003.8—2017.09 武汉大学资源与环境科学学院环境工程系工作，教授，博士生导师，参加国家自然科学基金重大项目、国家科技部 863 项目、国家电网等项目研究。2017.10——上海工程技术大学，兼职教授。兼任社会职务：国际表面精饰联盟副主席、中国腐蚀与防护学会副理事长、中国机械工程学会特邀理事，中国表面工程协会副理事长兼任科技委主任、环保部外经中心专家；湖北省船舶与海洋工程领域专家、曾任武汉大学学术委员会委员、《中国表面工程》、《装备环境工程》等编委。著有《功能性防腐涂料及应用》等。