如通过在物件表面进行涂层、电解或进行化学反应的方式改变物件表面化学组成等方法进行物件的表面处理。

化学材料的表面处理是20世纪60年代之后发展的一门化学分支，它从原子的角度解释表面的化学组成和性质间关系，是表面工程学中的一个重要的学科。现代的化学材料表面处理是一种跨学科、跨行业的综合性领域，其中包含着表面物理、等离子物理、有机化学、无机化学、表面化学、热传递等多门学科，各学科之间相互交融、相互完善、相互补充。通过对于材料表面的物理和化学处理改进化学材料的化学成分或组成结构，以此来提高工业原料的耐高温性、防腐蚀性、抗磨损性、导电性和导磁性等方面的性能，从而提高工业材料的技术水平和工作性能，提高了工业材料的使用效率和使用寿命，以应对如高温、浓腐蚀等环境下的工作状况，具有极高的应用价值和经济意义。

化学材料的表面处理大体包含以下几个方面：材料热处理、激光涂层、非金属涂层等。随着全球工业和产品的技术升级发展，对材料表面的表面改性和涂层的技术需求强度增高，为了满足国内外高速的科技发展带来的对材料表面特殊性能的高标准要求，化学材料的表面处理发展出了新的技术，在不同的方面均有大幅度的突破进展。

比较常见的化学材料表面处理的技术有以下几种。

①金刚石薄膜涂层技术。是化学材料的表面处理研究的重点技术，这一技术在制作刀具、模具、电子元件和半导体上均有良好的效果。由于金刚石具有很高的硬度，在所制作的工具，如刀具上涂上一层金刚石薄膜可以有效地提高工具的硬度水平，可以使得经表面处理后的工具进行一些高强度的工作，满足一些改进前无法满足的特殊工作任务。该技术的具体实施方法为：获取一层金刚石薄膜或类金刚石薄膜，通过化学反应分离出离子态碳，然后在所要涂盖的物体上使离子态的碳重新晶体化，使得金刚石或类金刚石能够焊接在工具表面。

②化学镀技术。指在无电源通电的条件下，使用化学液体将金属部件或非金属部件沉积在具有相应浓度的化学沉积液中，通过催化还原反应将镀层均匀地镀在物体表面的化学表面工程处理技术。

③热喷涂技术。该技术的出现已近一个世纪，其中的技术、设备、材料等都发展得较完备。原理是通过加热喷涂材料使之液化或软化，然后通过高速热源气流将液化或软化的喷涂物喷射在物件表面，使喷涂物在物件表面互熔、扩散的一种表面处理技术。

④电镀法。应用范围遍及工业中的许多领域，其中，最为普及的是金属装饰领域。同时，电镀法还可用于制备特殊合金，以加强金属的导电性和磁性。不同于其他表面处理方法，电镀法对物件本身的物理和化学性质有着一定要求。首先是物件表面应平整，如果物件没有平整的表面，电镀法将很难做到镀层厚度均匀，无法达到电镀后的物件平整。其次，物件要先进行除锈处理，在金属表面有锈迹的情况下，电镀法无法起到较好的效果。

⑤化学气相沉积法。该方法是获得固态薄膜镀层的有效方法之一，是通过气态的物质在物件表面上发生反应并沉积在物件表面上的一种技术。运用该技术，可以制作出纯度较高的固态薄膜，因此此法是制作该种类镀层的普遍方式。不过，此法亦有不足之处有待完善，如对温度的要求较高，而过高的温度又恰恰易导致零件物理性质上的变化，降低物件本身的工作性能，同时，由于高温的缘故，沉积物可与物件发生化学反应，增加了材料的脆性，易造成材料的断裂。

⑥表面扩散渗入技术。该技术是将物件放入介质中，将介质中的金属或非金属渗透到物件表面中。表面渗透技术的优点在于渗透这一方式有别于如电镀、热喷涂等其他技术，是通过将元素覆盖在物件表面的方式，使元素直接进入物件中，运用这种方式获得的新物件，渗透元素和原有物件间的结合是无分层的，它的组成成分和化学物理性能是渐进变化的，使镀层和旧物件有更好的融合度和更加整体化的化学物理特征。

其他化学材料表面处理技术还有化学转化膜技术、激光表面处理技术等。