Y,Y＋C和Y＋Cr注入H13钢表面改性研究

用ＭＥＶＶＡ源引出的强束流Ｙ，Ｃｒ，Ｃ注入Ｈ１３钢改善了注入层抗氧化、耐腐蚀和抗磨损特性，探索了表面改性的机理。实验结果表明单注入和Ｙ＋Ｃ，Ｙ＋Ｃｒ双注入均能得到表面改性的良好效果，双注入效果略好。表面改性的原因是注入样品氧化前后的结构和合金相发生了明显的变化。上述特性的改善和注入层结构变化、钇铁化物析出相的生成以及铁钇氧化物形成密切相关。这些氧化物经短时氧化（１０ｍｉｎ）即可形成。由于这些氧化物     

C^＋离子注入对Al2O3单晶表面韧性的影响

对Ｃ＋注入α－Ａｌ２Ｏ３单晶样品的表面残余应力、显微硬度、断裂韧性和注入层破坏临界负荷等力学性能的变化进行了研究．结果表明：Ｃ＋离子注入Ａｌ２Ｏ３单晶时,表面层的破碎临界负荷增大．在１×１０１７Ｃ＋／ｃｍ２时表面产生的残余压缩应力达到最大,而更高剂量的注入使表面层产生非晶化,降低了表面的残余压缩应力．在５×１０１７Ｃ＋／ｃｍ２注入剂量时,由于表面残余压缩应力和表面非晶化的协同效应使注入层具有较高的表面韧性和表面层耐破碎临界负荷．     

GCr15钢和40Cr钢N＋注入后表面残余应力研究初探

本文研究了Ｎ＋注入ＧＣｒ１５钢和４０Ｃｒ钢表面残余应力的变化及沿层深的分布情况。结果表明：Ｎ＋注入后，材料表面残余应力（均为压应力）均有增加趋势，在近表层几个μｍ内增加较明显，并且随着注入能量和剂量的不同，表面残余应力增加趋势亦不同，离子注入使材料表面残余压应力的增加，有利于改善材料的摩擦学性能。     

N~ 注入参数对 40Cr 钢和 GCr15 钢显微硬度影响的研究

通过正交试验，研究了Ｎ＋注入参数对４０Ｃｒ钢和ＧＣｒ１５钢表面显微硬度的影响。结果表明离子注入使４０Ｃｒ钢和ＧＣｒ１５钢表面硬度得到了提高，且存在一个最佳注入剂量为４×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２。     

用Mo＋C和W＋C双离子注入H13钢制备表面优化复合层的研究

首次给出了Ｍｏ＋Ｃ和Ｗ＋Ｃ双离子注入Ｈ１３钢合成优化表面层机理的研究结果，包括表面薄碳膜和弥散硬化层的形成。电镜中观察到这些离子注入时晶粒细化和密集位错的出现，同时在晶界间析出相以ＭｏＣ为主，在晶界内析出相则以Ｆｅ２ＭｏＣ和ＭｏＣ为主；这将使晶界强化和位错强化效果增强。Ｘ射线衍射分析表明，注入层中出现了弥散的ＦＥ２Ｃ，Ｆｅ５Ｃ２，ＦｅＭｏ，Ｆｅ３Ｍ０２，ＭｏＣ，ＭｏＣｘ，Ｍｏ２Ｃ，Ｆｅ２ｗ，Ｆｅ７Ｗ６，ＷＣ和Ｗ２Ｃ相。由于这些弥散相的存在使注入层硬度和抗磨损效果均有明显的提高。首次用俄歇分析观察到表面有一层碳膜存在，这将引起表面的自润滑效果。     

K_2TaF_7 钠还原体系的性能

采用Ｘ射线衍射、红外光谱及现代摄像等技术研究了Ｋ２ＴａＦ７－Ｈ２Ｏ体系中Ｋ２ＴａＦ７的水解特征及Ｋ２ＴａＦ７在烘干过程的稳定性；考察了Ｋ２ＴａＦ７与金属钠的润湿状态；同时测定了Ｋ２ＴａＦ７－ＮａＣｌ体系中特征点的粘度及密度变化．结果表明：Ｋ２ＴａＦ７的水解是一个非常复杂的过程，Ｋ＋和Ｆ－对钽盐会产生盐析作用，从而抑制Ｋ２ＴａＦ７的水解；Ｋ２ＴａＦ７活化的目的主要是细化颗粒，获得理想晶型；Ｋ２ＴａＦ７物料与液钠的“包覆”特征是Ｋ２ＴａＦ７与稀释剂的混合物粉末在液钠表面形成包裹层，而且熔盐体系的熔度、粘度及密度等物理参数对Ｋ２ＴａＦ７钠还原过程有重要的影响．研究结果可为Ｋ２ＴａＦ７钠还原过程参数的选择提供重要的理论依据．     

