結(jié)構(gòu)材料和工具材料的主要任務(wù)是保證其所制成的機(jī)械零件或工具在一定的工作條件下和一定的期限內(nèi)能可靠地服役而不發(fā)生失效。斷裂、腐蝕和磨損是金屬材料制件的三種主要失效形式，據(jù)美國20世紀(jì)90年代初估算，這三種失效形式造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3000多億美元，約占國民生成總值（GNP）的10%。三種失效形式所占比例相差不多，都超過GNP的3%，其中腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失最高。我國也不例外，僅冶金礦山、農(nóng)機(jī)、煤礦、電力和建材等部門的不完全統(tǒng)計(jì)，由于機(jī)件與材料抗磨損壽命低，每年因磨損報(bào)廢或更換的備件達(dá)100多萬噸，價(jià)值約20億人民幣。近年來，我國由國外引進(jìn)近1000億美元的機(jī)械裝置，每年因磨損失效需要補(bǔ)充或更換的備件近10億美元。原國家科委對(duì)金屬腐蝕情況做過調(diào)查，每年損失達(dá)100～200億元人民幣。如果考慮金屬磨損、腐蝕造成的事故及維修等間接損失，其數(shù)值將相當(dāng)可觀。除磨損和腐蝕之外，疲勞斷裂也往往是從受力最大的表面開始逐漸向內(nèi)部發(fā)展的。因此，采用表面強(qiáng)化技術(shù)，提高機(jī)械零件的耐磨性和抗蝕性，從而提高機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省材料、節(jié)省能源，對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。
（1）滿足零件使用性能的要求，提高零件的服役壽命和可靠性。
現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的自動(dòng)化、小型化、可靠性、耐久性的要求越來越高，零部件的服役條件也越來越惡劣。工作在高速、高載荷、高溫高腐蝕環(huán)境下的零部件對(duì)材料表面使用性能的要求也就更苛刻。而在許多情況下，很難有同時(shí)能滿足基體和表面性能要求且經(jīng)濟(jì)性好的材料。在這方面，表面強(qiáng)化技術(shù)正顯示其重要地位和作用。例如，宇宙飛船、洲際導(dǎo)彈的飛行速度達(dá)幾十倍音速，其外部構(gòu)件與大氣層摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)使其外部構(gòu)件的溫度達(dá)4000～5000℃以上，幾乎所有金屬與合金都不能承受如此高溫，只能依靠某些陶瓷材料，如氧化鋯等隔熱防火涂層。這些涂層可以降低基體溫度，保護(hù)基體材料不致軟化，保持足夠的強(qiáng)韌性。合金鋼有很好的強(qiáng)韌性，但硬度不是很高；陶瓷雖然有很高的硬度、紅硬性、耐磨性，但脆性大。高速鋼鉆頭、銑刀等刃具表面可以用氣相沉積法獲得幾微米厚的TiN覆層，可提高使用壽命幾倍，而且TiN色澤金黃，有很好的裝飾作用。鋁硅合金鑄造性好、密度小、重量輕，很適宜制造汽車零件，其缺點(diǎn)是硬度低、耐磨性較差。Al-Si合金經(jīng)激光加熱表面Ni－Cr合金化后，耐磨性比原材料提高3倍左右，使鋁合金活塞的使用壽命提高2倍以上。在有些情況下，即使采用比較經(jīng)濟(jì)的、簡(jiǎn)單可行的表面強(qiáng)化技術(shù)，同樣也能收到較好的效果，如硬質(zhì)合金拉絲模，采用化學(xué)熱處理滲硼后，與未處理的模具比較，拉低碳鋼絲使用壽命可以提高7倍，拉高碳鋼絲使用壽命可以提高2倍。
（2）節(jié)省材料、節(jié)省能源。
我國“地大、物博、資源豐富”的概念，由于人口過多而大打折扣。以鋼產(chǎn)量為例，目前世界人均鋼量約200千克，發(fā)達(dá)國家在400～500 千克以上。2000年我國產(chǎn)量達(dá)到10285噸，人均也只有100千克。鋼材產(chǎn)量及品種短缺是今后若干年都會(huì)碰到的問題，每年需進(jìn)口上千萬噸，耗資40～50億美元。如果在1億噸的基礎(chǔ)上，只要節(jié)約1%即100萬噸，就相當(dāng)于30 億人民幣。采用表面強(qiáng)化技術(shù)，減少磨損、腐蝕導(dǎo)致的材料消耗，不僅有助于緩和鋼材供需矛盾，還可以用廉價(jià)的鋼材代替貴重鋼材，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
表面強(qiáng)化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)材料性能的優(yōu)化是非常有效的，對(duì)磨損、腐蝕等凡是損傷從表面開始的零部件都有顯著的效果。例如，煉油廠減壓裝置原用碳鋼制造，腐蝕壽命僅1年，熱浸滲鋁后可使用15～20年。該技術(shù)用于Q235鋼制高速公路護(hù)欄，因該鋼基體長(zhǎng)期不氧化生銹，可節(jié)省大量鋼材。
（3）促進(jìn)新材料和高新技術(shù)的發(fā)展。
任何工業(yè)產(chǎn)品，特別是信息產(chǎn)業(yè)的微電子產(chǎn)品要向復(fù)雜化、多功能化、小型化和高精度、高可靠性方向發(fā)展，就會(huì)對(duì)材料提出新的要求�？梢哉f，沒有新材料就沒有高新技術(shù)產(chǎn)品。表面技術(shù)是開發(fā)和研究新材料的重要途徑之一。薄膜材料厚度為亞微米級(jí)至微米級(jí)，可視為僅沿二維伸展的薄膜。二維伸展的薄膜因具有特殊的成分、結(jié)構(gòu)和尺寸效應(yīng)，能獲得三維材料所沒有的性能。薄膜材料的尺寸很小，又具有各種特殊功能，所以特別適于制造集成電路、光盤、磁盤、重要的光電子器件等。氣相沉積技術(shù)可在基體表面形成各種功能膜，例如導(dǎo)電（金屬）膜、絕緣（介質(zhì)）膜、電阻膜、超導(dǎo)膜、磁性膜、壓電膜及各種光學(xué)膜等，對(duì)大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展起著重要的作用。