钢的辉光离子渗铬研究

利用辉光离子渗氮炉进行离子渗铬。研究了１０、Ｑ２３５、４５、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１２钢离子渗铬层的组织和结构，渗层生长动力学，渗铬温度对渗层厚度的影响，钢的含碳量对渗层及碳化物层厚度的影响，钢的含碳量、辉光放电对渗层铬浓度分布的影响并对渗铬后钢件表面应力进行了测定。结果表明辉光离子渗铬可获得良好的渗层组织并明显加速渗铬过程。     

加弧辉光离子渗铝的研究

介绍了加弧辉光离子渗铝新工艺,并对普通碳钢进行了加弧辉光离子渗铝处理。研究了10、60、T12钢渗铝后的渗层组织特点,渗层合金成分的分布、渗层相组成及工艺参数对铝层的影响规律。     

加弧辉光放电等离子表面合金化

介绍了加弧辉光离子渗金属装置及基本原理在辉光离子渗金属装置中,引入冷阴极电弧源,实现了快速渗金属,已成功地在普通碳钢表面渗入Ti,Al及Cr—Ni等合金元素,同时分析了10钢渗Ti处理后的渗层组织特征、成分分布、相组成及工艺参数对渗层的影响     

纯铜加弧辉光离子渗钛的研究

介绍了加弧辉光离子渗钛新技术，利用此技术在纯铜表面形成一层均匀的渗钛层，探讨了纯铜渗钛后渗层的组织特征、渗层合金成分分布、渗层的相组成及其显微硬度分布。     

加弧辉光离子渗钛及其扩散动力学的研究

介绍一种新的表面合金化技术－加弧辉光离子渗金属技术以及其基本原理和实验装置。列举了碳钢试样加弧辉光离子渗钛处理，并对其渗层显微组织、合金成分及相组成进行了分析讨论；采用数学处理方法计算了钛在γ－Ｆｅ中的扩散系数，讨论了扩散系数与合金元素浓度的关系。     

纯铜双辉等离子体渗镍层形成及扩散机理分析

采用双层辉光离子渗金属技术实现了在纯铜表面的渗镍，对渗层中镍元素的分布进行了测定，用扩散偶方法计算了铜镍等温互扩散系数，并对在辉光放电中影响扩散系数的因素进行了讨论。结果表明，纯铜双层辉光离子渗镍是一个先吸附沉积再扩散的过程，利用扩散偶方法求得的等温互扩散系数随试验温度及表面镍浓度的提高而增大。只要合理选择放电条件下的各工艺参数，便可以有效控制渗层中的镍含量及分布。     

双阴极辉光离子轰击炉的研制

介绍了自行研制的“双阴极辉光离子轰击炉”的结构特点，与常规双重加热离子轰击炉相比，升温快，温度均匀，控温方便，且结构简单，节能；能进行离子渗Ｎ，离子渗Ｃ，离子Ｃ－Ｎ共渗等多种热处理工艺，具有良好的经济效益。     

钛合金表面双层辉光离子渗铝的研究

利用双层辉光渗金属技术，以铝为源极、TC4(Ti-6Al-4V)为阴极、氩气为工作气体，依靠辉光放电和不等电位空心阴极效应在TC4表面形成合金层。采用X射线衍射和辉光放电光谱分析了合金层的相组成及渗层内Al元素的分布．并对其进行硬度测试。结果表明：渗层由Ti3Al和α-Ti组成；铝的含量可达18％；渗层厚度可达13μm；其硬度比经渗铝处理后的有了较大程度的提高。     

等离子场中工件无辉光渗碳

研究了在等离子场中，工件不做阴极或阳极，因而工件上不产生辉光放电的条件下对工件进行渗碳的工艺。通过对不同温度下，工件无辉光渗碳工艺与辉光离子渗碳工艺研究，证明了等离子场中工件无辉光渗碳工艺的可行性，并从渗碳速度上对以上两种工艺进行了比较。     

纯铜双层辉光离子渗镀钛扩散钎焊

试验纯铜双层辉光离子渗镀钛扩散钎焊的新方法。试验结果表明,纯铜表面经离子轰击净化及活化后,钛易于沉积与扩散,且阴极表面溅射对钛的渗层有“稀释”作用。随着基材与沉积层互扩散的进行,有助于达到实现钎焊的过渡液相条件。当渗钛层厚度足够时。即可获得满意的焊接接头。双层辉光离子渗金属使得用高熔点金属作为扩散助剂进行钎焊成为可能。     

Duhocamis放电特性之空心阴极与热阴极的协同效应

Duhocamis(双空心阴极金属离子源)是在GSI间热阴极PIG离子源基础上,利用空心阴极圆筒取代空心阳极圆筒,磁镜场取代均匀磁场的强流金属离子源。通过系列变化空心阴极与间热阴极电源电压的弧放电试验,了解其对离子源工作及金属等离子体形成的贡献和影响。试验结果分别给出了空心阴极与间热阴极弧放电特性曲线,它们的弧压对弧流关系具有不同的弧阻抗特性;通过磁分析器对等离子体中各种离子成分比例的分析,进一步显示出空心阴极与间热阴极弧放电两者相互强化和联动的协同效应;尤其空心阴极电位从零开始变化的弧放电试验,揭示了离子源从PIG空心阳极放电向双空心阴极放电转换的过程;协同效应不仅证实空心阴极作为赖以产生金属离子的溅射电极,而且对于确立离子源工作模式与优化产生所需金属离子的放电条件至关重要。     

