N / Ti / Al 离子注入 304 不锈钢的耐磨性

目的研究N,Ti,Al离子注入对304不锈钢耐磨性的影响规律,为304不锈钢材料的改良提供参考。方法采用等离子注入技术,在不同剂量下对304不锈钢分别进行N,Ti,Al离子注入,对离子注入后的试样进行表面微观形貌观测、表面硬度测试、摩擦磨损性能测试,并与304不锈钢基材进行对比。结果 304不锈钢经3种离子注入后,均能获得平整、致密,没有裂纹,具有一定光洁度的表面组织,但是注入剂量增大会引起表面起泡现象,形成多孔形貌,光洁度降低。此外,3种离子注入均能提高304不锈钢的表面硬度,且高剂量注入试样的硬度比低剂量注入试样更高,相较而言,N离子注入使表面硬度的提高更明显。相比未注入基材,注N与注Ti表面层的摩擦系数均变小,注Al表面层的摩擦系数反而变大,但磨损量都明显降低。高剂量注N、注Al试样的耐磨性均高于低剂量注入试样,而高剂量注Ti试样的耐磨性低于低剂量注入试样,但仍好于注N、注Al试样。结论在相同实验条件与注入工艺下,N离子注入对表面硬度提高最显著(剂量为5.0×1017ions/cm2),约提高41%;Ti离子注入对耐磨性提高最显著(剂量为3.0×1017ions/cm2),约提高6倍。     

离子注入剂量对工程塑料表面纳米硬度的影响

研究了离子注入剂量和剂量率对工程塑料表面纳米硬度提高效果的影响，分别将不同剂量的C离子注入尼龙6和PET以及Al离子注入PPO，并将不同剂量率的Al离子注入PET。纳米硬度测量显示：随着注入剂量和剂量率的增加，尼龙6、PET、PPO的纳米硬度升高；未注入以及低剂量和剂量率注入塑料的载荷一位移曲线呈现弹塑性变形特征，而高剂量和剂量率注入的呈现出弹性变形特征。     

Ti离子注入H13钢表面改性研究

利用MEVVA源强流离子注入机将Ti离子注入到H13钢表面,注入剂量和离子能量分别为0.5×1017~5.0×1017ions/cm2和105keV。利用TR IM2003程序模拟计算饱和注入剂量;通过显微硬度仪、磨损试验机、电化学测试系统和扫描电镜测试了注入前后H13钢的表面硬度、磨损性能、摩擦系数和耐蚀性。利用SEM、AES、XPS和EDX等分析手段对注入前后的材料表面形貌、注入元素的化学价态及浓度分布等进行分析。借助XPS考察了注入表面层钛元素的化学状态。结果表明,Ti离子注入显著提高了H13钢的表面硬度、耐磨性和耐蚀性,减轻了磨粒磨损;减轻了表面层铁元素的氧化。通过所测主要性能可知,利用钛离子注入改善H13钢较为经济有效的注入参数分别为1.0×1017ions/cm2和105keV。     

Ni离子注入纯铜的表面改性

采用MEVVA源离子注入设备进行了纯铜表面镍离子注入的改性实验研究,采用透射电镜和X射线衍射仪对改性层显微组织进行分析表征.结果表明随着Ni离子注入剂量的增加,铜表面改性层发生一系列强化过程.纳米硬度和摩擦磨损实验结果表明当注入剂量达到7.5×1017ion/cm2时,注入层的硬度值可达基体的2倍,滑动摩擦因数仅为基体的47%.高剂量的离子注入是对纯铜进行表面改性的一种有效的方法.     

氮离子注入9Cr18Mo不锈钢的表面结构与力学性能

针对9Cr18Mo马氏体不锈钢,检测了氮离子注入前后表面纳米硬度和摩擦磨损性能,分析了注入后9Cr18Mo钢的表面组织结构和化学组成.结果显示,氮离子注入有效提高了材料的表面硬度,降低了摩擦系数和磨损的同时,没有改变材料表面形貌和粗糙度.表面氮注入层分为两层:表面20 nm深度内除金属氮化物及氮过饱和固溶体强化相外,还富集大量碳原子,其主要存在方式为CrxCy相;次表面层主要为金属氮化物.氮离子注入后9Cr18Mo不锈钢表面形成的新的组织结构是其具有良好力学性能的根本原因.     

Si����ע���TiN��Ĥ��΢�۽ṹ����ѧ���ܵ�Ӱ��

采用MEVVA离子源技术对由磁过滤阴极真空电弧沉积的TiN薄膜注入不同剂量的Si元素,利用XPS和纳米硬度仪表征Si离子注入后化学成分、元素键合状态以及硬度的变化。结果表明,Si离子注入后,薄膜表面硬度得到提高,5×1016 ions/cm2的样品硬度峰值从27.18GPa增加到39.85GPa,随着注入剂量的增加,纳米硬度峰值有下降的趋势,1×1017 ions/cm2的样品硬度峰值为33.27GPa,但表面改性层的深度增加,纳米硬度在一定的深度范围内得到了整体的提高。离子注入使薄膜表面层的弹性模量显著提高,表层弹性模量随注入剂量的增加而提高。并且由于Si元素的注入,形成了新的微结构相Si3N4,新相的含量与注入剂量有关。     

