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。     

GCr15表面钽沉积及碳离子注入的摩擦性能的研究

GCr15钢广泛用于各类轴承制造.为提高其摩擦性能,用磁控溅射法在GCr15轴承钢试样表面沉积厚约100 nm的钽膜,再进行不同注量的50 keV碳离子注入.用Ф6的GCr15钢球做对磨试验,测试它们的摩擦性能,用SEM观察磨痕形貌.结果表明,处理后GCr15钢改性层的Ta2C含量随注量增加,摩擦性能得以提高.载荷1 N、滑动速度50 mm/s条件下,注入3×1017ions/cm2的试样耐磨性是原始试样的1.65倍;表面沉积钽膜后,摩擦系数由未处理前的0.8～1下降至0.5左右,钽膜注碳后摩擦系数更降至0.2～0.3,注入层主要以磨粒磨损为主.     

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。     

V-5Cr-5Ti合金在Cl-溶液中的界面腐蚀特性

采用电化学阻抗谱测试技术、光学显微镜、扫描电镜及X射线能谱研究了V-5Cr-5Ti合金在Cl^-溶液中的界面腐蚀特性,并与钒进行了比较。结果表明,在50 μg/g Cl^-的KCl溶液中,V与V-5Cr-5Ti合金的电化学阻抗谱均具有容抗弧特性,其界面腐蚀物理结构模型可用R₁(Q₁(R₂(Q₂R₃)))等效电路表示,V的腐蚀电极过程电荷转移电阻远大于V-5Cr-5Ti合金;V的腐蚀为均匀腐蚀,而V-5Cr-5Ti合金为局部腐蚀;V的抗腐蚀性能优于V-5Cr-5Ti合金。     

注入N离子改性的Ti-2Al-2.5Zr合金表面性能研究

往Ti-2Al-2.5Zr合金中注入能量为75 keV的N离子,注入剂量为3×1017/cm2和8×1017/cm2。75 keV N离子在Ti-2Al-2.5Zr合金的射程,借助TRIM 96程序计算的结果为1.2×10-7m。测试结果表明,Ti-2Al-2.5Zr合金的显微硬度随N离子注量的增加而升高,当注量为3×1017/cm2和8×1017/cm2时,Ti-2Al-2.5Zr合金的硬度分别升高260％和340％。注入后的样品用X射线衍射法及光电子能谱法进行分析。XRD衍射谱分析表明,Ti-2Al-2.5Zr合金有TiN新相生成。TiN相的生成被认为是Ti-2Al-2.5Zr合金显微硬度增加的主要原因。     

钠冷快堆包壳材料钒基合金的腐蚀

本文介绍17种成份的钒合金材料在高温钠热对流腐蚀装置中进行的腐蚀试验所取得的初步试验结果。分别在700℃,650℃和550℃温度条件下对这些钒合金试样的腐蚀重量变化、表面的显微硬度变化和金相结构作了比较。通过试验筛选出耐蚀性能较好的两种钒合金成份是V 15Cr 5 Ti 1 Fe 1 Al和V 8 Ti 5 Cr 5 Mo 2 Fe 1 Al。文中对钒合金的成份、金相结构、显微硬度变化与耐蚀性能之间的关系作了一些分析和讨论。     

Al-B4C复合材料在硼酸溶液中腐蚀机理研究

采用硼酸溶液模拟乏燃料贮存水池环境,研究Al-B₄C复合材料在其中的腐蚀行为。用SEM、EDS观测腐蚀试样的微观形貌,用XRD测试腐蚀前后试样的物相,并测试腐蚀过程中试样的干重。结果表明：材料中的Al是引起腐蚀的主要因素;0~500 ppm硼酸溶液中,试样腐蚀增重,在表面生成斜晶结构的Al(OH)₃氧化膜,对材料起一定保护作用;2 500 ppm硼酸溶液中,试样腐蚀增重,在表面沉积非晶结构的Al(OH)₃絮状腐蚀产物;10 000~25 000 ppm硼酸溶液中,试样腐蚀失重,表面局部微小区域可观察到龟裂和腐蚀“坑”生成。材料抗腐蚀性能随溶液硼酸浓度的增加而降低,欲提高材料抗腐蚀性能,需对其进行表面保护处理。     