空心阴极真空电弧焊接的引弧机理

空心阴极真空电弧焊接（Hollow Cathode Vacuum Arc Welding,HCVAW)技术是一项新型、独特的技术,在航空,航天等工业部门有着巨大的应用潜力,本文介绍了空心阴极真空电弧焊接技术的特点及其放电机理,讨论了低气压下空心阴极电弧放电与常规电弧和电的不同特点,根据电离气体中性化条件,初步探讨了在低气压下空心阴极电弧放电的引弧过程,分析了影响低气压下空心阴极电弧放电引弧电压的因素。     

工艺参数对空心阴极真空电弧电子温度影响

为了研究空心阴极真空电弧等离子体特性,通过光谱仪获得了空心阴极真空电弧的发射光谱分布,同时利用相对强度法计算了电子激发温度.结果表明,空心阴极真空电弧等离子体主要由氩离子、氩原子构成;随着放电气压的降低和焊接电流的增加,空心阴极真空电弧的离子浓度逐渐增加;在一定气体流量下,空心阴极真空电弧的电子激发温度随着焊接电流的增加而升高;在低气体流量、大焊接电流时,电子激发温度较高;随着放电气压的升高,空心阴极真空电弧的电子激发温度逐渐降低.当焊接电流较大和气体流量较低时,空心阴极真空电弧的轴线附近的氩离子谱线强度较高,并且其径向分布梯度较大.     

网状阴极法在碳钢表面沉积氮化钽薄膜的研究

介绍了一种在钢铁基体上制备氮化钽薄膜的新方法———网状阴极法。其设备简单、价格低廉。实验中发现 ,在工艺参数调配合适的条件下 ,可制备出结构为面心立方和密排六方结构的氮化钽薄膜。薄膜较致密且均匀 ,与基体结合良好。分析了优选工艺参数条件下合成的氮化钽膜的成分、组织、表面和断口形貌及结合力。     

多重空心阴极溅射靶及其应用

研制了一种由多个空极并列组合而成的可直接作为溅射靶的多重空心阴极溅射靶。其溅射输出量可用靶电压、气压及空心阴极的高度和宽度的比值控制。多重空心阴极溅射靶应用于双辉离子金属渗镀试验。结果表明,这种方法可以加速金属渗镀层的形成。在靶电流密度较大的条件下,可以形成合金扩散层和纯金属沉积层的复合层组织。     

Microstructure and hardness of hollow cathode discharge ion-plated titanium nitride film

Titanium nitride (TiN) films were deposited on 304 stainless steel substrate by hollow cathode discharge (HCD) ion-plating technique. The preferred orientation and microstructure were studied by x-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), respectively. Microhardness of the TiN film was measured and correlated to the microstructure and preferred orientation. The results of TEM study showed that the microstructure of TiN film contains grains with nanometer scale. As the film thickness increases, the grain size of TiN increases. The x-ray results show that TiN(111) is the major preferred orientation of the film. The hardness of TiN film is primarily contributed from TiN(111) preferred orientation.     

新型多功能真空焊机的研制

多功能真空焊机是集真空扩散焊、真空钎焊、真空空心阴极电弧焊及真空充氩TIG焊为一体的精密焊接设备。该设备充分利用真空资源，大大降低4种焊接方法的总体设备成本；同时利用真空空心阴极小电流条件下的电弧特点，为工件扩散焊前的表面处理提供了一种新的工艺手段；该焊机独特的串联双气缸加压系统可对被扩散焊零件进行分阶段加压与脉冲式加压，实现了钛合金分层实体制造过程中的精密连接。     

Transition characteristics from radio-frequency discharge to arc in hollow cathode configuration

The technique of glow discharges in radio frequency configuration was applied to ignite hollow cathode vacuum arc discharge. The effect of discharge parameters on the building up of hollow cathode arc discharge was investigated. The emission spectrum during the vacuum arc ignition process was measured to disclose the discharge dynamics. There exists a threshold radio frequency power （300 W）, beyond which hollow cathode is in T mode discharge status while radio frequency discharge changes into the arc discharge. With the increase of the radio frequency power, the plasma temperature and electronic density increase, and the discharge mode transits more rapidly. The ignition time of hollow cathode vacuum arc discharge is less than 4 s with a radio frequency power of 700 W.     

Coaxial hybrid process of hollow cathode TIG and YAG laser welding

To make progress in laser-arc hybrid welding, especially when applied to thick steel plate, it is essential to get the remarkable synergic effect of deep penetration. It is suggested that the effective process is combining hollow cathode TIG with high beam quality laser welding. Penetration of hollow TIG/YAG hybrid welding was investigated by numerical analysis. A keyhole surface model taking into account the laser beam parameter product (BPP) was developed. The calculated keyhole surface profiles of coaxial hybrid welding are wider and deeper than that of YAG laser welding alone. As a result, single-pass butt welding of 20 mm thickness steel plate was achieved under the conditions of BPP = 0.9 mm mrad at laser power 1.8 kW. To confirm numerical results, coaxial hybrid welding tests with a hollow cathode TIG was conducted. The welding penetration was about two times as deep as a YAG laser alone. It was found that coaxial hybrid welding with hollow TIG/YAG had a large synergic effect.     

ThO_2粒子大小对W-ThO_2电极材料电子发射及其阴极斑点特性的影响

用扫描电镜对具有不同大小ThO2粒子的阴极材料击穿后表面上阴极斑点的形貌进行了观察。结果表明,阴极斑点的几何特征和分布完全由ThO2的大小和形貌来决定。随着ThO2尺寸的减小,阴极材料的电子发射能力显著提高。分析认为,阴极斑点的击穿特征是由于微观结构在界面处引起的内电场的特性而产生的。