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。     

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.     

浅谈用显微硬度计测定离子注入层硬度的认识

硬度是指材料抵抗外物压入其表面的能力,是反映材料自身特性的重要机械性能之一。由于材料的硬度与材料的使用性能及加工性能密切相关,因此,无论是在产品的加工、生产过程中,还在材料的科学研究活动中,测定材料的硬度被广泛用作分析材料的组织结构,检验产品性能的重要手段。近年来,随着薄膜物理、表面工程和化学处理等技术的飞速发展,极薄型表面强化层的研究与应用越来越广泛,同时也推动了显微硬度计的完善和发展。但在使用显微硬度计测定某些极薄型强化层的硬度时(厚度只有十几～几μm),虽然选用了较小负荷进行测量,可压头仍有可能受到界面张力和基体材料的影响,获得的硬度值与实际值相比存在偏差,这给分析、研究强化层的力学和机械性能带来一定的困难。笔者在本文中介绍了使用显微硬度计测定离子注入层硬度的方法,并提出了建议。     

Ni离子注入纯铜的表面改性

采用MEVVA源离子注入设备进行了纯铜表面镍离子注入的改性实验研究,采用透射电镜和X射线衍射仪对改性层显微组织进行分析表征.结果表明随着Ni离子注入剂量的增加,铜表面改性层发生一系列强化过程.纳米硬度和摩擦磨损实验结果表明当注入剂量达到7.5×1017ion/cm2时,注入层的硬度值可达基体的2倍,滑动摩擦因数仅为基体的47%.高剂量的离子注入是对纯铜进行表面改性的一种有效的方法.     

纳米磨料硬度对超光滑表面抛光粗糙度的影响

通过均相沉淀法制备了纳米CeO2和Al2O3粉体,研究了在相同抛光条件下纳米CeO2、Al2O3和SiO2磨料对硅片的抛光效果,用原子力显微镜观察了抛光表面的微观形貌并测量其表面粗糙度.结果表明:纳米CeO2磨料抛光后表面具有更低的表面粗糙度,在5 靘5 靘范围内表面粗糙度Ra值为0.240 nm,而且表面的微观起伏更趋向于平缓;考虑了纳米磨料在抛光条件下所发生的自身变形,其变形量相当于一部分抵消了纳米磨料嵌入基体材料的切削深度,而这个切削深度最终决定了抛光表面的粗糙度;分析指出这个变形量与纳米磨料的硬度成反比,硬度低的纳米磨料由于自身变形量大,导致切削深度小,抛光后表面的粗糙度值低.解释了在相同的抛光条件下不同硬度的纳米磨料具有不同的抛光表面粗糙度的原因.     

表面活性剂对Ni-纳米TiO2复合镀层硬度的影响

针对镍镀层硬度较低,限制了其应用范围的实际,采用纳米复合电镀,提高电镀镍层的机械性能.由于纳米微粒极易团聚,影响了复合镀层的性能.进行了Ni-纳米TiO2复合电镀的表面活性剂筛选,并优选出分散效果较好的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和非离子表面活性剂吐温80进行均匀设计和正交回归设计的复配优化来研究其对复合镀层的影响,采用SEM观察镀层表面形貌.通过分析试验结果可知:两者复合的效果较单一使用的效果更好,在镀液中添加0.074g/L的CTAB和0.047g/L吐温80时,得到的复合镀层组织均匀细致,硬度达到最大值621.6HV.     

纳米稀土氧化物对7075铝合金硬度和耐磨性的影响

对于超硬铝合金7075，本文通过加入纳米稀土氧化物来提高其硬度。在本次实验中加入纳米稀土氧化物的含量为0．2％，原铝合金7075和改性后的铝合金7075作硬度对比，结果加入纳米稀土氧化物的铝合金7075硬度较原铝合金7075提高22．4％。在干摩擦磨损测试中，加入纳米稀土氧化物的7075铝合金磨痕宽度比原铝合金7075小。     

窄脉冲保形全方位离子注入技术

叙述了全方位离子注入过程中,由于被处理零件与其周围离子鞘层之间厚度的增加,引起零件与鞘层之间保形性变差,导致零件表面注入剂量不均匀性;文中系统分析了注入电压、等离子体密度、脉冲宽度和脉冲频率等处理工艺参数对注入剂量不均匀性的影响,用鞘层动力学计算机数值模拟方法从理论上研究了轴承内外圈处理中工艺参数对注入剂量不均匀性的影响,并用实验方法进行了测量验证,理论研究和试验测量结果的一致性,说明所提出的窄脉冲保形全方位离子注入技术完全适用于复杂形状零件表面均匀强化处理。     