Ti离子注入SiO_2合成TiO_2纳米颗粒及其光学性质

将105 keV的Ti离子注入到SiO_2玻璃至1×10~(17)、2×10~(17) cm~(-2),并在氧气气氛下进行热处理,借助紫外可见分光光度计、掠入射X射线衍射光谱仪、透射电子显微镜、原子力显微镜等多种测试仪器,详细研究了Ti O2纳米颗粒的形成、结构、分布及其光吸收和催化性能。研究结果表明,高注量Ti离子注入结合氧气气氛热处理可以在SiO_2基底中形成TiO_2纳米颗粒,并以金红石相为主。合成的TiO_2纳米颗粒的形貌明显依赖于离子的注量,随离子注量增加,形状不规则且分散排列的TiO_2纳米颗粒会转变成尺寸较为均匀、分布致密的纳米颗粒,进而形成了TiO_2类颗粒膜结构。另外,光催化降解实验结果表明,合成的纳米颗粒对罗丹明B溶液具有一定的降解作用。     

用于腐蚀介质中的Ti-Ta合金的制备及性能

钛(Ti)在氧化性酸和中性介质中表现出良好的抗蚀性，但在还原性酸中却腐蚀得很严重：与此相反，钽(Ta)在氧化性酸和还原性酸中都表现出优良的耐腐蚀性，但因价格昂贵使其只在腐蚀非常强的情况下才使用，Ti-Ta合金可望用于还原性酸中。因为它们相对钽而言，价格低、密度低；而与钛相比，又具有更高的耐腐蚀性。通过电弧熔炼来制备Ti-20，40，60和80wt％Ta合金，用扫描电镜(SEM)，能量散射光谱(EDS)，X射线衍射(XRD)对这一系列的合金进行了评估。并对合金在室温下的H2SO4溶液做了一些电化学试验，用以评价它们的耐腐蚀性     

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。     

EDXRF法测定V-Ta合金中Ta含量

为适应新型合金材料(V-Ta合金)研制的需要,建立了用能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)法测定V-Ta合金中Ta含量的分析方法。该方法将溶解的V-Ta合金切屑样制成滤纸片试样,用能量色散X射线荧光光谱仪测定其Ta含量。该方法简便、快速,测定Ta含量在25%~40%范围内的样品时,其测量结果的相对标准偏差(n=6)不大于1%。     

Ar+离子辐照对锆4合金耐腐蚀性能的影响

为了研究辐照损伤对锆4合金电化学耐腐蚀性能的影响,使用直线加速器产生单电荷载能Ar+,在液氮温度下辐照样品表面,产生缺陷.然后,测量辐照后锆4合金的电化学极化曲线,使用钝化电流密度作为评定腐蚀性能的指标,分析不同注量Ar+离子辐照对锆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不同注量Ar+辐照下锆4合金损伤层的微观结构.实验结果表明在低离子注量范围内(＜3×1014/cm2),随着辐照量的增加钝化电流密度升高,耐腐蚀性能降低;在中等离子注量范围内(3×1014-1×1016/cm2),随着辐照量的增加钝化电流密度急速下降,耐腐蚀性能显著提高;在高离子注量范围内(1×1016-1×1017/cm2),随着辐照量的增加钝化电流密度又开始增加,耐腐蚀性能再次降低.最后,根据原子碰撞理论对实验结果进行了理论分析.     

C+Ti双离子注入H13钢抗腐蚀结构的分析

利用阳极化扫描方法测量了C＋Ti双离子高剂量注入H13钢样品在NaAc/HAc缓冲液（pH=5.6)中的耐腐蚀性能。结果表明,双离子注入明显地降低样品的峰值电流密度,改善样品的耐腐蚀性能;Ti离子的注入剂量越高,样品的耐腐蚀性能越好。在0.1mol/L NaCl溶液中点蚀实验结果表明,离子注入后样品的点蚀电位提高75mV,耐点蚀性能明显改善。TEM和SEM结果表明,注入样品的表面形成了一层晶粒细化层,从而减少了腐蚀坑的形核位置,阻止腐蚀的进一步进行,提高了样品的耐蚀性。     

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。     

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.     

