离子注入技术及离子注入对不锈钢腐蚀电化学行为的影响

离子注入方法及注入工艺对改变金属表面成分和表面性能是极为有效的技术．离子注入对金属腐蚀行为的研究已有约30年的历史。本文概述了离子注入技术及离子注入对不锈钢腐蚀电化学行为的影响，涉及的注入离子达十余种。     

氮离子注入纯铁在人工模拟体液中的腐蚀性能研究

采用40kV的氮等离子体离子注入工业纯铁,注入剂量为7×1017ions/cm2,X射线光电子能谱(XPS)研究表面注入层元素的成分和价态,X射线衍射(XRD)分析注入层的物相转变,采用恒电位极化腐蚀试验研究了离子注入后材料在人工模拟体液中腐蚀行为.试验结果表明,氮离子注入能有效的改善纯铁在模拟体液中的耐蚀性,XRD和XPS分析发现,在试样表层形成较多的γ'-Fe4N化合物,有效的提高了材料表面的耐蚀性.     

Hank′s溶液中注碳Ti6Al4V合金缝隙试样的电化学行为

为探索碳离子注入Ti-6Al-4V合金在人工模拟体液Hank's溶液中的性能,采用电化学方法、扫描电子显微镜和X射线衍射对其缝隙试样在人工模拟体液Hank's溶液中的电化学行为进行了研究.结果表明:碳离子注入后,Ti-6Al-4V合金缝隙试样的腐蚀电位升高、电荷转移电阻增大,阳极极极化电流密度降低,改善了电化学性能;碳离子注入后,Ti-6Al-4V合金表面形成主要由TiC组成的无序层膜,该膜层阻滞了合金元素的溶解,提高了合金的耐缝隙腐蚀性能.     

注铌法改善纯铁的抗腐蚀性研究

离子注入法能解决一些传统表面处理工艺所不能解决的问题,并在一些材料上得到了成功应用。为了研究其在核材料和昂贵材料上应用的可能性,利用离子注入表面化技术,在纯铁基体上进行了离子注入铌表面改性处理,并改性层元素的分布、化学态及耐腐蚀性能进行了分析和测试。实验结果表明,离子注入铌可不同程度地提高纯铁的抗电化学腐蚀、水汽腐蚀及热氧化腐蚀能力,最后讨论了注铌改性层耐蚀性提高的原因。     

氩离子注入单晶硅表面的微观结构和微观力学性能研究

通过离子注入技术对单晶硅表面进行氩离子注入处理，利用纳米压痕仪及其附件研究了单晶硅表面在离子注入前、后的微观力学性能和变形机理，并用透射电子显微镜研究了改性层的微观结构．研究结果表明：一定剂量的氩离子注入使单晶硅表面的断裂韧性得到改善，提高了其在纳米划痕过程中的失效负荷．原因是氩离子的注入使单晶硅表面形成了硅的微晶态与非晶态共存的混合态结构的改性层，改善了单晶硅的微观力学性能．     

室温海水中钛钌阳极缝隙内的电化学行为

研究了钛凶阳极在室温海水介质中缝隙内的电化学行为。结果表明：钛钌阳极在室温海水中工作时，其缝隙内介质会发生严重酸化，缝内电位低于缝外电位，缝外工作电流密度达到１０ｍｊＡ／ｃｍ＾２，缝隙内ｐＨ值下降到１．５左右，缝内、外电位差达１．０Ｖ。钛钌阳有在室温海水介质中工作时不产生缝隙腐蚀。     

316L不锈钢表面氮离子注入后的疲劳及腐蚀疲劳行为

３１６Ｌ（Ｆｅ－１７．５Ｃｒ１３．５Ｎｉ－２．５Ｍｏ）不锈钢注入Ｎ离子后，其自由腐蚀电位Ｅ＿０、孔蚀再钝化电位Ｅ＿ｐ及孔蚀电位Ｅ＿ｒ均大大提高。在大应变量下，疲劳寿命下降；在小应变量下，疲劳性能改善。在电位Ｅ＿０作用下，其腐蚀疲劳寿命较高子注入前有所降低。在施加电位Ｅ＿０－１００ｍＶ时，其疲劳寿命较离子注入前提高。表面离子注入层的存在提高材料的循环应力。     

