金属材料的离子注入

离子注入技术是将某种元素电离后,加速成高能的离子束注入固体靶中,以改变靶体材料表面的物理化学性能。离子注入新技术用于对金属表面进行处理,能促使金属表面硬化,提高抗磨性,改善耐腐蚀性能,以及改变金属表面的形态和相变。目前在国外,离子注入技术用于金属材料的研究正在蓬勃兴起,成为一个新兴的领域,许多国家都投入了不少力量。这项新技术也应该引起我们重视。     

离子束辅助轰击下低能碳离子注入

材料表面经离子束辅助轰击下低能碳离子注入工艺处理后,形成由碳注入层和类金刚石碳薄膜涂层组成的改性层,其中注入层深度比DIM工艺深1倍以上。40Cr钢表面改性后显微硬度HV可提高20％－128％。     

离子注入在摩擦学中的应用

离子注入是在真空中用能量为几十到几百Kev的离子束轰击固体表面,形成不受平衡相图限制的表面合金层(微米数量级)的过程。它是不同于镀层法及扩散法的表面处理方法(图1)。图中R_P是注入离子的平均穿透深度(投影射程),对一定的注入离子、基体材料、注入能量可按LSS理论计算。注入层合金相可以是平衡相、亚稳相或非晶态,依基体材料和注入条件而定。     

离子注入提高金属材料耐磨性的初步研究

本文介绍利用国产200KeV离子注入机,能量60～100KeV,剂量(2～8)×10~(17)/cm~2的氮离子注入,提高金属材料耐磨性的研究结果。YW_1硬质合金车刀,经离子注入后比没有注入的磨损减少一半,YG8钢丝拉丝模和YG3铜线扭丝模离子注入后的使用寿命分别提高2.2倍和2.4倍。利用X射线衍射仪,X射线应力分析仪,离子探针,扫描电镜等对离子注入后的金属表面分析结果表明:离子注入使金属表面晶格产生畸变,使金属表面产生应变硬化,注入杂质原子与位错交互作用,使位错被钉扎,位错运动受到阻碍,在磨损过程中,注入氮原子不断向内部推移,从而提高了材料的耐磨性。     

空间齿轮传动副用材料离子注入改性工艺研究

对空间机械的齿轮传动副用材料进行Ti+N离子注入表面改性研究,考察不同注入能量和剂量条件下的改性材料的硬度和真空摩擦磨损性能,获得表面改性效果优异的离子注入工艺参数。结果表明,在注入能量为Ti+/45keV+N+/65 keV,注入剂量为7×1017cm-2的工艺参数条件下,改性材料的真空摩擦学性能相对最好,表面改性效果最佳。     

离子束表面复合改性技术及其在汽轮机叶片上的应用研究

该项成果属于“九五“国家重点科技攻关成果。离子束表面复合改性技术是一种将物理气相沉积（PVD）和离子注入技术交叉复合的一种全新的表面强化技术,它通过离子注入技术制备一个具有与基体高度混合界面的过渡层,然后在不破坏真空条件下继续生长沉积增强涂层。与溅射沉积、蒸发镀膜、喷涂、电镀、激光表面涂敷等技术相比,该技术制备的改性层结合力更强,其耐磨耐蚀作用更明显。该成果所研制的离子束表面复合改性设备具有表面预处理、沉积和离子注入三大功能。1.该设备有一套离子束清洗系统,强流达到400mA,能量达到1500V,能满足大面…     

表面处理的新方法——强束流脉冲金属离子束处理技术

表面处理的新方法强束流脉冲金属离子束处理技术南通工学院杨建华顾卫标北京师范大学张通和１引言目前，在铁基材料表面制备一层耐磨抗蚀合金层已成为一个急需解决的问题。而用离子束法在金属表面可制备多种合金层，这种合金层能大幅度地改善金属表面的宏观性质，具有广泛...     

离子注入表面改性

<正>离子注入属于物理气相沉积范围,是将所需物质的离子在电场中加速后高速轰击工件表面,并使之注入工件表面一定深度的真空处理工艺。离子注入将引起材料表层成分和结构发生变化,以及原子环境和电子组态等微观状态的扰动,因而导致了材料的各种物理、化学和力学性能的变化。离子注入表面改性特征如下:1)采用离子注入法可能获得不同于平衡结     

离子束金属材料表面改性技术

本文综述了国内外离子束金属材料表面改性技术的研究概况,叙述了离子镀,离子注入,离子束混合,离子束增强沉积和等离子体浸没离子注入等表面技术的特点和应用。     

离子束金属材料表面改性技术

本文综述了国内外离子束金属材料表面改性技术的研究概况,叙述了离子镀、离子注入、离子束混合、离子束增强沉积和等离子体浸没离子注入等表面技术的特点和应用.     

