金属材料表面纳米化的研究现状

概述金属材料表面纳米化研究的现状,包括表面纳米化的基本原理、制备方法、结构特征和功能特性,并对表面纳米化研究的发展进行展望。     

金属材料表面自纳米化及其研究现状

综述了材料表面自纳米化的国内外研究现状,包括表层自纳米化的一些常用研究方法及机理,表层纳米化层的组织结构及其对材料力学性能的影响,表面自纳米化技术的应用前景.     

金属材料表面纳米化研究现状

金属材料的表面纳米化处理是近几年表面强化方法研究的热点之一。这种技术将纳米晶体材料的优异性能与传统工程金属材料相结合,在工业应用上具有广阔的应用前景。通过对表面纳米化的基本原理、制备方法、结构特征和功能特性的综述,提出要实现这种新技术的工业应用需要解决的问题,如影响因素,表面纳米化形成动力学等。     

强烈塑性变形表面纳米化的研究现状

强烈塑性变形表面纳米化(SPD-SNC)技术是近几年才开始备受人们广泛关注的新技术,它不仅为研究形变诱发的纳米化过程和宽尺寸范围内(从微米到纳米量级)结构与性能的关系提供思路,制备理想样品;而且将纳米材料的优异性能应用于改造传统工程材料,显著地提高金属材料的性能,可望在工业上获得实际应用.从SPD-SNC的方法、机理、组织结构和性能等方面总结了该技术近年来取得的进展和存在的问题,指出了今后的研究发展方向.     

金属材料表面纳米化研究与进展

大多数金属材料的失效都是从其表面开始的,进而影响整个材料的整体性能。研究表明,在金属材料表面制备纳米晶,实现表面纳米化,可以提升材料的表面性能,延长其使用寿命。金属材料表面纳米化是指利用反复剧烈塑性变形让表层粗晶粒逐步得到细化,材料中形成晶粒沿厚度方向呈梯度变化的纳米结构层,分别为表面无织构纳米晶层、亚微米细晶层、粗晶变形层和基体层,这种独特的梯度纳米结构对金属材料表面性能的大幅度提升效果显著。根据国内外表面纳米化的研究成果,首先对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化3种金属表面纳米化方法进行了简要概述,阐述了各自优缺点,总结了表面自纳米化技术的优势,在此基础上重点分析了位错和孪晶在金属材料表面自纳米化过程中所起的关键作用,提出了金属材料表面自纳米化机制与材料结构、层错能大小有着密不可分的联系,对金属材料表面自纳米化机制的研究现状进行了归纳;阐明了表面纳米化技术在金属材料性能提升上的巨大优势,主要包括对硬度、强度、腐蚀、耐磨、疲劳等性能的改善。最后总结了现有表面强化工艺需要克服的关键技术,对未来的研究工作进行了展望,并提出将表面纳米化技术与电镀、气相沉积、粘涂、喷涂、化学热处理等...     

金属材料表面自纳米化研究进展

介绍了表面自纳米化技术,综述了国内外金属材料表面自纳米化的研究现状.金属材料的表面自纳米化处理可以改善其综合机械性能,并能不同程度地影响其耐蚀性、耐磨性以及稳定性.最后提出了表面自纳米化技术研究需要解决的问题.     

金属材料表面纳米化

利用超音速微粒轰击技术，已经成功的在平板类、轴类、发动机的叶片等复杂工件上成功的实现了表面纳米化。该技术已申请国内专利和美国专利，是国际首创。     

高速旋转丝变形表面纳米化

采用高速旋转丝变形工艺对低碳钢表面进行塑性变形,以实现材料的表面纳米化.用光学显微镜、x射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和表面粗糙度测量仪等研究塑性变形处理后样品的显微组织及表面性能变化.结果表明:低碳钢经过高速旋转塑性变形处理后,在表面形成厚度为40μm的塑性变形层,最表面层的晶粒尺寸约为16nm,晶粒尺寸沿深度方向不断增大;表层显微硬度比心部基体硬度提高3倍;但表面粗糙度 Ra 增加到10μm.     

金属材料表面纳米化方法

该发明公开一种金属材料表面纳米化方法，在电镀装置的电镀液中，将金属材料体作为两个电极中的某一个电极，加载交流电源，对金属材料体表面进行交流电处理．形成具有纳米结构特征的表层。该发明在电镀液中通过交流电作用使金属材料体表面原子不断的剥离与重组，使其表面晶粒细化彤成具有纳米结构的表层。与现有超声速微粒轰击金属材料表面纳米化方法相比，设备简单，成本低。     

中国金属材料表面纳米化技术取得突破性进展

表面氮化是工业中一种广泛应用的材料表面处理技术，在表面氮化过程中材料或部件的表面形成一层硬质氮化物以提高表面使役行为，如耐磨性、耐蚀性等。钢铁的表面氮化处理往往需要在高温下(高于500℃)进行，处理时间较长(长达数十小时)，不仅耗能，更重要的是许多材料和工件在如此高温下长     

金属材料表面纳米化

1成果内容简介：利用超音速微粒轰击技术，已经成功的在平板类、轴类、发动机的叶片等复杂工件上实现了表面纳米化。该技术已申请国内专利和美国专利，是国际首创。下面是轴类旋转件上进行了SNC处理实验所得的数据。     

表面纳米化对金属材料电化学腐蚀行为的影响

根据已有的研究结果，总结了表面纳米化对材料电化学腐蚀行为的影响，发现表面纳米化增加了材料表面活性，使活性金属材料溶解速度提高，使钝性金属材料表面更易形成钝化膜；纳米化过程不仅仅促使晶粒细化，往往还引起材料表面其他物理和力学性能的改变，因此，在研究纳米材料腐蚀行为时，应全方位考虑。     

金属材料表面纳米化对腐蚀性能的影响

本文主要介绍了纳米材料的特性,表面纳米化机理,并根据已有的研究结果分别从应力腐蚀和电化学腐蚀方面综述了表面纳米化对腐蚀性能的影响.     