Cr离子注入铜薄膜对氧化物形成特征的影响

采用X射线衍射和卢瑟福背散射技术,研究了Cr离子注入铜薄膜对氧化物形成及其演变的影响,结果表明,离子注入改变了薄膜的氧化行为和氧化物结构,离子注入阻碍Cu原子的扩散,并抑制Cu2O向CuO转变,使得铜薄膜表面的氧化物具有层状结构,探讨了注入前后薄膜表面氧化物形成的机理。     

等离子体基低能离子注入技术的研究与发展

将低能离子注入技术引入等离子体基离子注入,一方面利用低能离子注入的低能优势,另一方面利用等离子体基离子注入的全方位优势,开发出等离子体基低能离子注入技术。等离子体基低能离子注入技术包括等离子体基低能氮、碳离子注入和等离子体源低能离子增强沉积两类工艺。低能离子的注入能量（０．４～３ ｋｅＶ）达到常规等离子体热化学扩散处理的电压范围,而工艺温度（２００～５００℃）则降至常规离子注入的上限温度范围。通过大量的工艺实验研究,实现了工艺过程的优化和控制,完成了对等离子体基低能离子注入改性铁基材料的金属学问题及物理、化学和力学性能的系统研究。证明了等离子体基低能离子注入技术满足铁基材料的表面改性要求。同时具有产业化发展潜力。     

D~+注入对Li_4SiO_4表面形貌影响的研究

国际热核聚变堆采用氚增殖剂与中子反应产生氚,其中氚增殖剂的释放行为和辐照性能是聚变堆设计研究的重要内容,中国独立发展的氦冷固态球床实验包层初步采用硅酸锂作为氚增殖剂。本文采用氢的同位素氘模拟研究氚在增殖剂中的释放行为和辐照性能,通过离子注入方式对硅酸锂陶瓷进行了不同剂量的氘离子辐照,研究了D离子注入对硅酸锂表面形貌的影响,同时采用高温热解析技术研究了D在硅酸锂中的释放行为。结果表明:D离子注入在表面形成了微米级气泡带、纳米级微孔、无规则裂缝。在加热过程中D主要以HD、D_2、HDO、D_2O形态释放。     

金属材料在铝液中腐蚀行为的研究

为获得铝液腐蚀工况下金属材料的选用原则,运用静态铝液浸没腐蚀试验,研究了QT350、HT300、H13、Cr13、Ta、Mo在铝液中的腐蚀行为.结果表明:所选金属材料在试验条件下均与铝液反应生成金属间化合物层;所选金属材料在铝液中的平均腐蚀深度由高到低依次为QT350、H13、Cr13、HT300、Ta、Mo,难熔金属Ta、Mo具有优异的耐铝液腐蚀性能;QT350、HT300、H13、Cr13腐蚀后表面形成大量点状蚀坑,其在铝液中的腐蚀为非均匀腐蚀;Ta、Mo腐蚀后表面平整,其在铝液中的腐蚀为均匀腐蚀.     

电偶对中6A01铝合金的电化学腐蚀行为研究

为了解决高速列车环境下6A01铝合金的电偶腐蚀问题,利用电化学阻抗谱和极化曲线等电化学方法研究了6A01铝合金在不同溶液中的电偶腐蚀行为.结果表明:6A01铝合金在NaCl溶液和模拟污水溶液中以点蚀为主,模拟污水溶液中铝合金的腐蚀速率较小,腐蚀速率随时间先增大后减小,再增大再减小,最后趋于稳定,铝合金的耐蚀性能减弱.铝...     

Formation and electrochemical behavior of Al and O plasma-implanted biodegradable Mg-Y-RE alloy

Mg-Y-RE alloy is potentially useful in biodegradable implants but the fast degradation rate in the physiological environment restrains actual applications. In order to enhance the corrosion resistance, aluminum and oxygen ion implantation is employed to modify the surface of the Mg-Y-RE alloy. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is conducted to obtain elemental depth profiles and determine chemical state changes. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization are employed to investigate the electrochemical behavior in simulated body fluids (SBF). After polarization, the corroded surface is further studied by scanning electron microscopy (SEM). The results indicate Al and O ion implantation produces an Al₂O₃-containing protection layer which improves the corrosion resistance of Mg-Y-RE alloy. After the surface treatment, localized corrosion becomes the dominant corrosion mechanism instead of general corrosion.     

