双层辉光离子渗金属技术沉积氮化钛薄膜的微观结构研究
《采用双层辉光离子渗金属技术提高Ti6Al4V合金摩擦学性能研究》
《采用双层辉光离子渗金属技术提高Ti6Al4V合金摩擦学性能研究》篇一一、引言随着工业的飞速发展，Ti6Al4V合金以其良好的机械性能和生物相容性被广泛应用于航空、生物医疗和汽车制造等领域。
然而，在应用过程中，其摩擦学性能仍然面临诸多挑战。
双层辉光离子渗金属技术作为一种新型的表面处理技术，能够有效改善材料的摩擦学性能。
本文将研究采用双层辉光离子渗金属技术对Ti6Al4V合金进行表面处理，以提高其摩擦学性能。
二、双层辉光离子渗金属技术双层辉光离子渗金属技术是一种利用等离子体渗入元素或合金元素于金属表面的方法。
通过该技术，可以改变金属表面的成分、组织和性能，从而获得良好的摩擦学性能。
在双层辉光离子渗金属过程中，通过两步渗入不同的金属元素或合金元素，可以在金属表面形成一种复合层结构，进一步提高材料的性能。
三、实验方法本实验采用双层辉光离子渗金属技术对Ti6Al4V合金进行处理。
首先，对Ti6Al4V合金进行预处理，包括清洗、抛光等步骤。
然后，在双层辉光离子渗金属设备中，将Ti6Al4V合金置于设备内，选择适当的工艺参数进行双层辉光离子渗金属处理。
最后，对处理后的材料进行性能测试和表面分析。
四、实验结果与讨论1. 表面形貌分析采用扫描电子显微镜（SEM）对处理后的Ti6Al4V合金表面进行观察，发现经过双层辉光离子渗金属处理后，表面形成了一层均匀、致密的复合层结构。
该结构具有较高的硬度和良好的耐磨性，能够有效提高材料的摩擦学性能。
2. 摩擦学性能测试通过摩擦磨损试验机对处理前后的Ti6Al4V合金进行摩擦学性能测试。
结果显示，经过双层辉光离子渗金属处理后，Ti6Al4V合金的摩擦系数和磨损率均显著降低。
这表明双层辉光离子渗金属技术能够显著提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能。
3. 硬度与耐磨性分析采用显微硬度计和耐磨性试验机对处理前后的Ti6Al4V合金进行硬度与耐磨性测试。
结果显示，经过双层辉光离子渗金属处理后，Ti6Al4V合金的硬度显著提高，耐磨性也得到显著改善。
双层辉光离子渗金属
双层辉光离子渗金属随着科技的不断发展，金属材料的性能得到了极大的提升。
其中，辉光离子渗金属作为一种新型的金属材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将介绍双层辉光离子渗金属的原理、制备方法以及其应用领域。
一、双层辉光离子渗金属的原理双层辉光离子渗金属是指在金属表面形成两层不同的辉光离子渗层。
辉光离子渗层是通过将金属材料暴露在特定的离子源中进行处理，使离子与金属表面发生反应并渗入金属内部，形成一层薄而致密的渗层。
而双层辉光离子渗金属则是在金属表面形成两层不同的渗层，从而进一步提升金属材料的性能。
双层辉光离子渗金属的原理主要包括两个方面。
首先，离子渗层可以改善金属材料的抗腐蚀性能。
离子渗入金属内部后，可以填充金属晶界和缺陷，减少金属表面的缺陷和孔隙，从而提高金属的致密性和抗腐蚀性能。
其次，离子渗层可以提高金属材料的硬度和耐磨性。
离子渗入金属晶界后，可以形成固溶体或析出相，增加材料的硬度和耐磨性，提高其使用寿命。
二、双层辉光离子渗金属的制备方法双层辉光离子渗金属的制备方法主要包括离子渗层处理和多次渗层处理两个步骤。
离子渗层处理是指将金属材料暴露在离子源中进行处理。
常用的离子源包括氮离子、碳离子、氧离子等。
通过调节离子源的能量和浓度，可以控制离子渗入金属内部的深度和浓度。
离子渗层处理一般需要在真空或气氛控制条件下进行，以保证离子能够有效地渗入金属内部。
多次渗层处理是指进行多次离子渗层处理，形成双层辉光离子渗金属。
在每次渗层处理之后，可以对金属材料进行表面处理，如抛光、清洗等，以去除表面的氧化物和杂质，保证下一次渗层的质量。
通过多次渗层处理，可以形成两层不同的辉光离子渗层，进一步提高金属材料的性能。
三、双层辉光离子渗金属的应用领域双层辉光离子渗金属具有广泛的应用领域。
首先，双层辉光离子渗金属可以应用于航空航天领域。
航空航天器件需要具有较高的耐磨性、抗腐蚀性和高温性能，而双层辉光离子渗金属正好满足这些要求。
《采用双层辉光离子渗金属技术提高Ti6Al4V合金摩擦学性能研究》
《采用双层辉光离子渗金属技术提高Ti6Al4V合金摩擦学性能研究》篇一一、引言随着工业技术的发展，Ti6Al4V合金因其在高强度和良好耐腐蚀性等方面的优势，在航空、航天、医疗等领域得到广泛应用。