Ta离子注入对铝青铜耐磨性能的影响

采用俄歇电子能谱仪分析Ta离子注入铝青铜合金的Ta、Cu和Al元素分布,利用显微硬度仪测量注入Ta离子铝青铜的显微硬度,用摩擦磨损试验机分析QA19-4铝青铜的摩擦系数和磨损质量损失.结果表明:随Ta离子注入剂量的增加,铝青铜中的Ta原子浓度升高,离子注入深度超过100 nm,显微硬度显著增高,在距合金表面约60 nm深处硬度达到最大值;铝青铜的摩擦系数显著降低,单位时间内磨损质量损失显著减小,因此明显提高了舒j青铜的耐磨性能.     

钛合金的等离子体浸没离子注入表面强化处理

研究了等离子体浸没离子注入（PIII）技术对Ti6A14V合金表面性能的影响。分析比较了灯丝放电PIII和射频辉光放电PIII对基体表面进行氮离子注入后的改性效果。应用X射线衍射仪（XRD），扫描电镜（SEM）分析了注入层的相组成和组织结构：测试了经不同PIII工艺参数处理后试样的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明：氮离子注入使Ti6A14V的粗大晶粒（α-β相）转变为细小致密的晶粒，表面层中形成了耐磨相TiN；处理后试样表面的显微硬度提高了80％，摩擦系数降到0．16，抗磨损性能得到了显著提高。     

聚苯醚金属离子注入改性层的硬度和磨擦学性能

为研究离子注入技术对聚苯醚（PPO）的表面硬度和耐磨性的提高效果,分别将3种剂量（2×1015 cm－2、1×1016 cm－2和1×1017 cm－2）的Al、Ti 、Fe离子注入PPO。纳米硬度测量显示,1×1016 cm－2 Ti离子注入PPO后其硬度由0.369 GPa增至1.433 GPa,离子注入使PPO表面形成一层交联层,导致其硬度提高。磨损实验表明,3种离子注入后均可使PPO的耐磨性提高,摩擦因数下降;其中1×1016 cm－2 Ti离子注入PPO的磨损体积降为原来的0.4%,摩擦因数下降了40％。红外光谱分析表明,离子注入后PPO表面形成羟基和羰基等新的基团,羟基的形成主要与表面微量吸水有关。电子自旋共振(ESR)分析显示离子注入可以形成自由基,离子注入诱发交联的方式主要为自由基交联。     

Ti6A14V的射频激励等离子体浸没离子注入

本文利用电感耦台的射频激蛐产生的氨等离子体对Ti6A14V进行等离子体浸没离子注入．处理结果发现，随射频功率及氨离子注入剂量增加，Ti6A14V表面显微硬度增加；注入能量及剂量对材料摩擦磨损性能有显著影响，而且注入能量不同，最佳注入剂量电相应变化；射频激励下等离子体浸没离子注入具有注入和氮化双重作用。     

Fretting wear behavior of nitrogen implanted Zircaloy-4 alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＺｉｒｃａｌｏｙ 4ｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｆｏｒｆｕｅｌｃｌａｄｄｉｎｇｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｄｗａｔｅｒｒｅａｃｔｏｒｓ (ＰＷＲ ) ,ｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｓａｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｎｅｕｔｒｏｎｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ ,ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ａｄｅｑｕａｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄ ｇｏｏｄｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ .Ｉｎａｎｕｃｌｅａｒｒｅａｃｔｏｒｈｅａｔｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｆｕｅｌｅｌｅｍｅｎｔｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｐｕ…     

AlRETiB++N+注入对H13钢表面性能的影响

研究了将AlRETiB^ N^ 注入后H13钢表面性能的变化。纳米硬度分析表明,AlRETiB^ N^ 的注入使H13钢表层纳米硬度从13．37GPa增加至19．90GPa。刻痕试验表明,注入试样表面结合强度发生了变化,形成“硬壳”。SEM观察发现注入层性能与基体性能差别很大。从X光电子能谱发现,注入后,Ce峰位、La峰位、N峰位发生较大位移,生成的化合物极其复杂,为未知化合物,并有BN、AlN生成。     

离子注入对尼龙66机械性能的影响

用离子注入技术来提高尼龙６６的表面硬度和耐磨性。Ｃ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ５种离子单独被注入尼龙６６、每种离子的剂量分别为２＊１０＾１５ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２、１０＾１６ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２、５＊１０＾１６ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２或１０＾１７ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２。磨损实验表明,５种离子注入后均可使尼龙６６的耐磨性提高,其中Ａｌ离子注入后改性效果最好,１０＾１７ｉｎｏｓ／ｃｍ＾２Ａｌ离子注入后尼龙６６的耐磨性提高     

离子注入对单晶锗力学性能影响的分子动力学研究

为改善单晶锗的硬脆力学特征，用分子动力学模拟方法研究了3种不同剂量的离子注入对单晶锗表面的改性机理。分析结果表明，离子注入对锗基体造成了非晶相损伤，纳米压痕过程表现为晶格演化。纳米压痕结果揭示了非晶相的存在能够降低单晶锗的硬度和脆性，提高塑性。此外，锗基体的非晶相损伤程度和硬度与离子剂量有关。随着剂量的增加，非晶损伤程度加深，硬度降低。     

