离子碳氮共渗技术的研究与应用

离子碳氮共渗具有渗速快,渗层及表面质量好,变形小及节能的优点。850—870℃离子碳氮共渗后直接淬火,更适合于精密零件的热处理。实践证明这是具有推广价值的新工艺。     

35CrMoV齿轮无污染硫碳共渗工艺的优化

系统研究了温度、时间、氰酸根含量等参数对共渗层质量的影响。用优化的硫氮碳共渗工艺处理后,化合物层致密区宽展,在保持优良的抗咬死性能的前提下,大幅度提高了耐磨与耐蚀性。抗胶合台架试验表明,硫氮碳共渗齿轮比调质的承载能力提高1倍。渗层质量完全达到进口齿轮的水平。     

高温镀铁层离子氮碳共渗后的微观组织结构特征

本文用透射电镜研究了高湿镀铁离子氮碳共渗层的微观组织结构。结果表明:致密的ε相及Υ’相构成化合物层的最表层。扩散层为铁素体基体和由晶界出发并能穿过数个基体晶粒的Υ’相针或棒;晶内析出的α”及富 N 的 GP 区构成。观察发现扩散层中的Υ’相存在两种具有长周期结构的多型体。渗后基体镀铁层产生大量位错并形成小角度亚晶界及胞状位错结构。讨论了扩散层微观组织的形成。     

35CrMo钢硫氮共渗层的摩擦学性能

目前,低温离子渗硫技术在石油钻杆丝扣上的应用还没有先例.应用离子渗氮与离子渗硫技术,在35CrMo钢表面制备了硫氮共渗复合层.采用自制的球-盘磨损试验机,在含铜润滑脂润滑条件下,对比研究了离子渗氮层与硫氮共渗层的摩擦磨损性能;采用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察了表面改性层和磨损表面的形貌,利用纳米压痕仪测量了渗层的硬度和弹性模量,用X射线光电子能谱研究了磨损表面边界润滑膜的元素成分及其含量随深度的变化.结果表明,35CrMo钢经硫氮共渗处理后,表面比较粗糙,硬度较低,符合理想的摩擦表面要求;硫氮共渗层有了渗氮层的支撑,其减摩耐磨性能在低速低载下优于渗氮层,满足钻杆接头的使用性能要求.     

氮在离子氮碳共渗中的作用

研究了在离子氮碳共渗过程中氮对化合物层厚度的影响,同时对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析.结果表明:在离子氮碳共渗过程中,气氛中低氮势不利于ε相的生成,且渗层的显微硬度较低;高氮势有利于ε相的生成,同时提高了渗层的显微硬度;当氮势超过60%后对化合物层厚度影响不大.     

丙烷浓度对45钢离子碳氮共渗的影响

首次以丙烷作为供碳剂对45钢进行离子碳氮共渗。利用金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究了丙烷浓度对试样截面形貌、物相组成和表面硬度的影响。结果表明:随丙烷浓度的增加,化合物层厚度和表面硬度均呈现先增大后减小的趋势。当丙烷浓度为1.5%时,510℃离子碳氮共渗4h后,化合物层厚度和表面硬度分别达到最大值40μm和779HV0.05,同时得到以ε相为主,并伴有极少量渗碳体的最优物相组成。当丙烷浓度超过1.5%时,化合物层厚度和表面硬度均下降,这是由于渗碳体相含量随丙烷的增加而增加,并当丙烷浓度为2.5%时渗碳体成为主要物相,从而阻碍了C、N原子向基体内的进一步扩渗。     

DC53钢的离子氮碳共渗工艺及稀土催渗研究

为了探究DC53钢的优化氮碳共渗工艺,对DC53钢在530℃不同共渗时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同炉内气压情况下的离子氮碳共渗效果进行了研究.运用OM、XRD、SEM、EDS、显微硬度、摩擦磨损实验,对材料的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了分析.研究表明:对于冷作模具钢DC53,10 h、NH3/CO2为15∶1、炉内气压为800～1000 Pa时,氮碳共渗效果最好;随着稀土镧(La)的加入,渗层变厚且渗层与基体更致密,表层到心部的硬度梯度更小,氮碳共渗效果更佳.     

硫化矿炸药自爆新判据和治理措施研究

在现场试验研究的基础上,分析了硫化矿山炸药自爆机理,以Fe2+为指标代替了以往的炸药自爆判据,建立了矿样水溶液中Fe2+与其pH值关系的回归经验公式,提出了以pH值为指标的炸药自爆新判据和简便实用准确的检测方法以及按炸药自爆危险程度对采区进行有效分区的治理措施,较好地防止了矿山炸药自爆且节约了爆破成本。实践证明,本研究成果是实用和安全的,具有明显的经济效益和社会效益,为进一步深入研究炸药自爆理论与预防措施提供借鉴。     

W18Cr4V高速钢离子渗氮层相结构与脆性研究

采用X射线衍射仪,金相显微镜及透射电镜分析W18Cr4V高速钢离子渗氮层相结构,采用连续加载压入法测定渗氮层脆性,分析了渗氮工艺对渗层相结构与脆性的影响。结果表明:离子渗氮工艺影响渗层相结构、含量及其分布,从而影响渗层脆性。     

硫化矿炸药自爆新判据和治理措施研究

在现场试验研究的基础上,分析了硫化矿山炸药自爆机理,以Fe2+为指标代替了以往的炸药自爆判据,建立了矿样水溶液中Fe2+与其pH值关系的回归经验公式,提出了以pH值为指标的炸药自爆新判据和简便实用准确的检测方法以及按炸药自爆危险程度对采区进行有效分区的治理措施,较好地防止了矿山炸药自爆且节约了爆破成本。实践证明,本研究成果是实用和安全的,具有明显的经济效益和社会效益,为进一步深入研究炸药自爆理论与预防措施提供借鉴。     

雪晶生成过程机理

雪花的形成包括晶核的形成和雪晶的生长两个阶段.晶核是雪晶形成的关键,冰晶的分子结构决定了雪晶的六角对称形状,生长环境的温度和湿度是影响雪晶生长和形状的主要因素.实验研究表明,碘化银微粒对雪晶的形成具有极好的促进作用,雪晶的生长是一个非常缓慢的过程.     

