《表面工程技术》课程在大学生创新创业教育中发挥的作用

　　中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）23-0050-02

　　一、引言

　　2011年，教育部批?适凳?“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”2012年建设项目，决定在“十二五”期间实施国家级大学生创新创业训练计划。国家大学生创新创业训练计划有三种类别――创业训练项目、创新训练项目及创业实践项目[1，2]。该项目是在导师的指导下，在校学生为主体研究创造具有一定价值的研究成果，并将其成果推向创业活动中去[3]。大学生创新创业活动能够调动学生学习的主动性，培养学生创新思维，有利于大学生树立良好的价值观，开拓大学生的就业渠道，并推动社会健康发展[4，5]。

　　随着人们生活水平的提高及工程美学的发展，表面工程在金属及非金属制品表面装饰作用也更引人注目和得到明显的发展。表面工程技术是现代工业发展的关键技术之一，是现代制造技术的重要组成与基础工艺之一，同时又为信息技术、航天技术、生物工程等高新技术的发展提供技术支撑。该技术是利用表面工程技术，使材料表面获得它本身没有而又希望具有的特殊性能。该技术能加强材料表面防护，提高材料表面性能，控制或防止表面损失，可延长设备、工件的使用寿命，获得巨大的经济效益。

　　大学生创新创业教育可以结合表面技术的特点，发挥表面技术的社会价值，实现教育与创新的有机结合。

　　二、表面强化技术在大学生创新创业中的作用

　　大学生创新创业教育在表面强化技术方面有宽广空间。表面强化可以提高金属材料抵御环境作用的能力，可以修复磨损或腐蚀损坏的零件，挽救加工超差的产品，实现再制造工程，这些方面在大学生创新活动中比较容易找到创新的切入点。

　　比如镀铬，铬是一种微带天蓝色的银白色金属，有强烈的钝化能力，使其具有较高的化学稳定性，其硬度很高，镀层具有很高的硬度和耐磨性，常用于零件修复或易磨损件的电镀。硬铬镀层充分利用了铬层硬度大、耐磨性好、摩擦系数小的特征，在工业上应用相当广泛，尤其是重负荷、高摩擦的工况下。

　　表面强化技术中镀铬工艺简单，在校大学生容易掌握，容易寻找到创新点。镀铬电解液为络合物电解液，一般多采用甲酸盐（甲酸钾或甲酸铵）或草酸铵做络合剂。主盐采用氯化铬或硫酸铬，加入一定量的导电盐（氯化钾或硫酸钠），用硼酸做缓蚀剂，在加入少量润湿剂。三价铬电镀铬的阴极反应可以分为两步，第一步是铬的三价铬的络合离子得到一个电子称为二价铬络合离子，第二步是将二价铬络合离子还原成金属铬。

　　大学生在进行镀铬表面强化研究活动中，可以掌握材料与化工结合的知识，对其提高思考能力有显著帮助。

　　三、表面改性技术在大学生创新创业中的作用

　　表面改性技术也可以用到大学生创新创业教育中。该技术可以研究各类材料表面的失效机理与表面工程技术的应用理论问题，开发新的表面工程技术，还可以实现特定的表面加工来制造构件、零件和元器件等。

　　化学镀在表面改性技术有重要地位，方便用于大学生创新创业教育。化学镀有以下优点：在复杂结构的镀件上可以形成较均匀的镀层，镀层的针孔一般比较小，可以直接在塑料等非导体上形成金属镀层；镀层具有特殊的化学、力学或磁性能，不需要电源。

　　在非金属表面镀覆一层金属可使其既具有非金属的特点也具有金属的特点。依照化学镀镍反应中的不同基体的表面情况，可分为5类：①本身对化学镀镍具有催化活性的金属，如Fe、Co、Ni、Pd等；②不具有催化活性但能从镀液中置换出金属镍的金属，如Zn、Mg、Al等；③无活性也不能置换出金属镍的导体，如铜、黄铜、石墨等；④非导体，如塑料、橡胶、陶瓷等；⑤导体与非导体的复合体。对于非金属材料在化学镀之前的预处理主要有：除油、粗化、敏化及活化。这些材料能够提高零件表面的亲水性和形成适当的粗糙度，以保证镀层具有良好的附着力；使粗化后的零件表面吸附一层有还原性的二价锡离子，以便在随后的离子型活化处理时，将银离子或者钯离子还原成有催化作用的银或钯原子；使零件表面形成一层有催化作用的贵金属层，以使化学镀能够自发进行。

　　选用非金属表面化学改性技术应用到大学生创新创业教育中，可以拓展大学生对材料交叉领域的认识，增加其创新意识，提高其创新能力。

　　四、表面装饰技术在大学生创新创业中的作用

　　大学生对表面装饰技术有直观认识，能够轻松用于创新创业教育。表面装饰技术能够赋予金属或非金属制品表面光泽的色彩、图纹、优美外观。

　　比如将涂料进行涂装修饰材料表面也可以帮助大学生挖掘出创新创业项目。涂料指涂布于物体表面在一定的条件下能形成一层致密、连续、均匀的薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能（绝缘、防锈、防霉、耐热、阻燃、抗静电、耐磨等）的一类液体或固体材料。涂装是将涂料用一定的设备和方式涂布于物件的表面，经过自然或人工的方法干燥固化形成均匀的薄膜涂层的过程。涂料除保护、装饰等作用外，涂层还可赋予绝缘、防污、抗菌、防霉、阻尼、阻燃、示温、导电、导磁、防辐射、防静电、隐身等特殊功能，能够充分发挥大学生创新创业教育的作用。

　　五、表面功能化技术在大学生创新创业中的作用

　　表面功能化技术能够在大学生创新创业教育中给以学生充分飞创新空间。表面功能化技术根据需要，可以赋予材料及其制品表面力学性能、物理功能和多种特殊功能、声光磁电转换及存储记忆的功能；制造特殊新型材料及复层金属板材。 　　合金电镀是有代表性的表面功能化技术，该技术是同时沉积含有两种或两种以上金属元素镀层，与单金属镀层相比，合金镀层有如下主要特点：①能获得单一金属所没有的特殊物理性能，如导磁性、减磨性（自润滑性）、钎焊性；②合金镀层结晶更细致，镀层更平整，光亮；③可以获得非晶结构镀层；④合金镀层可具备比组成他们的单金属层更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度，但延展性和韧性通常有所降低；⑤不能从水溶液中单独电镀的W、Mo、Ti、V等金?倏捎胩?族元素（Fe、Co、Ni）共沉积形成合金；⑥能获得单一金属得不到的外观。通过成分设计和工艺控制，可得到不同色调的合金镀层（如Ag合金，彩色镀Ni及仿金合金等）具有更好的装饰效果。

　　表面功能化技术在大学生创新创业教育中可以帮助学生提高对材料物理性能的认识，培养学生的创新能力。

　　总之，表面工程技术中的表面强化技术、表面改性技术、表面装饰技术及表面功能化技术在大学生创新创业教育中能够发挥重要作用，能够调动学生学习的主动性，培养学生创新思维，有利于大学生树立良好的价值观，开拓大学生的就业渠道，提高大学生整体素质。

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