表面机械研磨诱导AISl 304不锈钢表层纳米化I.组织与性能

采用表面机械研磨处理(SMAT)在AISl 304不锈钢上制备出纳米结构表层，研究纳米化行为及其对硬度的影响．结果表明：经过SMAT后，样品表面形成了厚度约为30μm的纳米晶层，显微组织由平均晶粒尺寸约为10nm的单一马氏体相演变为尺寸稍大的双相组织，在距表面30—300μm的范围内，显微组织由以亚微米级的奥氏体多系孪晶为主逐渐演变为单系孪晶．表面纳米化是晶粒碎化与纳米尺度新相形成共同作用的结果．与心部相比，表面硬度显著提高．     

表面纳米化技术对金属材料性能影响

综述了表面纳米化技术的原理和发展历程,介绍了表面纳米化技术对金属材料的疲劳性能和耐蚀性的影响,阐述和总结了在该领域中各研究者的观点。认为表面纳米层中晶粒细化及残余应力对材料性能的影响起到重要作用,超声冲击表面纳米化技术会在医用植入材料领域得到良好应用。     

自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究现状

从自纳米化结构金属材料的形成机理及制备方法入手,阐述了表面自纳米化技术的优势,包括工艺简单、无增材处理、纳米结构层呈梯度变化且与基体无明显界限、适用性强等。在此基础上,重点综述了国内外学者对于自纳米化结构金属材料摩擦磨损的研究现状,包括钢铁合金、镁合金、铝合金、钛合金以及其他金属。同时分析出自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究存在的问题,包括制备工艺参数的合理选择、高温钛合金表面自纳米化摩擦磨损性能的研究、腐蚀磨损特性的研究等。针对进一步拓展自纳米化结构金属材料的工业应用,提出了该领域未来可行的研究方向,以期为自纳米化结构材料研究提供有价值的参考。     

超声表面滚压纳米化技术研究现状

传统表面纳米化多采用机械处理法,利用剧烈的塑性变形(SPD)使材料表面生成高强度、高硬度的纳米层,但其表面粗糙度高且存在严重集中的应力变形.超声表面滚压(USRP)纳米技术中,滚压头按照预定路线处理材料表面,能同时改善表面粗糙度和强度、硬度.介绍了USRP表面纳米化工艺机理和工艺参数.USRP引起晶体缺陷反复湮灭与再生...     

表面纳米化Zr的拉伸性能

利用表面机械研磨处理（SMAT）技术在Zr片状拉伸样品表面施加剧烈变形，获得超细/纳米晶粒组织的变形细化表层，其中Zr板厚度1mm，两侧变形层厚度均为100μm。拉伸实验结果表明，表层细化组织提高了屈服强度和抗拉强度，使加工硬化能力及伸长率下降。应变速率在10^-4～10^-3s^-1范围时，拉伸强度随应变速率的提高而提高；应变速率增大至10^-2s^-1量级时，抗拉慢度下降。扫描电镜观察显示出韧性韧窝状断裂特征.     

钛合金表面纳米化强化研究进展

钛及钛合金因具有密度小、比强度高、耐腐蚀性能好等优点,在航空航天领域得到了广泛应用.表面纳米化是在材料表面形成一层由纳米级颗粒或晶粒组成的强化层,从而改善金属材料的表面性能,具有普适性好、工艺简单等独特优势.对钛及钛合金进行表面自纳米化处理后,其表层产生了剧烈的塑性变形,在材料中形成了独特的梯度纳米结构层,分别为剧烈变形层、亚微米细晶层、粗晶应变层和基体层,表层组织结构的改变也会导致钛合金表层性能产生变化.首先,对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化3种金属表面纳米化方法进行了简要概述,分析了各自优缺点以及目前存在的问题.其次,着重论述了孪晶和位错在钛合金自纳米化过程中所起的关键作用,探讨了α、α+β、β3种类型钛合金纳米化机理存在的差异,对钛合金表面纳米化机理的研究现状进行了归纳总结,在此基础上,重点介绍了表面纳米化处理对钛合金表层性能的影响,主要包括近年来关于硬度与残余应力、疲劳、腐蚀、磨损、扩散性能的影响及研究现状,并对其强化机制进行了分析.最后,归纳总结了现有钛合金表面纳米化研究存在的不足,对今后的研究工作进行了展望,并提出应将表面纳米化技术与数字化仿真技术、渗氮等工艺结合,发展数字化、复合强化技术,以期为表面纳米化技术在钛合金领域的发展研究提供有价值的参考.