硼离子注入对多晶Ni力学性能及微观结构的影响

用能量为50keV,剂量为3×10~(17)ions/cm_2的B~+注入多晶Ni,通过力学性能实验研究了多晶Ni注入前后表面硬度和疲劳性能的变化,以及多晶Ni表面层注入和疲劳前后化学成分、滑移特征、裂纹萌生、断裂方式和微观结构的变化。结果表明,B~+注入多晶Ni后,表面区域形成一个不同组织结构的由Ni-B非晶、Ni_3B和Ni_4B_3第二相以及辐照损伤组成的多层次的注入层,提高了多晶Ni的表面硬度,并使其疲劳极限提高16％。探讨了B~+注入影响多晶Ni疲劳极限的几种可能机制。     

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。     

离子注入对尼龙66机械性能的影响

用离子注入技术来提高尼龙６６的表面硬度和耐磨性。Ｃ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ５种离子单独被注入尼龙６６、每种离子的剂量分别为２＊１０＾１５ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２、１０＾１６ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２、５＊１０＾１６ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２或１０＾１７ｉｏｎｓ／ｃｍ＾２。磨损实验表明,５种离子注入后均可使尼龙６６的耐磨性提高,其中Ａｌ离子注入后改性效果最好,１０＾１７ｉｎｏｓ／ｃｍ＾２Ａｌ离子注入后尼龙６６的耐磨性提高     

金属与氮复合注入对Inconel 718摩擦磨损性能的影响

为提高Inconel 718零件的抗磨损性能,采用直线式高能离子注入机对Inconel 718材料进行表面强化。利用X射线衍射仪、电子背散射衍射、X射线光电子谱、俄歇电子能谱等表征材料的组织结构、相组成和元素浓度-深度分布,采用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机检测材料的纳米硬度和摩擦磨损性能。结果表明,不同离子注入工艺对Inconel 718抗磨损性能提升具有不同效果,(N+Ti)组合注入可提升基体抗磨损性能达2.5倍以上,纳米硬度提升幅度达到36%。(N+Ti)组合注入工艺在Inconel 718表层形成非晶以及纳米级Ti Nx析出相,随注入深度增加,注入原子主要以间隙或置换形式存在于基体晶格中。     

离子注渗复合表面改性技术研究进展

综合国内外研究现状,目前针对离子注渗复合表面改性技术已开展了大量的研究工作,然而还缺少对其进行系统介绍的研究报道。首先,对离子渗技术（离子渗氮、离子渗碳和离子渗硫）、离子注入技术（氮离子注入、碳离子注入和金属离子注入）和离子注渗复合技术的原理进行了介绍。其次,对上述表面改性技术的研究进展进行了综述和总结。最后,针对目前离子注渗复合技术的不足之处,从改善硬件设备、强化作用机理、系统研究复合处理工艺和促进其工业化应用等方面进行解决,提出要充分利用注渗和镀膜技术复合的优势来实现材料结构功能一体化,推动多相复合强化技术的研究与开发,为工业化应用奠定理论基础。     

材料的等离子体基离子注入表面改性

简要总结了哈工大近10年来在材料的等离子体基离子注入表面改性方面的工作,包括铝合金、钛合金、轴承钢的等离子体基离子注入,等离子体基离子注入混合,以及等离子体基离子注入的工业应用等。     

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。     

生物材料的离子注入表面改性

近年来离子注入技术在改善生物医用材料综合性能方面应用日渐广泛.本文介绍了该技术的特点和作用机理,同时结合国内外学者的研究成果,对其注入工艺、改性效果及改性机理进行了的综述,预期了离子注入在生物材料改性方面的发展趋势和研究方向.     

Cr离子注入镍钛合金的表面组织结构

针对镍钛合金(NiTi)进行3种不同浓度Cr离子注入,采用扫描电子显微镜、三维白光形貌干涉仪、小角度掠射X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了离子注入前后镍钛合金表面形貌、粗糙度、组织结构及化合态。结果表明,随着注入Cr离子浓度的增大,镍钛合金表面更加平整,粗糙度变小。所有注入试样表面形成了近60nm厚的注入膜层,主要成分为三氧化二铬和铬碳化合物,并且随Cr离子注入剂量的增加,三氧化二铬和铬碳化合物的含量增加。     

离子注入表面改性技术的应用

介绍离子注入表面改性技术的原理和设备,列举了在金属表面改性中的应用。经离子注入后,某些金属材料的耐蚀、耐磨和抗氧化性能可提高近1000倍。离子注入表面改性技术适用于高技术、高精度和高附价的零件     

等离子体源离子注入表面改性研究及应用

采用等离子体源离子注入技术 (PSII)对W18Cr4V高速钢进行了氮离子注入。用俄歇能谱仪对注入层的成分进行了分析。对注入层的显微硬度和耐磨性进行了测试。用扫描电镜对摩擦磨损表面进行了分析。研究结果表明 :氮在注入层呈高斯分布 ,注入层的硬度和耐磨性均明显提高。对等离子体源离子注入技术在航空液压泵配油盘上的应用进行了研究。应用研究结果表明 :经等离子体源离子注入后的配油盘单位行程内回油量的增加量比未注入前下降约 90 % ,从而明显地增加了配油盘的使用寿命