几种钢材离子注氮与氮化的磨损性能研究

本文对9Cr18、GCr15及Cr12MoV三种钢材在离子注氮、气体氮化、离子氮化以及淬火等不同工艺处理后,轻负荷下的抗磨损性能进行了研究。发现离子注氮后的试样抗磨损性能最佳,并随着形成氮化物元素的增加,抗磨损性能显著改善。用AES、XPS、TEM及X射线衍射法综合分析了注氮层的成分和结构。     

高能重离子辐照制备SiOC复合材料的研究

用120 kev碳离子注入非晶SiO2薄膜,再用高能Xe、Pb和U离子辐照.注碳剂量范围为2.0×1017-8.6×1017 cm-2,高能离子辐照剂量1.0×1010-3.8×1012 cm-2.辐照后的样品用傅里叶变换红外光谱仪进行系统分析.实验结果显示,高能离子辐照在注碳非晶SiO2薄膜中形成了大量的Si-O-C键和Si-C键.这些Si-O-C结构具有环链、开链和笼链等多种结构形式.随电子能损、辐照剂量或者沉积能量密度的增加,SiOC结构由类笼向环/开链结构演化.对高能重离子驱动产生SiOC结构的机理进行了简单的讨论.     

MA956在超临界水环境中的腐蚀性能

研究MA956在550/600/650℃超临界水(SCW)中的腐蚀特性,采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析氧化膜的表面形貌、组织结构和元素分布。由MA956的腐蚀增重曲线可知,其在SCW中腐蚀1000 h后其重量基本不变,具有优良的抗腐蚀性能。MA956在SCW中形成的氧化膜分层不明显,为单层结构,氧化膜中富Al、贫Fe。当温度大于或等于600℃时,腐蚀1000 h试样表面分布着大量的Al2O3白色颗粒物,在650℃时白色颗粒物的平均尺寸达8μm。经预氧化的MA956抗腐蚀性能进一步提高,1000 h后在其表面依然光滑平整,并未出现点蚀坑。     

铀表面离子注入碳改性层抗腐蚀性研究

研究了碳在铀表面注入、梯度注入、反冲注入及离子束辅助沉积改性工艺。采用俄歇电子谱仪（AES）分析碳改性层沿深度方向的成分分布;采用X射线衍射仪（XRD）分析改性层的结构;通过动电位极化曲线、极限湿热腐蚀实验,比较腐蚀前后样品表面的形貌变化,对改性层抗腐蚀机理进行探索。研究结果表明：几种改性工艺均实现了碳离子在铀表面的注入或沉积,碳离子注入可在铀的表面形成碳化铀;45keV能量辅助轰击沉积碳、50keV能量及梯度能量碳离子注入改性层的抗腐蚀性能较优,先离子溅射沉积再碳离子辅助沉积形成的改性层的抗腐蚀性能最差。改性层腐蚀以点蚀为主,样品的腐蚀呈现在腐蚀点向基体和周围扩展,改性层致密无缺陷的区域则未发生腐蚀。     

Ti35钛合金与低碳不锈钢在硝酸溶液中的电化学腐蚀对比研究

从电化学角度对Ti35合金(Ti-5%Ta)和超低碳不锈钢在硝酸溶液中的抗腐蚀性能进行了对比评价。对不同温度、不同浓度、不同添加离子等条件下的阳极极化曲线进行了测试。得到结论:在相同温度下,硝酸溶液浓度的变化导致了钛合金的腐蚀加剧。在相同浓度下,随着温度的升高,钛合金腐蚀越来越不明显。Cr6 离子浓度对钛合金腐蚀能力的影响不大。铀酰离子的作用较弱,加了铬和钌离子后表现出对阳极反应的明显抑制作用。通过表面微观形貌的观察,发现不锈钢对硝酸浓度的变化更为敏感,氧化性离子的综合作用对于不锈钢的耐蚀性影响很大。研究结果表明,Ti35合金具有比不锈钢优异得多的抗腐蚀性能,有希望取代000Cr25Ni20不锈钢而用于后处理设备。