乙炔等离子体聚合及其聚合物的结构与性能

应用外部耦合式等离子体聚合装置，研究了乙炔等离子体聚合规律，找到了最佳的聚合条件。通过元素分析，红外光谱，电子衍射和接触角测定等研究了聚合物结构与性能。电导率测定表明等离子体聚乙炔具有半导体性质。     

ON THE MECHANISM OF CARBON CLUSTERS FORMATION UNDER LASER IRRADIATION. THE CASE OF DIAMOND GRAINS AND SOLID C60 FULLERENE

It is shown by FT-ICR (Fourier transform ion cyclotron resonance) mass spectrometry that carbon clusters considered to be the superior homologues of C₆₀ fullerene are formed by laser irradiation of both synthetic diamond grains or from pure C₆₀ fullerene crystals. The surfaces of the laser irradiated diamond or C₆₀ have been examined by Raman spectroscopy. In the case of diamond the Raman spectrum suggests the superficial formation of mixed carbon nanostructures consisting of disordered graphite, fullerenic nanostructures, onion-like carbon nanostructures and diamond-like carbon. Based on the Raman spectra of the surface and on data taken from the phase diagram of carbon, it is shown that the graphitization is needed in order to produce fullerenes from diamond under laser ablation conditions. In the case of C₆₀ fullerene, it is shown by Raman spectroscopy that the laser irradiation of the crystals causes initially their photopolymerization and after further irradiation their transformation into disordered graphite. Based on these results and on a literature survey on the formation of fullerenes from more than 15 completely different substrates, it is concluded that fullerenes are formed always when laser ablation leads to a graphitization of the laser-irradiated substrate. Some astrochemical implications of the conclusions have been discussed.     

ON THE MECHANISM OF CARBON CLUSTERS FORMATION UNDER LASER IRRADIATION. THE CASE OF DIAMOND GRAINS AND SOLID C60 FULLERENE

ABSTRACT

It is shown by FT-ICR (Fourier transform ion cyclotron resonance) mass spectrometry that carbon clusters considered to be the superior homologues of C₆₀ fullerene are formed by laser irradiation of both synthetic diamond grains or from pure C₆₀ fullerene crystals. The surfaces of the laser irradiated diamond or C₆₀ have been examined by Raman spectroscopy. In the case of diamond the Raman spectrum suggests the superficial formation of mixed carbon nanostructures consisting of disordered graphite, fullerenic nanostructures, onion-like carbon nanostructures and diamond-like carbon. Based on the Raman spectra of the surface and on data taken from the phase diagram of carbon, it is shown that the graphitization is needed in order to produce fullerenes from diamond under laser ablation conditions. In the case of C₆₀ fullerene, it is shown by Raman spectroscopy that the laser irradiation of the crystals causes initially their photopolymerization and after further irradiation their transformation into disordered graphite. Based on these results and on a literature survey on the formation of fullerenes from more than 15 completely different substrates, it is concluded that fullerenes are formed always when laser ablation leads to a graphitization of the laser-irradiated substrate. Some astrochemical implications of the conclusions have been discussed.     

16Mn钢常压等离子束表面渗硼改性的初步研究

借助电子探针、透射电镜对１６Ｍｎ钢常压等离子快速渗硼改性机理进行了探讨。结果表明，由于高能离子束的轰击，金属表层组织明显细化，同时产生更多的活性原子，大大加快其合金过程，并形成ＦｅＢ、Ｆｅ３Ｂ，Ｆｅ３（Ｓｉ，Ｂ）等相，产生第二相强化，使金属硬度显著提高 。     

钻孔爆破中环向裂纹形成机理的研究

通过拉普拉斯变换和Stehfest数值反演方法 ,得到了内爆炸荷载作用下柱形空腔周围弹性岩体介质中的动应力场。研究了爆炸载荷动态卸载对介质中应力分布的影响 ,发现爆炸荷载卸载过程中柱形空腔周围径向应力会由压转拉 ,该径向拉应力导致了钻孔爆破中环向裂纹的形成。此外 ,利用动态卸载效应理论对爆破工程实践中观察到的一些现象作了合理的解释     

钻孔爆破中环向裂纹形成机理的研究

通过拉普拉斯变换和Stehfest数值反演方法 ,得到了内爆炸荷载作用下柱形空腔周围弹性岩体介质中的动应力场。研究了爆炸载荷动态卸载对介质中应力分布的影响 ,发现爆炸荷载卸载过程中柱形空腔周围径向应力会由压转拉 ,该径向拉应力导致了钻孔爆破中环向裂纹的形成。此外 ,利用动态卸载效应理论对爆破工程实践中观察到的一些现象作了合理的解释