离子注入的实际应用

已经广泛应用于制造半导体器件的离子注入方法,现已发展成为一种很精巧的金属表面处理工艺,使材料表面具有耐磨损和抗腐蚀的能力。尽管离子的注入深度是很浅的,但确实存在这样一种机理,可以改进材料的持久性能。已经设计了一种可以减少加工费用的设备,使得离子注入工艺可以和通常的金属精加工工艺相竞争。采用离子注入方法,可使钢和碳化钨等材料的使用寿命提高3～5倍。本文将重点介绍生产中已经应用的工模具和组合件离子注入工艺。     

离子注入和离子束分析在金属中的应用

前言近十年来,离子注入和离子束分析的发展非常迅速,在成功地、广泛地应用于半导体科研生产的同时,不断扩大其新的应用领域,显示出其独特的优越性和发展的生命力。近几年一个引人注目的新发展是离子注入和离子束分析被应用于金属材料中,世界上许多国家,尤其是英国、美国、日本、西德等,在这方面进行了大量的探索研究。国际性的学术会议,除了已经召开的六届“在半导体与其它材料中离子注入”会议以及三届“离子束表面分析”会议中有不少关于金属方面的研究报告外,近几年还专门召开了两次“离子注入和离子束分析技术     

离子注入技术与金属表面改性强化

文中阐述了离子注入技术在金属表面改性中的应用与发展,介绍了其特点及对材料表面性能的影响,并提出了存在的问题及发展方向.     

电子探针在Fe-Ni-Cr基合金双极板表面结构研究中的应用

质子膜燃料电池是极具发展潜力的绿色能源,金属双极板取代石墨双极板是燃料电池发展的趋势.但金属双极板耐腐蚀性差,接触电阻高,需要对金属表面进行改性处理.本文采用新型Fe-Ni-Cr合金,对合金双极板进行表面化学改性处理.利用电子探针(EPMA)对改性后的金属双极板表面形貌及成分进行分析,结合不同工艺条件下材料耐腐蚀性能,认为金属表面经改性处理后形成致密氧化膜能提高双极板耐腐蚀性能,电子探针探测金属表面多个微区的氧含量,以及氧含量分布的均匀性,能够合理解释不同工艺条件所引起的耐腐蚀性能的差异.     

38CrMoAl钢形变和氮离子注入强化研究

研究了38CrMoAl钢形变离子注入复合强化后的摩擦磨损性能,并与形变强化处理件和离子注入件作比较,探讨了其形变离子注入的强化机制。试验结果表明,试样经上述各种处理后,耐磨性都有所提高,其中形变与离子注入复合处理后试样的效果最好;N^＋注入后,改性层中生成了大量的氮化物、碳化物等以及固溶体,它们弥散分布于α-Fe中,使其表面得以强化,提高了材料的耐磨性。     

Mo离子注入提高TC4合金微动磨损抗力的研究

对TC4合金进行了Mo离子注入表面改性处理,利用摩擦磨损试验机进行了点接触微动磨损试验,借助读数显微镜和表面粗糙度仪测量出有关参数,计算出试样的微动磨损体积。结果表明,Mo离子注入使试样表面硬度提高,微动磨损体积明显降低。在微动磨损初期,Mo离子注入具有较好的减摩效果。Mo离子注入带来的表面强化效应是基体合金的微动磨损抗力得以提高的主要原因。     

氮离子注入对20钢耐蚀性的影响

一、引言离子注入是一种表面处理新技术,最先应用于半导体材料的掺杂。70年代,人们研究将其用于金属材料的表面改性,发现该技术与常规的整体冶金及扩散渗镀等方法相比有着不受热力学平衡相图、扩散规律限制,节约合金原料及不存在明显界面等优点,因而受到国内外的重视。国外已制出多种商用离子注入机,将该技术用于工业材料处理。国内研究开始较晚,尚未见到实际工业应用。在各种离子的注入中研究最多的是氮离子。氮离     

离子注入工艺的经济意义

离子注入工艺应用于制备半导体器件的优越性及其巨大的经济意义已是众所周知的了。近几年来,英、美等先进国家又将这一工艺技术扩展应用到金属和其他材料方面。特别是在1978年匈牙利召开的第一届离子束材料改性国际会议上(IBMM)普遍认为用离子束工艺能进一步改进金属和其他材料表面的抗磨损性能和抗氧化腐蚀性能。英国哈威尔原子能研究所G.Dearnaley等宣布:经他们研究小组七年的努力,已经成功地用离子注入工艺处理了某些工业用的工件和     

利用离子注入的钢铁表层改性

金属离子注入己能有效地用于非电性能,如摩擦、磨耗和腐蚀等表面改性,许多研究结果表明,该技术对于表面特征如抗磨耗、抗腐蚀等性能的改进是行之有效的。本文概述了注入技术的特点,陈述了最近所取得的结果,对铁和铁基合金微观和宏观性质,包括组成、结构、化学键、摩擦、磨耗、腐蚀等进行了详细的报导。并对正在开发中的离子注入关联技术,例如混合离子束注入的表层处理技术也作了介绍。     

激光熔渗合金层的耐磨性

激光合金化和熔复是一种激光表面热处理技术。它是以激光束为热源,辐照到金属表面使之熔化,形成熔池,将粉末状合金元素或化合物加到熔池里,在金属表面形成一高浓度的合金层,或者予先在基体金属表面涂一层合金粉末,用激光束照射表面,使合金粉末及基体金属表面熔化,冷却后获得合金属,从而改变材料表面的性能。这种技术同普通化学热处理相比不需整体加热,合金元素扩散速度极快,因而生产周期短、零件变形小、不改变材料心部的组织和性能,而且可以灵活地实现表面局部定点处理。通过调整合金粉末可获得高耐磨、耐腐蚀或耐高温等特殊性能。这种技术…