等离子浸没式注入表面改性

采用新型的离子注入技术－离等子体浸没式离子注入对４５钢进行了氮离子注入,测定了注入层的氮浓度俄歇剖面会布,显微硬度和摩擦性能,对磨损表面进行了扫描电镜分析。结果表明,采用等离子浸没式离子注入技术能够获得钢表改性效果。     

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。     

铍表面离子注入层硬度的研究

对金属铍进行了不同剂量的离子注入表面处理。测量了注入处理后的金属铍表面的显微硬度;将测量的硬度值,利用Jonsson硬度模型计算了注入表面层的硬度;分析了注入表面层的硬度值与注入剂量的关系及注入强化机理。结果表明,离子注入层硬度是铍本身硬度值的9倍。     

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。     

预氧化在离子注入与水热处理制备羟基磷灰石活性层中的作用

分别将钙、磷离子以110 keV、80 keV的能量和2×1017ion/cm2、1×1017ion/cm2的剂量注入纯钛基体,并与水热处理结合制备钛表面羟基磷灰石(HAp)改性层.为研究预氧化在离子注入与水热处理制备羟基磷灰石活性层中的作用,将预氧化试样与未氧化抛光试样一起进行了钙、磷离子注入和水热处理,并利用SEM进行形貌观察,AES、EDS、XRD和FTIR进行元素及物相结构分析.结果表明,经过预氧化处理的试样表面生成了球状HAp改性层.另外,水热处理温度、压强和钙、磷注入顺序也会对HAp的形成产生影响.     

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。     

低能Si离子注入对TiN硬质薄膜性能的影响

采用低能MEVVA离子源技术对由磁过滤阴极真空弧沉积的TiN硬质膜进行了Si离子注入.采用场发射扫描电子显微镜、纳米硬度测试等方法,研究了基体离子注入剂量对薄膜性能的影响.结果表明,Si离子注入能在薄膜表面形成均匀细小的纳米颗粒.使基体及薄膜硬度从33 GPa提高到56 GPa,弹性模量从360 GPa提高到750 GPa.对薄膜进行多(4)次注入,硬度和弹性模量的提高并不显著,但对基体离子注入充分,薄膜的整体硬度和吸收塑性变形能的能力均有显著提高.     

N / Ti / Al 离子注入 304 不锈钢的耐磨性

目的研究N,Ti,Al离子注入对304不锈钢耐磨性的影响规律,为304不锈钢材料的改良提供参考。方法采用等离子注入技术,在不同剂量下对304不锈钢分别进行N,Ti,Al离子注入,对离子注入后的试样进行表面微观形貌观测、表面硬度测试、摩擦磨损性能测试,并与304不锈钢基材进行对比。结果 304不锈钢经3种离子注入后,均能获得平整、致密,没有裂纹,具有一定光洁度的表面组织,但是注入剂量增大会引起表面起泡现象,形成多孔形貌,光洁度降低。此外,3种离子注入均能提高304不锈钢的表面硬度,且高剂量注入试样的硬度比低剂量注入试样更高,相较而言,N离子注入使表面硬度的提高更明显。相比未注入基材,注N与注Ti表面层的摩擦系数均变小,注Al表面层的摩擦系数反而变大,但磨损量都明显降低。高剂量注N、注Al试样的耐磨性均高于低剂量注入试样,而高剂量注Ti试样的耐磨性低于低剂量注入试样,但仍好于注N、注Al试样。结论在相同实验条件与注入工艺下,N离子注入对表面硬度提高最显著(剂量为5.0×1017ions/cm2),约提高41%;Ti离子注入对耐磨性提高最显著(剂量为3.0×1017ions/cm2),约提高6倍。     

聚苯醚金属离子注入改性层的硬度和磨擦学性能

为研究离子注入技术对聚苯醚（PPO）的表面硬度和耐磨性的提高效果,分别将3种剂量（2×1015 cm－2、1×1016 cm－2和1×1017 cm－2）的Al、Ti 、Fe离子注入PPO。纳米硬度测量显示,1×1016 cm－2 Ti离子注入PPO后其硬度由0.369 GPa增至1.433 GPa,离子注入使PPO表面形成一层交联层,导致其硬度提高。磨损实验表明,3种离子注入后均可使PPO的耐磨性提高,摩擦因数下降;其中1×1016 cm－2 Ti离子注入PPO的磨损体积降为原来的0.4%,摩擦因数下降了40％。红外光谱分析表明,离子注入后PPO表面形成羟基和羰基等新的基团,羟基的形成主要与表面微量吸水有关。电子自旋共振(ESR)分析显示离子注入可以形成自由基,离子注入诱发交联的方式主要为自由基交联。     

N+注入提高 GCr15钢抗接触疲劳性能研究

采用离子注入技术对GCr15轴承钢进行氮离子注入,用JP-52接触疲劳试验机考察了氮离子注入后GCr15钢的抗接触疲劳性能;用SEM、TEM、AES、XPS等现代测试技术考察了改性层的相组成及改性机理.结果表明,离子注入引起注入层显微硬度提高,表面残留压应力增大,表面粗糙度降低,以及注入层形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε-Fe2-3N等,使材料的抗接触疲劳性能大大提高.通过正交实验发现,氮离子注入对GCr15钢抗接触疲劳性能的改善程度与注入能量、注入剂量不成正比,而是有一最佳值,在本实验条件下最佳注入参数为注入能量100keV、注入剂量4×1017ions/cm2.