碳氮离子注入奥氏体不锈钢改性研究

用日立S-3000N型扫描电镜，原位纳米力学测试系统（TRIBOINDENTER），原位轮廓同步磨损试验机和CH1660A电化学工作站对离子注入奥氏体不锈钢的组织及耐磨性，耐腐蚀性进行了较深入的探讨，研究结果表明，离子注入可以在不降低甚至提高奥氏体不锈钢耐腐蚀性的情况下大大改善其耐磨性。     

离子注入1Cr18Ni9Ti不锈钢的耐磨性及耐蚀性研究

研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢经Ｎ＾＋注入后的摩擦磨损特性及耐蚀性。结果表明,经Ｎ＾＋注入处理的材料表层蓁后果化学性能均发生了很大变化,耐磨性及耐蚀性均得到了提高。     

奥氏体不锈钢离子注入表面改性的研究

采用D/MAX-ⅢB型X射线衍射仪、原位纳米力学测试系统、LKDM-2000型摩擦磨损仪,S-3000N型扫描电子显微镜和CHI660A电化学工作站对经C、N离子注入的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的组织及耐磨性、耐蚀性进行了较深入的研究.结果表明,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢经离子注入后,注入层硬度提高,摩擦系数降低,耐磨性提高,抗腐蚀性增强;注入N+的剂量为2.44×1017ions/cm2时,注入层的硬度最高,耐磨、耐蚀性最好,性能最佳.     

离子注入1Cr18NigTi不锈钢的耐磨性及耐蚀性研究

研究了1Cr18NigTi不锈钢经N＋注入后的摩擦磨损特性及耐蚀性。结果表明：经N＋注入处理的材料表层其物理、机械和化学性能均发生了很大变化,耐磨性及耐蚀性均得到了提高。     

低碳钢表面激光熔覆不锈钢的组织和性能

采用JHM-1GY-400型脉冲Nb∶YAG固体激光器和316L不锈钢粉末在20低碳钢表面制备了激光熔覆层。利用OM、XRD、SEM等表征方法分析了不锈钢熔覆层的物相组成和显微组织,并分别利用旋转摩擦试验机和电化学工作站对熔覆层和基材的耐磨损和耐腐蚀性进行了研究。试验结果表明,不锈钢熔覆层厚度约为50 μm,由γ相(奥氏体)和α相(铁素体)组成,其显微组织主要包括细小的树枝晶、粗大的胞状晶以及平面晶;不锈钢熔覆层表面硬度约为基材的2倍,摩擦因数比基材低0.0418,磨损量更低,不锈钢熔覆层比基材具有更高的耐磨性。与基材相比,不锈钢熔覆层具有更低的自腐蚀电流和更高的自腐蚀电位,其耐腐蚀性能更优异。     

高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

以一种含氮量达1.0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈制为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度.结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,机械孪晶和滑移共同参与变形.随变形量增加至50%,316L的变形方式过渡到以滑移为主,而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形.高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变,表明其具有较高的结构稳定性;而316L中有马氏体形成.高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L,冷变形可大幅提高两种材料的强度.两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性,晶粒取向对显微硬度的影响大于变形不均匀性的影响.对高氮不锈钢表现出的优异性能的机制进行了分析和讨论.     

316L不锈钢表面Ta涂层的制备及性能

为改善316L不锈钢在体液中的生物相容性,采用双辉等离子体表面合金化技术在其表面制备了Ta涂层,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ta涂层的形貌、成分分布和物相结构进行分析,借助划痕仪、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对涂层的结合强度、磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的耐磨性及耐蚀性进行研究。结果表明:所制备的Ta涂层由厚度均为2μm左右的沉积层和扩散层组成,主要物相为α-Ta,涂层与基体的结合强度良好,发生破裂的临界载荷达到111 N。Ta涂层的比磨损率仅为基体的12.5%,自腐蚀电位比基体提高234 mV,腐蚀电流密度则降低2个数量级,磨损前后涂层样品的腐蚀速率分别为基体的1.9%和3.6%。表明Ta涂层能显著提升316L不锈钢在PBS溶液中的耐磨性和耐蚀性。     

冷变形对奥氏体不锈钢表面N离子注入的影响

研究了冷变形对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面N离子注入的影响。结果表明:冷变形对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的表面N离子注入有显著的加速作用;表面N离子注入在保持冷变形强化效果的同时在钢的表面注入层中形成含N的奥氏体γN相,使钢的表面硬度和疲劳性能进一步提高。冷变形和表面N离子注入复合强化可使1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢获得更高的整体性能和表面性能的配合。     