Nb+C����ע��Ź�����յ绡��TiAlN��Ĥ�о�

 利用MeVVA离子源技术对阴极磁过滤真空弧沉积的TiAlN薄膜进行了不同注入剂量的Nb及Nb+C离子注入。采用EDS、TEM、GIXRD、显微硬度等测试方法研究了离子注入剂量对于薄膜微观结构和性能的影响。结果表明,注入剂量为Nb5×1017 ions/cm2+C5×1017 ions/cm2时,Nb在TiAlN薄膜内的注入投影射程为130nm;在薄膜表层形成厚度约50nm的非晶与纳米晶的复合结构;在次表层,晶粒发生局部扭曲变形。随着离子注入剂量的增加,薄膜与基底的复合硬度由HV1900增加到HV3000,在高剂量离子注入条件下,薄膜的硬度提升更为显著。     

Machining characteristics and fracture morphologies in a copper-beryllium (Cu-2Be) alloy

The technology of materials removal is improved greatly by the introduction of advanced cutting tools like cubic boron nitride, ceramics, polycrystalline diamond and the more recent whisker-reinforced materials. In this paper, the influence of cutting temperature on machinability, mechanical properties, microstructure, and fracture morphology of Cu-2Be alloy using a polycrystalline diamond cutter is investigated. The information on machining, microstructure, and fracture morphology of Cu-2Be alloy are very useful to understand their fabrication characteristics and the basic mechanisms of its deformation and fracture. The machinability (in terms of surface finish) of Cu-2Be alloy is evaluated as a function of cutting temperature, resulting from wet and dry cutting. Machining is carried out on a Hardinge Cobra 42 CNC machine (Hardinge Inc., Elmira, NY), and the machining parameters used—cutting speed, depth of cut, and feed rate—are kept constant during both wet and dry cutting. The machined surface finish on Cu-2Be alloy is measured using a surface finish analyzer (Surftest 401, series 178) technique. The machined specimens are examined for their strength and hardness properties using a standard Universal Testing Machine and Rockwell hardness tester, respectively. Wet cutting (using coolants) produced a smooth surface finish when compared with dry cutting of the Cu-2Be alloy. The machined specimens are examined for their microstructural features using a Nikon optical microscope. The specimens are etched using a suitable etchant solution for revealing such microstructure constituents as grain size, phase proportions, and the possible overheated areas (especially in dry cutting). The fractured surfaces from the tensile and impact toughness tests are investigated for their fracture morphologies (dry and wet cutting) using a microprocessor-controlled scanning electron microscope (Jeol Model JSM 5910 LV). A detailed analysis is also made to understand and interpret the basic fracture mechanisms responsible for crack initiation and crack propagation. The Cu-2Be alloy showed relatively higher mechanical properties in wet cutting in comparison to dry cutting operations. Fracture studies demonstrated intergranular and ductile fractures as dominant modes of fracture mechanisms in Cu-2Be alloy.     

Preparation of diamond-like carbon by PBII-enhanced microwave ECR chemical vapor deposition

Diamond-like carbon (DLC) films were fabricated with methane on the surface of Si(100) wafer by combining plasma-based ion implantation and microwave ECR chemical vapor deposition. Raman scattering spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to analyze the chemical structure of the DLC films and sp³ content of the DLC films was measured by XPS. Atomic force microscope was employed to investigate the surface morphology information of DLC films synthesized by different methods. The hardness of the films was evaluated using microindentation techniques. Results showed that plasma-based ion implantation enhanced ECR chemical vapor deposition could result in the better surface morphology, the higher adhesion strength and the enhanced hardness; in addition, the hardness of the DLC films was elevated by doping with nitrogen.     

W、Mo离子注入对离子镀TiN薄膜表面结构和性能的影响

目的进一步改善氮化钛薄膜的摩擦学性能。方法利用金属蒸汽真空弧源(MEVVA)在离子镀TiN薄膜表面进行等剂量W、Mo离子注入。采用扫描俄歇系统、光学三维形貌仪、X射线衍射仪和纳米压痕仪,分别分析了TiN薄膜的离子注入深度、表面形貌及粗糙度、相结构和不同压入深度的薄膜硬度。在球盘滑动摩擦磨损试验机上考察了TiN薄膜的摩擦学性能,并利用扫描电子显微镜和三维形貌仪对其磨损形貌进行分析。结果等剂量离子注入后,TiN表面注入层中W离子的含量明显大于Mo离子,两种离子注入对TiN薄膜的表面形貌和硬度的影响较小。XRD结果表明,W离子和Mo离子注入后均发现了Ti_2N硬质相。两种离子注入均可以不同程度地降低TiN薄膜的摩擦系数和磨损率。结论 W、Mo离子注入均可显著改善TiN薄膜的摩擦学性能,但Mo离子更有利于其摩擦系数的降低,而W离子注入更有利于TiN薄膜磨损率的降低。