离子注入高分子材料表面改性的研究进展

叙述了离子注入技术的特点，并着重介绍了其在高分子材料表面改性中的应用．综述了国内目前在这方面的研究现状及试验结果．     

金属钛的离子注入表面改性

讨论了离子注入表面改性技术在生物材料中的应用，研究了Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金表面注入Ｎ＋离子后的摩擦磨损行为，结果表明，Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ经离子注入后，摩擦磨损性能都大幅提高．     

管型材料离子注入内表面改性研究进展

利用在管材中心引入同轴接地电极并在金属管材上加脉冲负偏压以产生径向离子加速电场,实现了金属管材内表面离子注入。目前国内外还有其它一些技术手段实现材料内表面改性,如脉冲放电爆炸金属箔注入、离子束溅射沉积、等离子体化学气相沉积法等。这些实验方法所遇到的主要问题是离子注入沿轴向不均匀、膜与基底结合不牢。在原实验方法基础上,又提出了一种新的方法——栅极增强等离子体源离子注入法。实验结果表明：此方法不但可以大大提高离子注入沿轴向的均匀性,而且可以实现气体离子和金属离子两种离子的共同注入。     

钛基合金离子注入表面改性层的研究

应用电子能谱、Ｘ射线衍射及透射电镜等对四种不同注氮工艺下的Ｔｉ－６Ａ１－４Ｖ 合金表面改性层的化学成分、显微组织及合金结构等进行了分析研究。结果表明：注 层中的氮离子分布随注入剂量的不同而异；在注层中形成了ＴｉＮ，Ｔｉ２Ａ２Ｎ 等新的 合金相，同时形成了层错、孪晶等缺陷．并从理论方面对改性层的强化机制进行了初 步探讨。     

Mo离子注入Al_2O_3的表面改性

研究Ｍｏ离子注入Ａｌ＿２Ｏ＿３表面机械性能的变化及产生变化的原因，结果表明，Ｍｏ离子的注入，在Ａｌ＿２Ｏ＿３表面产生辐射损伤，使表面残余应力、表面硬度及断裂韧性提高；注入剂量Ｄ＞１×１０￣１７ｃｍ￣－２时，随着离子注入剂量增加，表层开始非晶化，导致表面残余应力及硬度下降，而断裂韧性仍继续得到改善。     

WC—Co硬质合金的MEVVA源离子注入表面改性研究

采用了卢瑟福背散射，俄歇电子能谱和Ｘ射线衍射等现代表面分析技术，研究了Ｔａ离子米注入和Ｔａ＋Ｃ双注入的钴粘结碳化钨硬质合金表面的微化学和微结构变化。在此基础上，进行了进口和国产的ＷＣ－Ｃｏ刀具的Ｔａ注入和Ｔａ＋Ｃ双注入的表面改性研究，取得了明显的应用效果。     

N+注入GCr15钢摩擦磨损性能研究

通过多种表面测试手段对氮离子注入GCr15钢的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,由于离子注入引起注入层显微硬度提高,表面残余压应力增大,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,使摩擦磨损机理发生了变化,从而改善了材料的摩擦学性能.在本实验条件下,所得最佳参数为注入剂量4×1017ions/cm2,注入能量100 keV     

离子注入对玻璃材料的改性

简要地评述了离子注入对玻璃风化、化学稳定性、晶化和非线性光学性质的影响。指出采用离子注入法，在不影响磷酸盐玻璃重要性质的前提下，提高其化学稳定性；锂硅酸盐玻璃在注入Ｎｄ＾＋后，可提高玻璃的耐水性。强调指出离子注入在玻璃改性上有着广泛的应用前景。     

