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，     

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。     

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     

La离子注入H13钢氧化层结构分析

研究了Ｌａ离子注入Ｈ１３钢的抗氧化特性，运用扫描电子显微镜（ＳＥＭ），背散射能谱（ＲＢＳ）和俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对离子注入生成的表面优化层的结构进行了分析，探讨了抗氧化机理，实验结果说明Ｌａ注入Ｈ１３钢能够得到表面改性的良好效果。     

C,W和C＋W离子注入钢表面纳米相镶嵌复合层结构电？…

选取质量差异很大的Ｃ,Ｗ和Ｃ＋Ｗ对钢进行离子注入,用ＴＥＭ对注入样品横截面进行结构分析。结果表明：注入层结构发生了明显的变化,形成了纳米相镶嵌复合层,Ｗ注入复合层的厚度大约是相应离子射程的１６．３倍。     

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。     

Mo注入H13钢抗腐蚀结构的分析

Ｍｏ注入Ｈ１３钢明显地改善了钢表面的抗腐蚀特性，在腐蚀时间１００～２７０ｍｉｎ内，腐蚀电流密度峰值均为饱和值，极化电流密度ＪＤ是纯铁ＪＤ值的９．１％。用扫描电子显微镜观察发现，腐蚀后样品表面出现了密集的圆形和椭圆形的抗腐蚀体，其尺寸为０．５～３μｍ，这种结构具有稳定的抗腐蚀特性。随腐蚀深度的增加，这种抗腐蚀化合物暴露面积增大，因此使ＪＤ达到了饱和值。透射电子显微镜观察表明，Ｍｏ注入层中出现了Ｍｏ２Ｃ和ＦｅＭｏ弥散相，但尺寸为３～３３０ｎｍ，这比抗腐蚀体尺寸小得多，由此可见抗腐蚀体是由许多密集的ＦｅＭｏ和Ｍｏ２Ｃ结合而形成的。     

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。     

C和Ti双注入H13钢抗腐蚀钝化层的形成

用多次扫描电位法研究了金属Ti与C双注入抗腐蚀和抗点蚀钝化层生成的条件,用扫描电子显微镜观察了腐蚀坑,发现注入层表面已经形成了具有一定厚度钝化层.这种钝化层既能抗酸性腐蚀,又具有优良的抗碱性点蚀特性.测量结果表明,在C注量不变时,增加Ti注量可使抗腐蚀特性增强;而在Ti注量不变时,增加C注量可使抗点蚀特性增强.     

金属离子注入纳米结构和特性

材料中纳米弥散相的形成对材料强化有着非常重要的作用,离子注入技术在材料表面容易形成这种结构.透射电子显微镜观察表明,经过Ti注入的钢,表面形成了直径为10～30nm丝状的FeTi和FeTi2相,其长度为150～320nm, 当束流密度分别为25～50μA*cm-2时,弥散相的密度分别为1.2×1011和6.5×1010 cm-2,其平均直径则分别为10和18nm. 扫描电子显微镜观察C+Ti样品表明, 注入后表面形成的抗腐蚀钝化层也为丝状纳米结构, 细丝直径25～60nm,长度100～200nm,密度约2.2×109 cm-2.这种致密的结构具有很强的抗磨损特性和抗腐蚀特性.抗磨损特性提高了8倍.电化学测量结果表明,随注量的增加,腐蚀电流密度Jp明显下降,用3×1017 cm-2注量的Ti注入H13钢Jp比未经注入之值降低到0.125%～0.050%; W注入聚脂膜(PET)形成了10～20nm W的析出相,这种相的析出使PET表面硬度增加,抗磨损和抗腐蚀特性增强,并使之形成了优良的导电层.     

双注入匹配的计算机模拟和Ti^＋＋N^＋双注入的实验结果

为在金属中形成所需要的合金或金属间化合物而采用双重离子注入技术.2种注入离子注入能量和注量需要合理匹配.还考虑了溅射效应和扩散效应存在时的各种修正.在计算机模拟的基础上,对 Ti~++N~+双注入 H13钢中 Fe_2Ti,TiN 和 Fe_2N 等化合物进行了测量.这些合金相和金属间化合物的形成提高了钢表面抗磨损特性.还讨论了双注入金属表面的硬化机理.     

碳、钨离子共注入H13钢表面改性的研究

将不同单质机械混合,在不增加注入机离子源数目的基础上实现了不同离子的共注入.发现C+W离子共注入使H13钢表面强化,硬度和抗磨损能力提高,且注量的增大加强了这种强化效果.共注入增强了H13钢的抗均匀腐蚀能力,且比双注入效果好.在开始的15个周期致钝电流密度保持为零.C+W离子共注入提高了H13钢点蚀电位,大注量(4×1017 cm-2)注入时,点蚀电位升高了200mV,而双注入则使点蚀电位有所降低.     

稀土钇注入H13钢抗氧化模型和增强抗氧化特性的途径

用俄歇、扫描电镜和微区分析研究了Ｙ注入低铬钢（Ｈ１３）抗氧化机理。注入适当量的Ｙ到钢中是提高Ｈ１３钢抗氧化性能的关键因素．注入和氧化过程中Ｃｒ向钇注入层下面富集则起到相辅相成的作用．观察到了Ｙ，Ｃｒ和氧的相互作用，以及多层氧化物结构的氧化皮，这种结构的出现将氧原子限制在０．５μｍ范围之内．观察到易脱落的菜花状氧化物在未注入区和表面缺陷处生成，并研究了这种氧化物生成条件和防止的措施．最后给出了Ｙ注入Ｈ１３抗氧化多层结构模型．     

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．     

EFFECT OF N~+ ION IMPLANTATION ON SURFACE ROUGHNESS OF 40Cr STEEL

The different change tendencies of 2-and 3-dimensional surface roughnesses of 40Cr steel aremeasured and analysed.In 2-dimensional parameters,the data are measured amplitude parametersR_a ,R_q ,R_(pn),spacing parameters S_m,S,q and shape parameters Δq,T_p %,R_(sk),R_(ku)..In3-dimensional parameters,the similar amplitude and shape parameters are measured.The au-thors found that ion implantation lcads to reduction of the values of the amplitude parameters ofthe surface roughness remarkably.The values of the spacing parameters have no regular changes.The changes of surface profiles before and after ion implantations have been measured in detail.Inaddition,the auto-correlation function and the power spectrum are analysed for the surfaces ofdifferent implanting parameters.It is concluded that in the observed frequency range,the intensi-ties of various frequencies decrease widely and the coefficients of the auto-correlation of surfacesdecrease after ion implantation.