GCr15钢表面脉冲激光氮化研究

利用Nd：YAG固体脉冲激光对GCr15钢样品表面进行了激光氮化处理,获得了高硬度、高耐磨损、表面致密均匀的氮化铁改性层,并对改性层进行了XRD谱分析和表面及剖面显微形貌分析、表面硬度及硬化深度和磨损率等的测量。同时对GCr15钢表面激光氮化机理进行了分析和研究。     

Mo的表面脉冲激光氮化

激光脉冲辐照置于氮气中的Ｍｏ使表面形成含γ－Ｍｏ２Ｎ的氮化层，激光使Ｍｏ表面熔化导致液相氮化反应，用ＳＥＭ、ＸＲＤ和ＡＵＧＥＲ谱分析表征了氮化层，激光在表层相起的加热和激波效应还有使表层微观组织致密的作用。     

金属钛激光气体氮化层组织及表面特征

采用连续波Nd-YAG激光在氮气环境中对金属钛进行激光气体氮化处理.利用SEM,XRD,XPS研究氮化层的显微组织、表面成分、结构.结果表明:通过激光气体氮化可以在金属钛表面得到表面相对平滑、无裂纹的氮化层;氮化层与基体材料之间为冶金结合.氮化层主要由枝晶状TiN组成,同时有TiNxOy,TiO2及TiC存在,外表面有C,O污染或吸附;TiN枝晶密度由表面沿深度方向下降.     

航空钛合金表面激光气体氮化研究

利用激光气体氮化方法,实现了钛合金表面氮化处理。结果表明,当功率密度大于6．5×10^5W．cm-2时,生成物以TiN为主。由于Al的饱和蒸气压和蒸发速率均高于Ti,因此,在熔池表面形成贫铝层,促进了表面层Ti的氮化。热力学分析表明,激光熔池内生成TiN的反应较生成AIN的反应更具有热力学优势。     

钛合金表面氮化技术研究进展

本文概述了近年来为了提高钛及钛合金表面耐磨性在钛合金表面制备氮化钛膜层而采用的表面处理技术。从气体氮化、液体氮化以及离子氮化三方面讨论了每种工艺方法所获表面改性层的结构和性能特征及其适应范围。     

Ti50Ni25Cu25合金／Ti高温氮化制备TiN复合陶瓷研究

将Ｔｉ５０Ｎｉ２５Ｃｕ２５形状记忆合金粒子与Ｔｉ粒子均匀混合压制后高温氮化，样品经１３００℃，１０ｈ氮化处理后，样品完全氮化，粘结相Ｔｉ５０Ｎｉ２１５Ｃｕ２５与ＴｉＮ陶闪瓷浸润性好，孔隙率低，硬度为ＨＶ１４５０；增大Ｔｉｋ５０Ｎｉ２５Ｃｕ２５粒尺寸，提高氮化温度使孔隙率增加，硬度降低。     

铀表面脉冲辉光等离子氮化初步研究

采用脉冲辉光等离子体离子氮化技术对贫铀表面进行了氮化处理,采用俄歇电子能谱(AES)对氮化层进行元素深度剖析,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对氮化层组织结构进行了分析表征。结果表明:脉冲偏压-900 V,工作氮分压50 Pa、100 Pa,氮化时间2.5 h~4 h下在贫铀表面能获得约20μm厚的氮化层,氮化层为U2N3的单一立方结构且均匀致密,脉冲辉光等离子氮化技术能在贫铀表面实现氮化。     

微秒脉冲激光诱导硅表面微结构的研究

分别在空气和SF6环境下,使用波长为1064 nm的半导体微秒脉冲激光器扫描辐照单晶Si制备出微米量级的硅表面微结构,并利用扫描电子显微镜和可见—近红外分光光度计观测激光辐照后的硅表面形貌和光学特性。结果表明,当硅表面每激光光斑面积累积辐照的微秒脉冲数达到1600个,即可在硅表面形成平均高度为30μm、数密度约为3.0×105spike/cm2的锥形微结构;硅表面在SF6气氛中形成的微结构表面光滑,纵横比为2,而空气中的微结构表面粗糙,纵横比为1,表明SF6气氛更有利于锥形微结构形成;微秒激光辐射后的硅在0.2~2.5μm波段内反射率大幅下降,空气中制备的微结构硅平均反射率10%,SF6中制备的低至2.8%;还探讨了硅表面形貌的演化过程,认为激光辅助化学刻蚀和再沉积机制对于微秒激光诱导硅表面微结构的生长起着重要作用。     

低真空脉冲离子氮化工艺试验

本文就低真空脉冲离子氮化这种新设备、新技术进行了工艺试验。应用金相检验、扫描电子显微镜分析、X射线能谱分析等进行了检测分析。确定了低真空脉冲离子氮化的最佳工艺参数,制定出脉冲离子氮化的热处理工艺方案。     

还原氮化法制备多孔氮化钛粉体及其电化学性能

以乙醇为氧供体,四氯化钛为钛源,采用非水解溶胶-凝胶法制备多孔TiO2粉体,再经900℃氨气还原氮化合成多孔TiN粉体。利用XRD、SEM和BET表征粉体的物相、形貌及孔结构。结果表明,还原氮化产物为NaCl型立方TiN,颗粒呈球形团聚体,晶粒尺寸均匀,直径约30nm,同时具有平均孔径为22nm的介孔结构,孔容为0.18cm3/g,比表面积为34m2/g。循环伏安测试表明TiN粉体具有良好的功率特性,交流阻抗图谱显示其电阻较小,约为1.44Ω。恒流充放电测试表明TiN粉体的比电容达到81F/g,且能量密度随着功率密度增加而缓慢减小。由此可知,该多孔TiN粉体在超级电容器领域有应用潜力。     

