铝合金、钛合金的全方位离子注入与沉积复合处理工艺研究

铝合金、钛合金等材料具有许多优良性能，广泛用于航空、航天、舰艇及能源化工等工业部门，但是这两种材料的耐磨损性能较差。本研究利用了全方位离子注入与沉积（PIII＆D）技术来强化处理这些合金表面，采用离子注入＋过渡层＋耐磨损层的复合强化处理工艺，通过摩擦磨损试验来研究不同的过渡层结构和厚度对磨损性能的影响。实验结果表明，通过优化过渡层结构和厚度，耐磨损性能有了很大的提高。     

Y/Ce注入对Zr-4合金高温氧化行为的影响

为了比较研究Y、Ce离子注入对Zr-4合金氧化性能的影响，探索离子注入后的改性机制，对Zr-4合金表面分别注入了不同剂量的两种离子并在500℃条件下进行空气氧化．氧化曲线表明：Y、Ce离子注入均能明显改善Zr-4合金的氧化性能，改善的程度随注入剂量的提高而增大；Ce离子注入后的改性效果略强于Y．使用XPS、GAXRD研究了注入样品高温氧化实验后的表层氧化膜成份及其相结构，探讨了Y、Ce离子注入提高Zr-4合金高温抗氧化性能的机理。     

铈离子注入Zr-4合金的高温氧化行为

研究铈离子注入对Zr4合金氧化性能的影响，对Zr—4合金表面注入了不同剂量的铈离子，并在500℃条件下进行了空气氧化实验。氧化曲线表明，铈离子注入能明显改善Zr—4合金的氧化性能，且注量越高，氧化性能改善的程度也越大。运用俄歇电子（AES)、X光电子（XPS)和小角掠射X光衍射技术(GAXRD)等测试方法分别分析了注入样品表层元素的深度分布、氧化膜成分及相结构，同时探讨了铈离子注入改善Zr—4合金氧化性能的机制。     

Ta离子注入Ti6Al4V合金的抗腐蚀性能

用注量为1.2×1016、3×1016、1.5×1017、3×1017、4.5×1017/cm2的Ta离子对Ti6Al4V合金进行表面改性,加速电压为146.5 keV。Ta离子注入后,用动电位极化曲线研究其抗Hank’s溶液腐蚀性能,用小角掠射X射线衍射研究其表面物相结构,用X射线光电子能谱分析其腐蚀样品的表面元素化合态。结果表明,Ta离子注入改善了Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,但试样的腐蚀电流密度并非随Ta离子注量增加而单调减小,试样表面合金层、单质Ta和氧化物,共同形成腐蚀阻挡层,提高其抗腐蚀性能。     

X射线衍射方法研究钢铁材料注入层的结构变化

离子注入用于金属材料表面强化已有十多年历史。国内外已取得许多重要结果。对于离子注入所造成强化的机理研究,将有助于解决实际的工业应用和所存在的问题。迄今,国外     

离子注入改善钢表面性能的研究

离子注入提供一种精确控制和改善钢表面性能的最灵便和最直接的方法。本文研究了离子注入对钢的表面硬度、光反射率和高温氧化性能的影响。     

Mo-Re合金薄膜的辐照效应研究

使用离子注入技术,将200 keV氤离子注入到Mo-Re合金薄膜中,实现对薄膜的表面选区辐照改性.该薄膜的合金成分用X射线荧光光谱(XRF)测出.利用白光干涉表面形貌仪,测量了辐照区的溅射刻蚀深度和表面粗糙度,评价了合金成分对薄膜辐照行为的影响.结果表明适量Re的加入能够显著提高合金薄膜的抗溅射能力.     

B、N、Cr、Mo离子注入对纯铁抗腐蚀性能和显微硬度的影响

本文介绍B、N、Cr、Mo离子注入到纯铁中形成的表面合金的腐蚀性能和显微硬度。在0.5mol/lH_2SO_4溶液中的自然腐蚀电位变化不大,临界钝化电流密度和维持电流密度明显降低,钝化范围扩大,显微硬度提高。几种离子组合注入比单一离子注入的效果好。     

N+离子注入对锆-4合金耐腐蚀性能的影响

为了研究N+离子注入对锆-4合金耐腐蚀性能的影响,本文使用直线加速器产生的N+离子注入锆-4合金样品,通过对离子注入后样品电化学曲线的测量,分析不同剂量下N+离子注入对锆-4合金钝化电流密度的影响,同时使用透射电子显微镜分析注入层的微观结构.结果表明,随着注入剂量的提高(0-1×1016cm-2),样品钝化电流密度下降,耐腐蚀性能提高,其原因主要归结于样品表层由多晶结构到非晶结构的转变过程.     