熔融钚容器用多层金属碳化物薄膜

我们研究了以Ｔａ（或Ｗ）、ＴａＣ交替构成的九层或十层多层膜，以判断在１２００℃高温下用它盛装熔态钚的可靠性。我们也研究了单层Ｗ和ＴａＣ。我们还研制了一种两源电子束蒸发工艺，以便把这些涂料喷镀到直径为３８ｍｍ的半球形Ｔａ碗的内表面。钚试验是令钚熔于有镀层的半球碗内，半置该容器于真空中，在１２００℃条件下保持两小时。通过对容器横截面的金相检验和微控分析，我们发现，钚在所有情况下，总是一定程度地渗入Ｔａ     

用Mo＋C和W＋C双离子注入H13钢制备表面优化复合…

首次给出了Ｍｏ＋Ｃ和Ｗ＋Ｃ双离子注入Ｈ１３钢合成优化表面层机理的研究结果，包括表面薄碳膜和弥散硬化的形成。电镜中观察到这些离子注入时晶粒细化的密集位错的出现，同时在晶间析出相以ＭｏＣ为主，在晶界内折出相则以Ｆｅ２ＭｏＣ和ＭｏＣ为主；这将使晶界强化和位错强化效果增强。Ｘ射线衍射分析表明，注入层中出现了弥散的Ｆｅ２Ｃ，Ｆｅ５Ｃ２，ＦｅＭｏ，Ｆｅ３Ｍｏ２，ＭｏＣ，ＭｏＣｘ，Ｍｏ２Ｃ，Ｆｅ２Ｗ，ＦｅＷ６，     

LiTaO_3∶Cr~(3+)晶体中Cr~(3+)离子占位及其EPR参量的理论研究

利用Ｒａｃａｈ不可约张量算符法和Ｗｉｎｇｅｒ定理,建立了ｄ３（Ｃ＊３υ）电子组态的能量矩阵及其全组态ＥＰＲ理论;借助Ｎｅｗｍａｎ的叠加晶场模型和自旋哈密顿理论,研究了ＥＰＲ参量与ＬｉＴａＯ３∶Ｃｒ３＋晶体结构参数之间的定量关系。在此基础上,研究了ＬｉＴａＯ３∶Ｃｒ３＋的ＥＰＲ参量及其电子光谱,理论与观测一致。定量研究表明：ＬｉＴａＯ３∶Ｃｒ３＋晶体中,Ｃｒ３＋离子取代了Ｔａ５＋离子而不是Ｌｉ＋离子。     

C和Mo多重离子注入H13钢的腐蚀性能

研究了C＋Mo＋C注入结构和相变,用多重扫描电位法研究了其抗腐蚀特性,得出了抗腐蚀相生存的条件,以及这些相对抗腐蚀特性的作用,并对其改性机理进行了讨论,实验结果表明,在C＋Mo＋C双注入H13钢中,可有效地提高H13钢的抗性,并能提高点蚀电位,使之更耐点蚀,三重注入生成了含Fe2Mo,FeMo合金相和MoC,Fe5C3,Fe7C3,Mo和MoO等的表面钝化膜,这种钝化膜的存在可提高H13钢的耐腐蚀性和抗 蚀特性,其抗腐蚀和抗点蚀特性优于单注入和双注入,这种多重注入最可贵之处在于既可提高钢表面的抗点蚀特性,又能提高钢表面的抗腐蚀特性。     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的失效机理与参数优化

文章介绍 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削正火态 45钢时的失效形式和磨损机理 ,考察了各切削用量对刀具耐用度的影响 ,并通过一元线性回归分析给出了 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Talor公式。研究证明 ,Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有良好的综合性能 ,而且还可以节约普通硬质合金所必需的 Co、Ta及 W等贵重稀有金属材料 ,但韧性和强度较低 ,切削正火态 45钢时主要以磨损形式失效     

强束流脉冲Ta离子注入H13钢的背散射分析

利用从金属蒸汽真空弧离子源引出的强束流Ta离子,进行Ta离子注入钢的材料改性研究。研究结果表明,在离子注入剂量为5×1017cm-2,平均束流密度为40μA·cm-2,加速电压为42kV下,Ta离子注入能在钢表面形成厚达80nm的合金层。借助卢瑟福背散射(RBS),我们发现表面合金层中Ta的原子百分浓度在15%以上。     