然而，其摩擦学性能仍需进一步提高以满足更复杂和苛刻的工作环境要求。
为此，本文提出采用双层辉光离子渗金属技术（Double Glow Discharge Ion Permeation Technology，简称DGDIP）来改善Ti6Al4V合金的摩擦学性能。
二、双层辉光离子渗金属技术双层辉光离子渗金属技术是一种先进的表面处理技术，其原理是通过在真空环境中对材料表面进行离子渗入，以改变材料表面的物理和化学性质。
该技术具有处理温度低、处理时间短、处理层深度可控等优点。
三、实验方法本实验采用DGDIP技术对Ti6Al4V合金进行处理，通过改变处理参数（如渗入时间、渗入电压、渗入气体等）来研究其对合金摩擦学性能的影响。
同时，采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对处理后的合金表面进行表征和分析。
四、结果与讨论1. 表面形貌分析通过SEM观察发现，经过DGDIP技术处理的Ti6Al4V合金表面形成了均匀且致密的改性层。
改性层的存在使得合金表面的粗糙度降低，这有利于减少摩擦和磨损。
2. 硬度分析XRD分析结果表明，DGDIP技术处理后，Ti6Al4V合金的硬度得到了显著提高。
硬度的提高主要归因于合金表面形成了新的硬化相，这些硬化相有效地提高了合金的耐磨性。
3. 摩擦学性能分析通过摩擦磨损试验发现，经过DGDIP技术处理的Ti6Al4V 合金的摩擦系数和磨损率均有所降低。
这表明DGDIP技术显著提高了Ti6Al4V合金的摩擦学性能。
五、结论本研究采用DGDIP技术对Ti6Al4V合金进行处理，结果表明该技术可以有效改善合金的摩擦学性能。
通过对合金表面形貌、硬度和摩擦学性能的分析，我们发现DGDIP技术通过降低表面粗糙度、形成新的硬化相等方式来提高合金的耐磨性和降低摩擦系数。
钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺的研究
钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺的研究近年来，工业发展的日新月异，大大提高了人们生活的质量，同时也使要求产品性能越来越高的技术出现在我们的视野中。
为满足这种要求，对产品表面处理技术的研究显得尤为重要。
最近，双层辉光离子渗铝工艺(DLPLG-A)作为一种新型钛合金表面处理技术，研究起来受到了更多的关注。
钛合金是一种具有高抗腐蚀性和高强度的金属材料，具有重要的应用价值，尤其是在航空、航天、船舶等特种行业，对于表面处理技术的要求较高。
DLPLG-A工艺是一种基于离子渗铝(IAl)理念的表面处理方法，结合了离子膜来改善表面性能，以解决微开裂问题，提高耐蚀性，延长耐久性。
DLPLG-A工艺的基本流程是：离子渗铝后表面处理，清洗，烘干，单层辉光涂层，清洗，烘干，双层辉光涂层，清洗，焊接，组装。
离子渗铝时，采用离子泵将钛合金表面经电场和离子冲击力作用，形成均匀的离子氧化膜，改善表面性能。
离子渗铝后，单层和双层辉光涂层分别用等离子体喷涂系统和气相热溅射系统对钛合金表面进行涂层，可提供抗细菌、抗静电、抗紫外线的表面性能，使耐蚀性和耐久性得以提高。
DLPLG-A工艺涉及研究的主要内容有：离子渗铝参数的优化，离子膜的组成及性能，辉光涂层的厚度和强度，和成膜效率。
为了探究DLPLG-A工艺对钛合金表面性能的影响，研究者对多种离子渗铝参数进行了优化，通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析表面微观形貌和结构，以及X射线光电子能谱(EDS)分析涂层的此外，为了表征DLPLG-A工艺的耐久性，进行了耐蚀试验和热膨胀补偿，以及电化学测试等，将DLPLG-A处理的钛合金表面性能与传统黑色涂层技术进行了比较。
研究结果表明，DLPLG-A技术明显改善了钛合金表面性能；可以提高表面粗糙度，抗腐蚀性和热稳定性，耐久性和耐磨性也得到了显著改善。
综上所述，DLPLG-A工艺在钛合金表面处理技术中具有一定的应用价值。
它不仅可以改善钛合金表面的耐蚀性，耐久性和粗糙度，而且可以提供抗细菌、抗静电和抗紫外线的表面性能，这在航空、航天等特种行业有着重要的应用。
钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺的研究
钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺的研究随着钛合金在汽车、航空航天、石油化工、医疗器械等行业的广泛应用，提高钛合金表面质量和材料性能，成为当前国内外研究热点。
其中，钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺具有经济实用、对环境影响较小等优点，在航空航天、汽车、石油化工等行业得到广泛应用，为解决表面涂层的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性问题提供了一种有效的解决方案。
钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺，是采用激光技术和物理气相沉积等技术，在钛合金表面形成一种双层结构，其中表层是氧化钛离子渗铝，底层是离子渗铝。
以较低的温度，以离子流的方式将钛合金表面渗铝，形成氧化膜和金属渗铝层，以改善表面涂层的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性等功能特性。
钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺的工艺流程，主要包括表面清洗，气氛传质渗铝、真空渗铝、涂抹表面保护膜和最后的检查等步骤。
表面清洗，用超声波或奥氏体溶液进行除尘和磨擦，以保证钛合金表面平滑，无任何尘埃、污渍和油脂等杂质；气氛传质渗铝，通过气体中的氧化物离子，将溶液中的离子，如硼酸、氯化钠等，渗透到钛合金表面，形成膜，同时保护底层金属不受腐蚀；真空渗铝，在真空状态下，通过真空离子渗铝，将原子离子起子等渗入到钛合金表面，形成一个多层密封膜，形成多层可塑性防护膜，以提高表面耐磨性；在渗铝过程中，需要涂抹表面保护膜，以保护膜层不受氧化、热和其他污染，最后进行检查，确认膜层成果是否符合要求。
境影响较小等优点，在航宇、汽车、石油化工等行业得到广泛应用，而为提高表面渗铝层的耐腐蚀性和绝缘性，以及提高表面渗铝层的耐磨性，还需要开展更多的实验和研究。
因此，本文主要研究钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺，重点关注工艺流程、技术特点、表面性能及其优势等方面。
首先，通过实验和研究，研究钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺的工艺流程、技术特点及其优势。
工艺流程主要包括表面清洗，气氛传质渗铝、真空渗铝、涂抹表面保护膜和最后的检查等步骤；技术特点主要包括采用激光技术、物理气相沉积技术、超声波技术等，形成双层结构，表层氧化钛离子渗铝，底层离子渗铝；优势方面，钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺，具有经济实用、对环境影响较小等特点，为解决表面涂层的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性问题提供了一种有效的解决方案。
《钛及钛合金Ti6A14V双层辉光离子无氢渗碳及无氢碳氮共渗的研究》
《钛及钛合金Ti6A14V双层辉光离子无氢渗碳及无氢碳氮共渗的研究》篇一一、引言钛及其合金因其卓越的物理和化学性能，如高强度、轻质、耐腐蚀等，在航空、医疗、海洋工程等多个领域中有着广泛的应用。
然而，其表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性在某些应用场合中仍需进一步增强。
为了解决这一问题，针对钛及钛合金Ti6A14V 进行表面强化处理的技术手段尤为重要。
本文重点探讨一种双层辉光离子无氢渗碳及无氢碳氮共渗的表面处理技术，该技术的核心目标是在保证钛基材料原有的优异性能基础上，进一步提高其表面的物理化学性质。
二、钛及钛合金Ti6A14V的特点及需求分析钛合金Ti6A14V是一种常见的钛合金，具有优良的力学性能和良好的加工性能。
然而，其表面硬度相对较低，耐磨性和耐腐蚀性有待提高。
因此，对其进行表面强化处理是必要的。
三、双层辉光离子无氢渗碳技术双层辉光离子无氢渗碳技术是一种新型的表面处理技术，其核心原理是在无氢环境下，通过双层辉光放电，使碳原子渗入材料表面，从而形成一层致密的碳化物层。
这种技术具有处理温度低、处理时间短、无污染等优点。
四、无氢碳氮共渗技术无氢碳氮共渗技术是在无氢渗碳技术的基础上，进一步引入氮元素，使碳氮元素共同渗入材料表面，形成碳氮化合物层。
