强流金属离子注入

金属等离子体浸没注入（MEPIII）技术与金属蒸气真空弧（MEVVA）源注入技术有相同之处,也有各自不同的特点。采用两种方法进行钛离子注入硅,RBS方法分析注入层,并对两种注入技术予以比较。     

不锈钢方轨形靶PIII处理及流体力学模拟*

对方轨形AISI304不锈钢靶进行了氮的等离子体浸没离子注入(PI II)处理,试验结果表明,表面硬度明显提高,摩擦学特性也得到显著改善。其中上表面的 改 性效果明显优于侧表面。利用二维流体模型对注入过程中等离子体行为进行了模拟研究,结 果表明：最大的注入剂量发生在上表面的中心区,在侧表面附近由于离子受到底面的竞争吸 引,而使注入的剂量明显低于上表面,因而得到不同的改性效果。     

9Cr18轴承钢的金属离子加氮离子复合注入处理新工艺

简单地叙述了金属等离子体浸没离子注入与沉积（ＭｅＰⅢＤ）表面处理新工艺的发展,以及ＭｅＰⅢＤ工艺对于脉冲阴极弧金属等离子体源的要求。详细报导了９Ｃｒ１８轴承钢样品的氮离子注入表面处理工艺及金属离子加氮离子复合注入处理新工艺,对被处理和未被处理试样进行了显微硬度、磨痕、摩擦因数及腐蚀特性测试后表明：用金属离子加氮离子复合注入处理的９Ｃｒ１８钢试样的表面特性改善明显优于只有氮离子处理的试样,证明脉冲阴     

等离子体浸没离子注入改善45钢的摩擦学性能

采用灯丝放电和射频(RF)辉光放电等离子体浸没离子注入(PⅢ)工艺对45钢表面进行了氮离子注入强化处理。通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度、针-盘磨损和电化学腐蚀试验等测试手段，分析比较了经灯丝放电PⅢ和RF辉光放电PⅢ改性后试样表面元素的浓度分布、显微硬度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。结果表明：不同条件下的氮离子注入均能提高45钢表面的显微硬度、耐磨性和抗腐蚀性能；且RF辉光放电PⅢ处理后试样的显微硬度提高了76．8％，摩擦系数下降到0．3，与灯丝放电PⅢ处理后的试样相比，其表面强化效果更加明显。     

Cr4Mo4V轴承钢金属离子注入抗磨损、抗腐蚀性能研究

在氮气气氛环境下,采用金属等离子体浸没离子注入与沉积(MePIIID)工艺对Cr4Mo4V轴承钢表面进行强化处理,在高能钛离子轰击下,明显提高了Cr4Mo4V轴承钢近表层的抗磨损、抗腐蚀性能,最佳处理试件与未处理试件相比,摩擦系数由0.7～0.8降低到0.2～0.3之间。腐蚀电流密度减小了97%,腐蚀电阻增加近40倍,为轴承钢材料表面强化提供了一种新颖的改性方法。     

脉冲宽度对偏转电场法内表面等离子体浸没离子注入的影响

近年来 ,采用等离子体浸没离子注入 (PIII)对零部件内表面进行改性处理引起了各国研究工作者的广泛关注 .研究表明 ,提出的偏转电场法是进行内表面注入处理的有效方法 ,可以极大提高内表面注入的注入剂量和注入能量 .研究了采用偏转电场法注入时注入电压脉冲宽度对注入效果的影响 .结果表明 ,长注入脉宽可以提高内表面注入能量 ,但对注入剂量影响不大 ;脉冲宽度对注入峰值深度和注入剂量的分布有很大影响 ,长注入脉宽使注入峰值深度和注入剂量的最大值向筒内部移动 ;采用适当的不同宽度脉冲进行注入 ,可以改善注入均匀性 .     

浸没式等离子体表面改性技术

研制了浸没式等离子体表面改性装置,等离子体由外置等离子体源产生,使装置对材料的处理工艺变得灵活。配置的高抵压脉冲电源可进行单纯的等离子体注入,也可进行等离子体的注入与氮化,同时可对采用的工艺进行优化,因而提供了一种有效的等离子体表面改性方法。     

全方位离子注入与沉积类金刚石碳膜的结构与性能

用等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)复合强化新技术在AISI440C不锈钢表面制备了类金刚石(DLC)碳膜。膜层表面的原子力显微镜(AFM)形貌显示出DLC膜结构致密均匀。Raman光谱分析结果表明,制备的DLC主要是由金刚石键(sp3)和石墨键(sp2)组成的混合无定形碳膜,且sp3键含量大于10%。以纯石墨棒做阴极,C2H2为工作气体条件下合成的DLC薄膜中,sp3键含量总体上较单纯用石墨作阴极而无工作气体条件下合成的DLC薄膜中sp3键含量高。与基体相比,薄膜试样的显微硬度和摩擦磨损性能均得到了较大改善,最大硬度提高88.7%,磨损寿命延长超过4倍。     

全方位离子注入与沉积TiN薄膜的纳米压痕和纳米划擦行为

用等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)复合改性技术在AISI52100轴承钢基体表面合成了高硬耐磨的TiN薄膜。膜层的相组成及其表面形貌分别用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)表征。合成薄膜前后试样的力学性能经纳米压痕和划痕实验评价。XRD结果表明,膜层中主要存在TiN相,择优取向(200),同时含有少量TiO2和钛氮氧的化合物。AFM形貌显示出试样表面TiN呈定向排列,膜层均匀完整,结构致密。纳米压痕测试结果表明,膜层具有较高的纳米硬度和弹性模量,最大值分别达到22.5和330 GPa,较基体分别增长104.5%和50%。根据纳米划痕形貌和划痕深度随划痕位置的变化关系分析出,薄膜在纳米划擦过程中先后经历了弹性变形,弹塑性变形,加载开裂或卸载剥落三个阶段。划擦剥落抗力达到80mN,表明TiN薄膜具有很好的弹性恢复能力和较强的疲劳剥落抗力。     

高频低压等离子体浸没离子注入技术研究

利用低电压注入可以在相同的温度下较传统高压PIII获得更高的注入剂量率,同时在注入脉冲过程中形成较薄的离子阵鞘层,以利于提高注入剂量均匀性。低压与高频注入相配合可获得合适的处理温度和注入剂量率。研究结果表明,经高频低压PIII处理后的SS304样品硬度明显提高;氮元素内扩散可达1.5μm,表面氮浓度接近20%。