Ti注入钢时金属间化合物形成对钢强化机理的研究

探讨了 Ti 注入 H13钢时形成 Ti 和 Fe 合金相的规律以及 Ti 注入钢的硬化机理.根据辐射损伤理论给出了离子注入引起的空位和间隙原子产生率微分方程,并导出了平衡态时方程的解.研究了注量、能量和靶温对合金形成的影响.注入后退火的样品表面硬度可提高40～50%.用 X衍射和透射电子显微镜测量了 Fe_2Ti 和 FeTi 合金相.用维氏硬度计测量了上述诸条件下注入样品的表面硬度,用针盘磨损机测量了样品抗磨损特性.分析了这些合金相对表面硬化和抗磨损影响的机制.     

Si^＋,Ti^＋与N^＋注入在H13钢摩擦学性能上的比较

比较了Si~+,Ti~+和N~+注入,包括Si~++N~+与Ti~++N~+双注入对马氏体H 13钢摩擦学性能优化的影响.摩擦学性能由销一盘式试验过程中的摩擦力数据和对磨痕的表面轮廓仪和扫描电镜分析作出定量、定性的评价.结果表明,Ti~+注入和Ti~++N~+双注入的优化效果远比N~+,Si~+注入和Si~++N~+双注入优越,其摩擦系数可由0.7降至0.2以下,耐磨性提高将近2个量级.还用AlES和TEM对离子注入引起注入层成分和微结构的变化进行了研究,并对不同元素离子注入引起上述变化的机理作了初步的讨论.     

Ni_3Al高温合金的形成—脉冲铝离子束注入纯镍样品

镍基铝合金有着优异的高温机械性能和抗氧化性能,因而这种合金在现代航空发动机、液体火箭发动机和燃汽轮机等高温机械中有着广泛的应用前景。作者曾利用多极板放电室产生的脉冲离子束进行金属注入研究,取得如下结果:在钢表面形成氮化钛层;钛离子注入纯镍形成非晶合金等。本文中,作者将简述脉冲铝离子注入纯镍样品,得到 Ni_3Al 超级合金的最新结果。     

Si^＋和S^＋注入SI—GaAs白光快速退火特性

研究了 Si~+和 S~+注入 SI-GaAs 经白光瞬态退火后的电特性,得出最佳的退火条件为930～960℃,5s.在适当的注入和退火条件下,得到了陡峭的载流子剖面分布没有拖长的尾巴.发现Si~+注入白光快速退火样品比常规热退火样品有较好的电特性.使用 Si~+注入白光快速退火制作出了性能良好的全离子注入平面型 MESFET.     

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     

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     

Si^＋和Ti^＋注入H13钢注入层微观结构的研究

利用透射电子显微镜，分析了Ｓｉ＾＋（１００ｋｅＶ，５×１０＾１７ｃｍ＾－２）和Ｔｉ（１００ｋｅＶ，３×１０＾１７ｃｍ＾－２）注入Ｈ１３钢注入微观结构的变化，结果表明，离子注入后板条状马氏体完全消失，Ｓｉ＾＋注入导致注入层晶粒细化，而Ｔｉ注入导致注入层非晶化。     

离子注入表面改性层组织结构及强化机制研究

本文主要论述应用 X 时线衍射和电子显微分析等对热处理 M2高速钢经不同工艺的氮离子注入层显微组织形态及合金相结构进行的一些研究。实验确认,注层所含合金相计有;a,Fe_(16)N_2,Fe_4N,Fe_3N,Fe_2N,Cr_2N,CrN 和 M_6C,M_3C,M_2C,MC 等。并初步探讨了注层强化作用的物理机制,认为是由常规合金化过程所发生的现象和只由注入才有的效应等两类结构因素所决定的。     

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，     

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。     

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。     

钒和碳双注入钢的纳米结构、强化机制和抗磨损特性

研究了V C双重离子注入合成纳米结构、相变和抗磨损机制．研究表明，注入后可改变钢的成分，V与Fe原子比最高可达到28％；形成了纳米相弥散强化结构和无序相强化结构．从而提高了钢表面硬度，表面硬度可提高23％～146％；抗磨损也有着明显的提高，磨损阻抗为未注入钢的2．2～3．6倍．     

用内转换电子穆斯堡尔谱研究氮离子注入纯铁和GCr15 钢的温度效应

在离子束注入金属材料表面改性的研究中，氮离子束注入钢已被证实是一种很有效的表面改性 方法，它能显著改善钢表面的耐磨性能，但表面性能的改善与注入条件密切相关。本文用内转换电子穆斯堡尔谱分析不同温主廿注入的纯铁和ＧＣｒ１５，并讨论注入温度对改性的影响。     

40Cr钢离子注入后表面形态变化初探

本文对40Cr钢详细测量、分析了其二维和三维的表面粗糙度,随注入能量和剂量不同各评定参数的变化趋势也不同.离子注入使粗糙度高度参数值普遍下降,间距参数值有时增大,有时减小,通过溅射作用有时使糙峰数减少,有时又产生新峰;形状参数上峰态也发生变化.对不同参数的注入表面尚进行了自相关函数和功率谱函数分析.     

A STUDY OF THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF NITROGEN-IMPLANTED GCr15 BEARING STEEL AND 40Cr STRUCTURAL STEEL

Friction and wear properties of nitrogen-implanted GCrI5 bearing steel and 40Cr structuralsteel were studied under different implantation conditions. It is found that physical and mechani-cal properties, as well as chemical properties of the surface layer are greatly changed by ionirradiation, such as the decrease of surface roughness, the increase of hardness accompanied withthe occurrence of compressive stress, etc.. The results of SEM and Ferro-spectroscopy show thatthese variations in surface properties closely associated with changes in the microstructure causegreat variations in friction and wear conditions, and mechanisms between implanted andunimplanted specimens. Changes in the surface microstructure with iron implantation were identi-fied by Auger electron spectroscopy, transmission electron microscopy and X-ray photoelectronspectroscopy. By means of the orthogonal experiment method, test results for each differentimplantation condition and original hardness of the materials under the same wear test conditionwere comprehensively analysed and discussed.     

Xe^＋离子注入聚合物Q膜的拉曼光谱研究

分析了Xe~+离子注入聚合物Q膜的拉曼光谱,对原始Q膜的拉曼谱线进行了指定.实验结果表明,随离子注入量的增加,其分子结构的特征谱线逐渐消失,当注入剂量达1×10~(17)Xe~+/cm~2时,注入层中原始膜的全部谱线消失,只在～1550cm~(-1)处出现宽的拉曼峰,说明注入层的分子结构遭到破坏,出现类似非晶碳的结构,注入层的电导率增加与其结构变化密切相关.     

LC-14型强流氧注入机注入均匀性的背散射分析报告

报道了应用双指数函数对大注量氧注入硅的背散射谱进行拟合,成功地分离出注入的氧峰.数据处理结果表明,氧注量的均匀性以标准偏差表示为7.8%,基本上达到了设计要求.计算了注氧层和表面硅层的厚度,并且还对注量进行了校正.