离子注入AZ91镁合金表面结构和耐蚀性能研究

为改善AZ91镁合金的耐蚀性能,对AZ91镁合金表面进行不同种类离子注入(N、Cr、N+Cr)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学腐蚀系统和显微硬度仪分析了离子注入前后表面结构、耐蚀性能和显微硬度的变化。结果表明:基体由Mg和Al12Mg17相组成,注入后的试样形成了注入元素与基体元素间的金属间化合物和以固溶形式存在的注入元素。扫描电镜清晰地观察到双离子注入后试样的晶界和不同的相组织结构,说明离子注入对基体产生了明显的溅射作用。注入后自腐蚀电位和显微硬度都得到一定程度的提高,N离子注入试样的显微硬度提高达38.8%。     

离子注入表面改性技术的应用

介绍离子注入表面改性技术的原理和设备,列举了在金属表面改性中的应用。经离子注入后,某些金属材料的耐蚀、耐磨和抗氧化性能可提高近1000倍。离子注入表面改性技术适用于高技术、高精度和高附价的零件     

离子注入对金属材料表面的改性

简述Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎ，Ｔａ及ＲＥ等注入离子对金属材料表面的耐蚀改性机制。介绍了多元离子注入和离子束混合技术的性能与用途。     

材料的等离子体基离子注入表面改性

简要总结了哈工大近10年来在材料的等离子体基离子注入表面改性方面的工作,包括铝合金、钛合金、轴承钢的等离子体基离子注入,等离子体基离子注入混合,以及等离子体基离子注入的工业应用等。     

温度对离子注入Ti6A14V表面改性影响

对Ti6Al4V 合金进行温度范围从100 ℃到600 ℃,注入剂量为:4×1017ions.cm-2氮离子等离子体源离子注入(N-PSII)。用俄歇电子能谱仪(AES)对注入样品进行元素深度分布剖面分析。用显微硬度及针盘磨损试验机测试表面改性的效果。利用X 射线衍射(XRD)分析表面改性层晶相的变化。用光学显微镜观察磨痕宽度。分析发现,当温度从 100 ℃升到600 ℃时,注入层厚度明显增加。其中,高温注入时获得较高的表面硬度和较好抗磨损性。XRD分析发现,随温度升高注入层表面形成TiN和Ti2N析出相。     

对离子束表面改性提高铝合金耐孔蚀性的某些解释

铝表面能形成一层保护性钝化膜,具有较好的耐均匀腐蚀的性能,但耐孔蚀等局部腐蚀性能却很差,在含Cl介质中尤为突出.因此提高铝及其合金的耐局部腐蚀性能已成为人们十分关注的课题.     

镁合金表面离子注Ti耐蚀性能的研究

镁合金以其优越的性能在工业上的应用越来越广泛,但是其耐蚀性、耐磨性较差,硬度较低的缺点限制了它的大量使用.利用改进的金属蒸发弧放电离子源(MEVVA)在AZ31镁合金表面注入Ti离子,形成Ti离子注入改性层,以期提高镁合金表面的耐蚀性能.注入能量为45keV,注入剂量为3×1017 cm-2.注入后镁合金表面形成厚度约为450nm的注入层,用SEM、XRD分析了Ti离子注入层的表面形貌和相结构.用CS300P型电化学工作站测试了注入前后镁合金的耐蚀性,结果表明镁合金表面耐蚀性能显著提高.     

强束流脉冲金属离子束表面改性技术及其应用

介绍了强束流脉冲金属离子束技术的基本原理和主要优点,并用由金属蒸汽真空弧离子源(MEWA)引出的强束流脉冲Ti、Mo、W、Ta、C离子对Cr12、H21、H13钢进行了离子注入材料改性试验。注入剂量为3×1017～5×1017cm-2,引出电压为25～48kV,平均束流为25～50μA/cm2。用卢瑟福背散射谱(RBS)测量了注入样品表面的成分,借助X射线行射仪(XRD))和X射线光电子能谱仪(XPS)考察了注入样品的耐磨机理。     

碳离子注入纯钛表面改性的研究

使用MEVVA强流金属源离子注入机对医用纯钛表面进行C离子注入，注入能量为40和60keV、剂量为（2.0～ 6.0×10^17）ions／cm^2。使用TRIM2003程序模拟计算饱和注入剂量；用XRD和XPS分析注入前后试样表面物相及原子结合状态，并使用SEM观察注入前后磨痕的形貌。研究了C离子注入对医用纯钛腐蚀性能、显微硬度、表面弹性模量和磨损行为的影响。结果表明，C离子注入后医用纯钛表面生成了一层包括TiC强化相和游离态C的表面改性膜，使试样表面显微硬度和弹性模量升高，并使医用纯钛在模拟体液中的耐磨损性能和耐腐蚀性能提高，而磨损程度减轻。     

C+Cr离子注入对硬质合金的表面改性

应用金属蒸汽真空弧离子源技术,在硬质合金表面进行了几种不同剂量的C+Cr离子注入,旨在研究其表面改性的情况。结果表明:在试样的表面结构方面,应用X射线衍射、拉曼光谱以及金相显微观察等测试手段,发现有C、Cr、Cr3C2等新相生成,此外C+Cr离子注入还对表面形成类金刚石结构有抑制作用;在试样的表面性能方面,发现注入后的表面硬度、摩擦系数、防腐蚀能力得到了明显的增强。分析认为,注入后的硬质合金表面改性不仅受到新相生成的影响,而且同时也与注入本身的机制有关。     