Y,Cr离子注入碳钢耐蚀改性研究

用失重法、电化学方法、金相及俄歇电子能谱分析研究了碳钢离子注入Ｙ，Ｃｒ元 素在海水，ＨＦ，Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ３ＰＯ４中的耐腐蚀改性作用．结果表明：稀土Ｙ注入后 使碳钢耐水溶液腐蚀性能提高；Ｙ，Ｃｒ复合注入使碳钢表面产生钝性，局部诱发小孔 腐蚀；Ｙ在表面注入层均匀富集产生的非平衡态合金化作用是耐蚀性提高的主要原 因；注入过程中高能离子轰击引起的表层微观结构变化对耐蚀强化起着一定的作用； Ｙ，Ｃｒ复合注入合金化的耐蚀改性效果更佳。     

离子注入固体表面的表面能研究

通过正交试验、采用Ｚｉｓｍａｎ法研究了经离子注入处理后的固体表面能相对变化及其对耐磨性能的影响。结果表明：离子注入后，使固体表面能降低，减小了粘着磨损，提高了材料的耐磨性。     

戊二醛修饰上转换发光材料Na[Y0.57Yb0.39Er0.04]F4的制备与表征

利用表面接枝改性法,用戊二醛作修饰剂,对上转换发光材料Na[Y0.57Yb0.39Er0.04]F4进行了表面醛基修饰.傅里叶红外吸收光谱证明了醛基的存在,紫外分光光度法定量检测修饰醛基的含量为1.38×10-3mol.g-1,热分析定性地证明了材料表面有机官能团的存在,扫描电镜显示了修饰后上转换无机发光材料颗粒的直径有所增加.沉降实验表明,修饰醛基后的上转换发光材料在水溶液中的分散稳定性得到了提高.     

纳米氧化锌的表面修饰及其摩擦学行为研究

采用直接沉淀法制备了粒径分布均匀（平均大小约为10nm）的纳米氧化锌,并采用X射线衍射（XRD）和透射电子显微（TEM）手段进行了表征.以山梨糖醇酐三油酸酯（span-60）、油酸、月桂酸钠和氟碳（（C—F）x）为表面活性剂对纳米氧化锌进行表面修饰,将修饰过的纳米氧化锌添加到液体石蜡中,使其质量分数为0.5%,进行沉降实验.用傅里叶红外线光谱仪（FT-IR）对表面修饰过的纳米氧化锌进行分析,用Falex-6型四球摩擦磨损实验机进行摩擦磨损实验,用扫描电子显微镜（SEM）对钢球的表面进行形貌分析.结果表明,在液体石蜡中加入修饰过的纳米氧化锌,其摩擦系数及钢球的磨损程度均大大降低,其中经含有羧基的油酸修饰的纳米氧化锌在液体石蜡中的分散性最好,抗磨减摩性能最佳.     

Surface modification and model of glassy cementitious materials

Basic theory of surface modification about glassy cementitous materials is presented. At the same time modified glassy cementitous materials were manufactured by means of point activation and disperse and grind aid according to technology of mechanical-chemistry. This theory about surface modification has been proved by some experimental results such as SEM, size distribution, fluidity of the paste, physical-mechanical properties of the hardened paste and heat of the hydration. The particle size of modified fly ash is tending to become smaller and the shape of microfine particles seems a ball; strength of modified glassy cementitous materials and ordinary portland cement compound paste has a obvious increment and fluidity of the paste also has a noticeable improvement; surface modification also can accelerate the formation of paste structure to a certain degree. Besides a model about the interactive mechanism of modified glassy cementitous materials and ordinary portland cement is put forward. Foundation item: Supported by the Research Grant Council to the Hong Kong University of Science and Technology under Grant (RIG 94/95. EG07) Biography: Ma Bao-guo (1957-), male, Professor Ph. D, research direction: cement and concrete.     

离子注入高分子材料的研究动态及应用

离子注入聚合物（在一定的能量和一定的剂量），可引起聚合物电导率增加几个到十几个数量级。利用这个特性，可制作导电图样，制作连线，制作Ｐ型半导体材料和Ｎ型半导体材料，制作Ｐ－Ｎ结，制作二维和三维集成电路互连结。离子注入聚合物使聚合物的颜色加深、光吸收增加，可制作有机太阳能电池。离子注入聚合物还引起聚合物力学、磁学性质发生变化。