Ni原子在纳米晶Fe中的扩散行为研究

采用高能喷丸法在工业纯铁表面制备一定厚度的纳米晶铁,在Gleeble-1500D型热模拟机上对纳米晶铁和常规粗晶铁扩散偶施加10MPa的恒定压力,在650~850℃进行Ni原子扩散实验,并利用能谱仪(EDS)对Ni原子的扩散距离和扩散浓度进行测定。计算结果表明,同样的扩散条件下,Ni原子在纳米晶铁中的扩散距离和扩散浓度均高于常规粗晶。650℃时,镍在纳米晶铁中的扩散系数为5.79×10-15 m2·s-1;850℃时,镍在纳米晶铁中的扩散系数为8.48×10-15 m2·s-1。     

脉冲加压镍原子在纳米晶铁中扩散行为研究

利用高能喷丸技术实现电工纯铁表面自纳米化,通过X射线衍射分析对表面变形层晶粒度进行表征;然后在Gleeble 1500型热模拟试验机上进行Ni的扩渗;利用扫描电子显微镜作能谱分析,对常规粗晶和纳米晶试样的扩散效果进行分析。结果表明,电工纯铁经喷丸处理,表面得到了纳米结构层;Ni在纳米晶中的扩散系数比同等条件下常规粗晶试样高1倍。     

工业纯铁自纳米化组织的EBSD分析

运用高能喷丸技术实现了工业纯铁表面自纳米化,利用电子背散射衍射（ElectronBackscatteredDiffraction,EBSD）对自纳米化组织的结构特征进行了分析,在此基础上探讨了工业纯铁自纳米化机理。结果表明,工业纯铁自纳米化组织由三个典型区域组成,分别含有大量残存住错,大角度晶界及大量小角度晶界。自纳米化组织含有再结晶织构和形变织构,但由于晶粒取向差不同,变形难易程度不同导致两种织构的比例不同。位错运动、晶粒取向差不同导致变形不同步及发生再结晶是工业纯铁表面自纳米化过程中晶粒细化的主要原因。     

自纳米化电工纯铁表面合金化改性研究

利用高能喷丸(high energy slaot peening,HESP)法在电工纯铁表面获得了一定厚度的纳米晶层;同时采用在喷丸弹丸中添加镍粉和铬粉的方法,实现了电工纯铁表面自纳米化-合金化改性.运用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析以及电化学测试系统等手段对自纳米化层以及合金化层的组织结构进行了表征,重点对其耐...     

表面纳米化对高温Ti合金与TiAl合金的扩散连接工艺及力学性能影响

目的研究表面纳米化Ti合金与Ti Al合金异质扩散连接的界面反应、力学性能和工艺条件。方法利用高能喷丸技术对钛合金的表面进行纳米化处理,然后在高温压力真空炉内进行扩散连接实验。结果 Ti合金/Ti Al扩散连接的结合强度与中间层厚度密切相关,当中间层厚度为1.7~2.0μm时,剪切强度最大。结论表面纳米化可以促进原子扩散、增加接头厚度、缩短扩散连接所需的时间。对于扩散界面存在缝隙接头,在无压热处理条下表面纳米化样品可以快速提高焊合率,改善连接质量。     

金属材料表面自身纳米化研究进展

近年来采用表面自身纳米化技术时纯金属、低碳钢及其他合金进行表面改性已得到广泛而深入的研究.相对于其他金属材料的表面改性技术,表面自身纳米化具有特定的技术优势.简要综述了金属材料表面自身纳米化技术的组织结构特征、组织演变机理、力学性能、元素扩散行为、腐蚀性能等.层错能的不同导致了不同表面纳米化形成机制,表面纳米晶的形成能有效改善原子的扩散行为,提高金属的硬度、强度、耐摩擦和疲劳性能.     

Ni-Al-Pt粘结层的制备及微观组织演变分析

使用大气等离子喷涂技术制备NiAl粘结层,采用最优工艺在NiAl粘结层上电镀Pt层,并对其进行真空扩散,制备出性能优良的Ni-Al-Pt改性粘结层.本工作研究了喷丸、扩散时间和温度等工艺参数对Ni-Al-Pt粘结层微观形貌及化学成分的影响,分析了Ni-Al-Pt粘结层的物相结构和元素分布.此外,计算了Ni-Al-Pt与NiAl粘结层内各元素的平均扩散系数,对粘结层内各元素的扩散行为进行分析.结果表明,喷丸有利于高温下元素的扩散,升温会使扩散深度增大,Kirkendall孔洞减少,延长时间也有助于粘结层厚度增大.Ni-Al-Pt粘结层内主要发生Pt原子与Ni、Al原子的互扩散,形成了γ-(Ni,Pt)和(Ni,Pt)3 Al固溶体.Pt原子的固溶在阻碍Ni扩散的同时促进了Al的扩散,增强了粘结层的抗氧化性.     

真空环境中多场耦合对Au/Cu/Si薄膜界面结构的影响

采用磁控溅射方法在Si基底上制备了Au/Cu薄膜.利用扫描俄歇微探针(SAM)纳米化分析技术进行表面成分分析与深度剖析,研究在真空环境中,紫外辐照、微氧氧含量及处理温度等因素作用对Au/Cu薄膜界面结构的影响.实验结果表明:环境温度的升高,使薄膜内缺陷增加,为Cu原子的扩散提供了更多的扩散通道;紫外辐照产生了等同的热效应,加剧了Cu原子在Au层中的扩散;微氧的存在诱导了Cu原子的扩散.三种因素协同作用下,诱导迁移扩散机制在室温下形成,并于处理温度达到100℃后趋于稳定.     

交流电预处理对铁低温渗氮的影响

通过对铁进行交流电表面纳米化预处理,可以使其在较低的温度下成功渗氮.渗氮温度与传统的气体渗氮相比降低了200℃.具有纳米结构表面层的纯铁试样在渗氮处理中的渗氮性能得到了显著的提高,以至于渗氮可以在300℃的低温进行.描述了表面纳米化预处理对铁渗氮的活化机理,讨论了交流电预处理使金属表面纳米化的方法.     

纳米尺度下体系自由能对扩散模型的影响

讨论了纳米尺度下体系自由能的改变对扩散模型的影响.随着体系尺度的逐渐减小,扩散模型由Fick扩散定律转变为Cahn-Hilliard扩散方程和非均匀体系非线性动力学扩散模型,原子的扩散系数也随体系自由能的变化呈现出与局部原子浓度紧密相关的趋势.纳米尺度下体系自由能的变化是导致扩散模型改变的根本原因,体系非均匀性对自由能的贡献越大导致需采用非均匀体系非线性动力学扩散模型描述扩散.