医用镁合金的腐蚀行为与表面改性

对镁及镁合金作为生物材料的可能性和研究进展进行了评述。介绍了镁及镁合金的腐蚀行为与影响其耐蚀性能的主要因素。同时对医用镁及镁合金的几种表面改性技术进行了讨论。     

Influence of aluminum ions implanted on corrosion behavior of zirconium in 1 M H2SO4

In order to study the effect of aluminum ion implantation on the aqueous corrosion behavior of zirconium, specimens were implanted with aluminum ions with fluence ranging from 1 × 10¹⁶ to 1 × 10¹⁷ ions/cm², using a metal vapor vacuum arc source (MEVVA) at an extraction voltage of 40 kV. The valence states and depth distributions of elements in the surface layer of the samples were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and auger electron spectroscopy (AES), respectively. Transmission electron microscopy (TEM) was used to examine the microstructure of the aluminum-implanted samples. Glancing angle X-ray diffraction (GAXRD) was employed to examine the phase transformation due to the aluminum ion implantation. The potentiodynamic polarization technique was employed to evaluate the aqueous corrosion resistance of implanted zirconium in a 1 M H₂SO₄ solution. It was found that a significant improvement was achieved in the aqueous corrosion resistance of zirconium implanted with aluminum ions. Finally, the mechanism of the corrosion behavior of aluminum-implanted zirconium was discussed.     

铝合金在我国不同气候条件下的腐蚀行为及防腐蚀措施的研究现状

综述了铝合金大气腐蚀的机理和影响因素(化学组成、工艺、气象因素、环境因素),介绍了不同型号的铝合金在不同气候条件下的腐蚀行为(腐蚀形貌和腐蚀产物)以及防止铝合金大气腐蚀的防护措施(表面处理、防腐蚀涂料、聚合物防腐蚀膜)。     

铝合金专用黑色耐磨涂料的研制

针对黑色阳极氧化膜层的修复研制了一种专用耐磨涂料，该涂料可直接喷涂在原阳极氧化膜层上，热固化成膜，膜层硬度高、耐磨性好，具有较优良的综合性能，解决了表面修复的难题，该涂料也可应用在其他金属材料的表面防护上。     

铝及其合金化学导电氧化生产工艺介绍(Ⅰ)

铝件进行化学导电氧化后具有一定的防腐蚀性和导电性,在电子设备上,铝材零部件化学导电氧化后可以防止电磁信号的干扰.为此,详细介绍了铝件化学导电氧化的工艺流程、工艺配方、氧化液的成分及其作用、导电氧化膜的生成机理、导电氧化液的配制、操作条件对导电氧化膜的影响、导电氧化液的维护和分析、导电氧化的前后处理、导电氧化时常见的故障及其排除方法,分析和讨论了氧化膜的导电性能、耐蚀性能和涂装后的性能.     

复配气相缓蚀剂对多种金属大气腐蚀的综合保护作用研究

为了应对海洋大气环境中电子设备容易被腐蚀的难题,制备了一种复配气相缓蚀剂。通过半封闭空间挥发减量试验、缓蚀膜疏水性表征、模拟环境和海洋大气环境试验等评价了复配气相缓蚀剂对钢、T2紫铜、黄铜、银、铝等电子设备常用金属的气相缓蚀性能。结果表明:复配气相缓蚀剂对以上金属均具有显著的缓蚀作用,其中对钢的缓蚀率为86.9%,对T2紫铜为58.7%,对黄铜为96.2%,对银和铝在模拟腐蚀环境中具有一级气相缓蚀能力,是一种性能优良的电子设备多金属大气腐蚀综合防护材料。     

Review on corrosion resistance of mild steels in liquid aluminum

The corrosion of mild steels by liquid aluminum is an intractable issue in aluminum industry.This review aims to provide an overview of the corrosion behavior of mild steels in the static liquid aluminum with an emphasis on the thermodynamic and kinetic aspects.The corrosion mechanisms of mild steels in liquid aluminum are discussed systematically,based on which four corrosion control approaches including alloying,introducing secondary phase,matrix microstructure control and surface treatment are introduced.Currently,a combination of improvement approaches may have a great potential for further enhancement in corrosion resistance.