燃料棒电子束环焊缝试样腐蚀后产生蓝色氧化膜环的机理

燃料棒电子束焊接试样腐蚀后,在近环焊缝区会出现蓝色氧化膜环现象。研究了蓝色环氧化膜的 微观结构和形貌,测量了表面膜厚度和成分。用常规腐蚀法、加速腐蚀法和离子注入法研究了蓝色氧化 膜环处的抗腐蚀性能。试验表明:近环焊缝区已形成蓝色环后并不影响该处锆合金在继续腐蚀时的抗 腐蚀性能,也不影响燃料棒整体的抗腐蚀性能。根据实验结果提出了蓝色氧化膜环的产生机理和消除措施,并在大规模生产中得到了验证。     

氧分子离子单独和组合注入对金属铀抗腐蚀性能的影响

报道了氧分子离子注入表面形成的氧化膜对铸态金属α－Ｕ的抗腐蚀性能的影响。经注入和未注入试样的电化学、９６℃饱和蒸汽腐蚀、５０ｍｇ／１ＫＣｌ溶液浸泡和室内大气环境下的腐蚀试验发现，氧分子离子单独和组合注入明显地改善了金属铀的抗腐蚀性能。Ｘ－射线衍射试验证实氧离子注入在试样表面形成了ＵＯ２保护层。     

O钝化对铀铌合金电化学腐蚀行为的影响

采用电化学方法研究了铀铌合金经CO（0.3MPa)钝化前后的电化学耐蚀性能,并用X射线光电子能谱（XPS）分析了铀铌合金经CO钝化后表面层的组成。研究结果表明：铀铌合金经CO钝化后表面生成了致密的钝化膜,这层钝化膜增大了腐蚀过程的阳极阻力,提高了铀铌合金的电化学耐蚀性能。     

离子注入对超高分子聚乙烯磨损性能的影响

用８０ｋｅＶ不同剂量的Ｃ３Ｈ＾＋８,Ｎ＾＋２对超高分子聚乙烯样品进行离子注入,通过反冲探测分析表明注入层Ｈ含量的变化,对样品表面在离子注入前后的磨损性能进行了测试。实验结果显示,离子注入以后样品表面氢含量减少,磨损性能增强。     

钼离子注入对锆-4合金耐腐蚀性的影响

观察钼离子注入对锆-4合金在硫酸水溶液中耐腐蚀性的影响。使用MEVVA(Metalvaporvacuumarc)源对锆-4合金表面注入1×1016—1×1017cm-2剂量的钼离子,用X射线光电子能谱(XPS)分析其表面元素价态;用三次极化扫描评价其在1mol·L–1硫酸水溶液中的耐腐蚀性;并对三次极化后的样品进行扫描电镜(SEM)观察。实验表明,当钼离子注入剂量小于5×1016cm-2时,注入样品的耐腐蚀性显著增强。当钼离子注入剂量为1×1017cm-2时,注入样品的耐腐蚀性反而比未注入时差。讨论了钼离子注入锆-4合金后耐腐蚀性改变的原因。     

N^＋离子注入α—Al2O3的表面结构及摩擦性能

利用Ｘ射线衍射，光电子能谱，电镜，Ｒａｍａｎ光谱等现代测试手段分析了Ｎ＾＋注入α－Ａｌ２Ｏ３前后材料表面的相组成，原子组成及显微结构，对离子注入改性Ａｌ２Ｏ３表面的摩擦磨损行为进行了研究。同时，Ｎ＾稍许主Ａｌ２Ｏ３后产生的表面压应力使陶瓷表面裂纹变短，变细，变圆等，提高了陶瓷的磨损性能。     

尼尔逊离子源重离子束流的发射度

尼尔逊离子源已广泛地应用于重离子加速器、同位素分离器及研究用离子注入机。用于C-600离子注入机的尼尔逊离子源,目前已获得达100μA的三十余种重离子束,其中有近二十种固体元素。     

载能离子束技术在堆用锆合金中的应用

锆合金是重要的反应堆用材料，其在堆中的耐腐蚀能力、耐辐照能力以及力学性能对反应堆效益和安全有重要影响。本文对近年来国内外关于离子注入、重离子模拟辐照等载能离子束技术在堆用锆合金表面改性、辐照行为以及元件后处理等方面的理论和应用研究进行了总结。     

当前离子束研究与发展的课题

利用定向高能的离子束来改善材料的表面敏感性能已在全世界进行了几乎二十年了。在此期间，大量的改善性能的试验已在实验室里得到证实，而有些应用目前正寻求工业应用。目前氮离子注入使精密部件抗腐蚀，包括钛合金外科用的假肢和精选工具，就属于这些转向的研究和发展课题。通常称为离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）的离子束轰击连同物理气相沉积的混杂结合已成为一种有效的处理技术。它将离子束许多好的特性与常规的涂层技术相结合，例     

钛离子注入9Cr18钢的强流脉冲电子束后处理

对９Ｃｒ１８钢经Ｔｉ＾＋离子注入后又使用脉冲强流电子束进行了表面辐照处理用ＡＥＳ分析了注入层的成分,考查了电子束处理前后的硬度,并讨论了脉冲强流电子对离子注入金属材料表面成分产生辐照增强扩散的影响。     

离子注入、分析联用靶室

近年来,离子注入和离子束分析技术,应用相当广泛,已扩展到许多新的领域,形成了一种多学科性的边缘学科。 离子注入已作为一种成熟的技术广泛地应用在半导体工业上,在半导体制造工艺方面,它比传统的热扩散法显示出多方面的优越性。同时在材料改性方面也引起人们的极大兴趣,许多金属部件在实际使用时起作用的是金属表面的性质,而离子注入正好是能够改变金属表面性质(如硬度、磨损、腐蚀等)的有效途径。此外,离子注入技术用来改变光学表面指定区域的反射率、折射率,这在“集成光学”中是一项有效技术,也有人利用离子注入技术研制记忆元件(如磁泡)以及提高超导材料的超导性能等。