复合改性处理对AZ91镁合金表面结构和耐蚀性能的影响

为改善AZ91镁合金的耐蚀性能,对其表面进行了固溶时效和氮铝(N+Al)双离子注入复合改性处理。通过X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、电化学综合测试系统、显微硬度计分析比较了处理前后试样的表面结构、元素浓度-深度分布、抗腐蚀性能和显微硬度。XRD结果表明,双离子共注后AZ91镁合金表面改性层由Mg、Al12Mg17、MgAl2O4、AlN等物相组成,且Mg和Al12Mg17衍射峰位和强度发生了明显改变。AES分析发现,表面存在约30 nm由Mg、Al、O等元素组成的改性层,注入层深度达到130 nm。双离子共注后试样的显微硬度较基体和固溶时效时分别提高了27.1%和10.4%。在3.5%饱和NaCl溶液中,双离子共注入试样的极化电阻分别为基体和固溶时效试样的21.7倍和9.1倍,腐蚀电流密度降为基体的1/10。相同腐蚀条件下的双离子共注入试样表面只产生了少量腐蚀斑,而基体和固溶时效试样表面却出现了大量的腐蚀坑。     

Nb离子注入对Zr-4合金耐蚀性能的影响

为了研究Nb离子注入对Zr-4合金电化学腐蚀性能的影响,对Zr-4合金试样表面进行不同剂量的Nb离子注入并测定其在1NH2SO4水溶液中的极化曲线,然后使用扫描电子显微镜(SEM)对极化实验后的试样表面形貌进行了观察。结果表明,Nb离子注入能够改善Zr-4合金的耐腐蚀性能,而且改善的程度与注入离子的剂量有关。同时使用X射线光电子能谱分析(XPS)对试样的表层成分和价态进行了分析,发现在注量为5×1016ion/cm2和1×1017ion/cm2的条件下,Nb和Zr在试样表层以Nb2O5和ZrO2的形式存在;而在注量为2×1017ion/cm2的条件下,则以Nb2O5,NbO和ZrO2的形式存在。     

表面处理对模具钢耐蚀性能的影响

将经过氧化、软氮化及喷砂等不同表面处理的热作模具钢(H13和EX1)试样浸入铝合金液进行熔损试验。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDS)对试样表面结合界面进行显微组织观察和腐蚀产物成分分析。结合差式扫描量热(DSC)分析技术,监测反应过程中的热量变化,研究这三种常用表面处理工艺对压铸模具钢耐热铝侵蚀性能的影响。结果表明：氧化处理所形成的氧化层可以有效提高模具钢的耐热铝侵蚀性能,软氮化所形成的渗氮层则减弱了模具钢的耐热铝侵蚀性能,喷砂处理后表层的形变强化层及残余压应力基本不影响模具钢的耐热铝侵蚀性能。     

金属表面改性-离子注入技术的发展与应用

系统介绍了金属表面改性用离子注入的机理和特点。剖析了温度、注入剂量、离子种类等影响因子对改性层效果的影响，综述了该技术在提高强度和硬度、改善磨损性能、降低摩擦系数等方面的用途，展示了离子注入技术的开发方向和应用前景。     

H13钢表面电火花改性及其耐蚀性能研究

利用电火花表面强化技术,在H13钢表面制备钛改性层,借助图像分析仪、辉光放电光谱分析仪(GDOES)和X射线衍射仪对改性层组织结构进行分析,并借助多重扫描电位法研究其耐腐蚀性能.结果表明,改性层均匀连续,与基体为冶金结合,Ti元素呈梯度分布;与H13钢基材相比,改性层在0.6 mol/L的NaCl溶液中的自腐蚀电位约为-371 mV,较基材的-472 mV有大幅提高;在0.5 mol/L的硫酸溶液中的耐蚀性也相应得到改善.     

钛、氮离子注入改善人造金刚石性能的试验研究

人造金刚石由于存在各种缺陷而使其抗压强度及热稳定性降低。本利用离子束注入技术，对金刚石表面同时注入钛、氮离子来改善人造金刚石的性能进行了试验研究。结果表明：钛、氮离子进入金刚石的晶格后，起到了表面强化作用，并填补了金刚石晶体表面的缺陷，从而提高了金刚石的抗压强度和热稳定性，也使体现孕镶金刚石复合材料的抗弯强度和磨耗比有了较大幅度的提高。     

钢铁热喷涂金属涂层耐蚀性能的研究进展

综述了钢铁表面热喷涂金属涂层防腐蚀方面的研究,对锌、铝、铝镁、锌铝合金、锌铝镁合金及锌铝镁稀土合金涂层的耐蚀性能及防腐特点进行了比较,以期为实际工程选择防腐金属涂层提供依据。     

合金元素对耐候熔敷金属力学及耐蚀性能的影响

采用周浸加速腐蚀试验,模拟工业大气腐蚀环境,通过组织分析、锈层微观成分及形貌分析、电化学分析等手段,研究了Ni,Cr,Cu元素对耐候熔敷金属耐蚀性能及力学性能的影响规律. 结果表明,Ni元素有利于增加组织中针状铁素体含量,提高熔敷金属−40 ℃冲击韧性,Cr元素增加,熔敷金属−40 ℃冲击韧性降低. 合金元素有利于提高腐蚀锈层中的α-FeOOH的含量,增加锈层致密度,提高锈层阻抗,降低自腐蚀电流密度. Cu元素有利于提高熔敷金属腐蚀初期和后期的耐蚀性能;腐蚀初期,Cr元素提高耐蚀性能的作用不如Cu和Ni,但是腐蚀后期Cr提高锈层耐蚀性能的作用明显.