升温离子注入对医用材料Ti6A14V表面改性影响

对Ti6A1 4V合金进行温度范围从 1 0 0℃到 6 0 0℃ ,注入剂量为 4× 1 0 1 7ions.cm- 2 氮离子等离子体源离子注入 (N-PSII)。用俄歇能谱仪 (AES)对注入样品进行元素深度分布剖面分析。用显微硬度计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)分析表面改性层结构的变化。利用光学显微镜观察磨痕宽度。分析发现 ,当温度从 1 0 0℃升到 6 0 0℃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Ti2 N析出相。     

空气等离子体基注入Ti6Al4V合金摩擦学性能研究

采用空气等离子体基离子注入技术对Ti6Al4V合金进行了表面改性。注入负脉冲电压分别为10kV,30kV,50kV,注入剂量为0.6×1017ions/cm2。用X射线光电子能谱仪对注入层元素分布进行了分析,结果表明:改性层的外层为TiO2,外层与内层基体之间存在Ti2O3、TiO、TiN;采用球盘磨损试验机对注入层的摩擦学性能进行了研究。结果表明:随着注入电压的增加,摩擦因数减小,耐磨性能提高。且以50kV注空气最为显著,摩擦因数较基体降低了3倍多,磨损体积与比磨损率较基体均下降了1个数量级以上。注入层硬度比基材Ti6Al4V也有明显提高。     

Composition and Structure of Ti-6Al-4V Alloy Plasma-based Ion Implanted with Nitrogen

1 ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｏｏｒｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｈａｖｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｔｈｅｆｕｒ ｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＴｉ 6Ａｌ 4Ｖａｌｌｏｙｕｓｅｄｉｎａｖｉａｔｉｏｎａｎｄｓｐａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｓｔｒｕｃ ｔｕｒａｌｐａｒｔｓａｎｄｉｎｍｅｄｉｃａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｏｔａｌｊｏｉｎｔｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｄｕｅｔｏｉｔｓｕｎｉｑｕｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｄｅｓｉｒａｂ…     

Ti6Al4V合金氮离子注入层的成分、组织结构及摩擦学性能

介绍了Ti6Al4V合金氮离子注入的背景,比较了离子束离子注入及等离子体基离子注入氮,综述了注入层成分、组织结构、硬度、摩擦系数及磨损性能变化的研究进展,总结了到目前为止得出的规律,探讨了变化的可能机理。并对今后的研究方向作了展望。     

氮离子注入超高分子聚乙烯的表面性能

用高能离子注入机对超高分子聚乙烯(UHMWPE)进行了N^-离子注入改性，研究了N^-离子注入前后UHMWPE材料的表面特性和摩擦学性能。结果表明，N^-离子注入可改善UHMWPE表面的物理化学特性，提高表面的显微硬度和对水的润湿性能。在血浆润滑条件下，几种剂量N^-离子注入均可明显提高UHMWPE材料的摩擦磨损性能，磨损率最大可下降50％。     

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。     

Ag离子注入Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能研究

采用注入不同剂量5×1016, 1×1017, 5×1017和9×1017ions/cm2,加速电压30 kV对Ti6Al4V合金进行Ag离子注入表面改性。使用动电位极化曲线研究Ag离子注入前后Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,利用小角掠射X射线衍射技术研究Ag离子注入前后Ti6Al4V合金表面物相组成,用X射线光电子能谱技术分析离子注入合金表面和腐蚀样品表面元素存在的化合态。结果表明,Ag离子注入提高了合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,腐蚀电流密度随Ag离子注入剂量的增加稍有变化。离子注入Ti6Al4V合金表面的氧化物腐蚀阻挡层、离子注入表面合金层和表面生成的Ag和TiAg有利于合金抗Hank’s溶液腐蚀性能的改善     

医用Ti6Al4V合金表面改性研究进展

Ti6Al4V合金因具有优异的力学性能和良好的生物相容性而被广泛应用于人体硬组织替代物和修复物领域。由于合金本身耐摩擦磨损性差,不具备生物活性等缺点,因此对Ti6Al4V合金进行表面改性具有重要意义。本文介绍对Ti6Al4V合金进行改性的有效方法,综述了其表面改性的研究进展,展望了表面改性的发展趋势。     

Na2SiO3电解液体系下正负向电压对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

采用Na2SiO3电解液体系,在不同的正、负向电压条件下对Ti6Al4V合金进行微弧氧化.利用测厚仪、SEM、XRD等手段分析微弧氧化膜厚度、表面形貌、相组成,研究正、负向电压对氧化膜层特性的影响规律.试验结果表明,负向电压恒定在80V时,随着正向电压由350V增加到400V,氧化膜厚度由48μm增加至94μm;固定正向电压为380V,负向电压由50V增加至90V,氧化膜厚度先增加,后减小;正、负向在380V/80V时获得的氧化膜致密且与基体结合良好;正向电压增加,有利于得到更多的锐钛矿相TiO2;增加负向电压,有利于得到更多的金红石相TiO2.