原位氮化法制备纳米TiN-Al2O3复合粉体

以化学共沉淀法制备的纳米ＴｉＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３复合粉体为原料,采用原位选择性氮化的方法制备了纳米ＴｉＮ－Ａｌ_２Ｏ_３复合粉体．应用化学热力学原理分析、计算了氮化反应的条件和机理,研究了氮化条件对氮化反应的影响．实验结果表明,氮化反应在７００℃时开始进行,在９００℃保温５ｈ,氮化反应进行完全,ＴＥＭ照片显示纳米ＴｉＮ 颗粒均匀分布于Ａｌ_２Ｏ₃基体中,粒径为５０～７０ｕｍ．     

原位选择性氮化法制备t-ZrO2-TiN复合粉料

研究以固溶反应为基础的粉粒制备技术，应用热力学原理分析计算了（Zr,Ti）O2固溶系统的选择性的氮化条件，确定了反应温度对该系统氮化后相组成的影响。采用碳热还原法，在高纯氮气氛下原位反应生成氮化钛，同时保持氮化锆组成和结构不变，利用X射线衍射和X射线荧光光谱对氮化后粉料的物相和氮化效果进行分析，采用扫描电镜对复合粉料的形貌进行观察。     

原位氮化法制备纳米TiN-Al2O3复合粉体

以化学沉淀法的制备的纳米TiN-Al2O3复合粉体为原料，采用原位选择性氮化的方法制备了纳米TiN-Al2O3复合粉体。应用化学热力学原理分析，计算了氮化反应的条件和机理，研究了氮化条件对氮化反应的影响，实验结果表明，氮化反应在700℃时开始进行，在900℃保温5h，氮化反应进行完全，TEM照片显示纳米TiN颗粒均匀分布于Al2O3基体中，径粒为50－70nm。     

钛/铝异种合金脉冲激光焊接接头裂纹产生机理

目的 对0.8 mm厚的Ti6Al4V钛合金和2 mm厚的AA6060铝合金薄板进行脉冲激光焊接,分析异种轻合金激光焊接裂纹产生的机理及界面结合机理。方法 采用扫描电镜、EDS能谱以及显微硬度计等微观表征分析方法,对焊接接头的形貌特征、成分以及显微硬度进行分析,探索焊接接头处裂纹产生的原因。结果 钛/铝脉冲激光焊接性较差,接头存在严重的裂纹缺陷,裂纹多集中在焊缝与铝母材交界处以及焊缝中心区域位置,主要以热裂纹为主;接头焊缝可能存在大量的Ti-Al金属间化合物以及少量未熔的钛,其界面层主要成分推测为层状TiAl和外层锯齿状的TiAl3;接头整个焊缝区域的平均显微硬度为HV0.1420,其硬度水平远远高于焊缝两侧铝合金母材,也高出钛合金母材很多。结论 钛铝金属间化合物使钛铝焊接接头焊缝区脆性增大,另外接头焊缝区存在较大的组织应力、热应力、拉压应力、拘束应力等复杂应力,致使焊缝内存在较严重的裂纹缺陷。     

Low Heat Welding of Titanium Materials with a Pulsed Nd:YAG Laser

Titanium materials exhibit a property profile that is just as versatile as that of steel materials. Titanium materials therefore have outstanding properties, such as excellent resistance to corrosion and high strength values at low densities, which makes them ideal for use in the chemical industry and as structural materials in lightweight construction. Due to the high affinity of titanium to atmospheric gases at increased temperatures above 500 °C, titanium components have to be welded in a sophisticated process under inert shielding gas by TIG welding or by an electron beam in a vacuum. A novel innovative laser beam welding process using a pulsed laser with free pulse shaping will be presented here with which oxidation‐free titanium weld seams with excellent mechanical and technological properties can be produced. For this low heat welding process, the otherwise commonly used inert gas covering can be substituted with a shielding gas nozzle. The process‐specific low heat input and the resulting low energy input per unit length both have a positive effect on the microstructure and thus on the mechanical properties. This welding process offers both technological and economical advantages over the processes used up until now, particularly for the machining of complex components and for series production.     

Si(100)衬底上PLD法制备高取向度AlN薄膜

采用脉冲激光沉积法(PLD),以KrF准分子为脉冲激光源,Si(100)为衬底,同时引 入缓冲层TiN和Ti_0.8Al_0.2N,制备了结晶质量优异的A1N薄膜,X射线衍射(XRD)及反射 式高能电子衍射(RHEED)分析表明A1N薄膜呈(001)取向、二维层状生长.研究发现,薄膜 的生长模式依赖于缓冲层种类,直接在Si衬底上或MgO／Si衬底上的A1N薄膜呈三维岛状生 长;而同时引入缓冲层TiN和Ti_0.8Al_0.2N时,A1N薄膜呈二维层状生长.此外,激光能量密 度大小对A1N薄膜的结晶性有显著的影响,激光能量密度过大,薄膜表面粗糙,有颗粒状沉积 物生成.在氮气气氛中沉积,能使薄膜的取向由(001)改变为(100).     

激光和等离子体混合法氮化钛表面

采用激光和氮等离子体混合方法在大气气氛下对钛样品表面进行处理,获得了钛氮化合物表层.利用X射线衍射仪(XRD)对氮化处理后的样品测试,得到了样品的相结构.分别使用该方法与普通激光氮化方法,在相同条件下对样品表面进行氮化处理,结果表明通过混合方法提高了氮化物含量,并有效地抑制了氧化发生.讨论了氮等离子体流量对混合法氮化效果的影响.随着氮等离子体流量的增加,氮化物含量增加;但是当氮等离子体流量＞0.8m3/h后,氮化所需活化氮达到饱和,氮化物含量不再增加.