离子注入TiNi SMA及Co合金耐蚀性与血液相容性研究

采用离子注入法对生物医用TiNi形状记忆合金及二种Co合金进行表面改性，利用电化学测试技术，动态凝血时间及溶血率的测量，研究了改性前后合金的耐蚀性及血液相容性，结果表明，离子注入后合金的电化学稳定性显著提高，阳极极化性能变优，对TiNi、CoCrNiW和CoCrNiMo合金分别进行Mo C和Ti C双离子注入后，表面改性合金的腐蚀电位升高200mV以上，维钝电流密度减小，钝化区拓宽；合金的凝血时间延长，溶血率下降，说明离子注入提高了合金的耐蚀性及血液相容性，其中双离子注入较单离子注入效果更为显著，对双离子注入合金进行X射线衍射分析发现，在TiNi合金表面主要形成了TiC相及少量TiO、Mo2C、Mo9Ti4及Mo，在Co合金表面主要为CoCx和Co3Ti及少量TiC、TiO相，这些相弥散分布在合金表面，形成无序膜层，阻止了合金元素溶解，改善了合金的耐蚀性及血液相容性。     

金刚石和氮化碳涂层刀具加工高硅铝合金

为提高硬质合金刀具加工高硅铝合金的生产率及使用寿命,文章采用金刚石薄膜刀具和氮化碳涂层刀具来对比硬质合金刀具加工高硅铝合金的加工性能;试验结果表明,金刚石薄膜刀具干切削加工的表面粗糙度值较小,氮化碳涂层刀具干切削高硅铝合金与金刚石薄膜刀具相比,积屑瘤较小,是适合加工高硅铝合金的刀具材料。     

热力交变作用下WC-12Co硬质合金变形机理

采用Gleeble 1500对WC-12Co硬质合金进行不同温度和应力场的压缩疲劳实验,测量疲劳前后合金硬度的变化,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段观察其组织结构的变化并分析其变形失效机理.结果表明:随着实验温度与加载载荷的升高,WC-12Co合金硬度呈下降趋势,WC晶粒发生圆化,WC晶粒骨架的完整程度下降.WC-12Co合金的疲劳变形失效机理为:在较低变形温度和变形载荷下,塑性变形由WC相中的位错滑移和黏结相马氏体转变所提供,随着变形温度和变形载荷的升高,塑性变形则通过硬质相的层错运动和WC/WC的界面滑动形成黏结相条带来实现.     

结晶器用铜合金表面激光熔覆Ni基涂层研究

采用IPG-YLS-5000光纤激光器在Cu-Cr-Zr合金表面制备了Ni60+WC合金熔覆层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析手段对熔覆层的微观组织、界面成分、物相组成、硬度及耐磨性进行表征和测试,得到了工艺参数对稀释率的影响规律。结果显示,提高激光功率和激光扫描速率均可以增加稀释率。当WC含量较少时,WC颗粒全部熔解;当WC含量较多时,存在未熔解的WC颗粒相。随着WC含量的增加,熔覆层组织先粗化后细化,枝晶间分布有颗粒相。熔覆层的硬度和耐磨性远高于基体,并随着WC含量的增加而增加,熔覆层的硬度最高可达1 000 HV。随着WC含量的增加,熔覆层的磨损失重逐渐变小,与铜合金相比,当WC的含量达到20%时,磨损失重仅为1.1 g。     

热处理对Ta/Ni0.65Co0.35薄膜微结构和磁电阻性能的影响

选用磁致伸缩系数接近于零的软磁合金Ta/Ni0.65Co0.35作为磁敏感层,研究了热处理对Ta/Ni0.65Co0.35薄膜织构、磁学性能和磁电阻性能的影响.制备了Barber电极结构的磁电阻元件,对磁电阻元件的输出特性进行了测试.结果表明:真空退火可以有效降低薄膜内的应力和杂质缺陷,使晶粒尺寸增大,晶界对传导电子的散射减少,各向异性磁电阻(AMR)值提高;真空磁场退火有利于提高薄膜的单轴各向异性,使薄膜的AMR值和磁传感器元件的灵敏度增加.     

CVD金刚石涂层刀具附着力的研究

以压痕法涂层破碎时的负荷来评估附着力,采用稀盐酸对衬底进行表面处理,在ＣＶＤ沉积过程中添加适量粘结促进剂以压抑金属钴的催化墨化作用,沉积合适的厚度,可在硬质合金衬底上得到高附着力的金刚石涂层刀具．用该刀具对含碳化硅颗粒的铝基复合材料进行切削试验,得到了满意的结果．     

硬质合金表面离子注入层的强化机理研究

将75keV氮离子注入到WC—8％c_0硬质合金表面形成注入强化层,使硬质合金表面硬度和动摩擦特性均得到明显改善。用TRIM算法计算了注入后的氮离子浓度分布和辐照损伤分布。X衍射实验表明,注入后形成了间隙固溶体,析出δ—WN第二相,并使晶粒细化。因溶强化、分散强化、细晶强化是使注入后硬质合金表面性能得到改善的主要原因。     

一种高强度合金成分的设计

根据技术指标要求，按物理冶金学基本原理成功地选择了合金的类型，设计，研制了新型的镍基铸造Ｋ４１１合金。