这种技术可以进一步提高材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
五、钛及钛合金Ti6A14V的双层辉光离子无氢渗碳及无氢碳氮共渗处理针对钛及钛合金Ti6A14V，采用双层辉光离子无氢渗碳及无氢碳氮共渗技术进行处理，可以有效地提高其表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
处理过程中，通过控制辉光放电的参数，如放电电压、放电电流、处理时间等，可以调控渗碳和碳氮共渗的深度和厚度。
六、实验结果与分析通过实验，我们发现采用双层辉光离子无氢渗碳及无氢碳氮共渗技术处理的钛及钛合金Ti6A14V表面形成了致密的碳化物层和碳氮化合物层。
这些化合物层的存在显著提高了材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
同时，我们还发现处理过程中辉光放电的参数对渗碳和碳氮共渗的深度和厚度有着重要的影响。
双层辉光等离子渗镀铬的研究
双层辉光等离子渗镀铬的研究
唐光辉;高原;陈战;吴宏观
【期刊名称】《热处理》
【年(卷),期】2010(025)002
【摘要】利用双层辉光等离子渗金属技术在低碳钢表面进行了不同温度的渗镀铬处理,对用不同工艺获得的渗铬层的相组成、含铬量、表面硬度进行了测试分析.结果表明,通过控制工艺参数可得到沉积层或扩散层或由沉积层与扩散层组成的渗铬层,表面层均由铁及铁铬固溶体组成,表面含铬量最高可达39.49%;与基体相比,渗铬层表面硬度提高不大,固溶强化效果不明显.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】唐光辉;高原;陈战;吴宏观
【作者单位】桂林电子科技大学,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,广西,桂林,541004;武汉首发表面工程有限公司,湖北,武汉,430000;武汉首发表面工程有限公司,湖北,武汉,430000
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.445
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北京科技大学科技成果——提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术
北京科技大学科技成果——提高金属表面耐磨耐蚀
的双辉渗金属技术
项目简介提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术是由太原理工大学和北京科技大学联合研制开发的基于提高合金表面耐磨耐蚀的一种新型的表面改型技术。
该技术于1985年获得美国专利，而后技术发明人徐重教授又对该项技术进行了系统的研究和进一步完善。
双层辉光渗金属技术是等离子表面冶金新技术，其基本原理是利用低真空条件下的气体辉光放电所产生的等离子体，使普通材料表面形成具有特殊物理化学性质的合金层，合金层中合金元素含量可以在百分之几到百分之九十以上的范围内变化，合金层厚度可以达到数百微米，如在普通钢表面形成高速钢、不锈钢和镍基超合金等。
由于双层辉光渗金属技术是低温等离子技术与传统渗金属技术的有机结合，渗层是依靠扩散方法形成的，合金元素在表面与基体之间成梯度分布，渗层与基体之间是靠形成合金结合起来的，因此结合非常牢固，渗层不易脱落，这是金属涂镀技术所不及的突出优点。
由此该项技术开创了表面冶金新领域，具有广阔的市场应用前景。
本项目的研究和研制开发工作是在国家“863”计划资助下完成的。
可以通过不同的源极设计，利用双辉渗金属技术对材料进行表面改性，可以按用途不同分别获得提高材料表面耐磨、耐蚀、以及耐磨耐蚀的材料。
如采用该技术在普通碳钢锯条上沿齿廓形成性能接近高速钢的合金表面层，其综合性能可以与当今世界先进工业国家锯切工业中广泛应用的双金属锯条相媲美。
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基金项 目
湖北省 自然 科学基金资助项 目（０ １ Ｄ ４ ８ ；中南 民族 大学学术 团队基金 资助项 目（ Ｔ ０ ０ ３ ｃ 央高校 ２ １Ｃ Ｂ １ ） Ｘ Ｚ ９０ ）； ｔ ｆ 基本科研业 务费专项资金资助项 目（ Ｚ １０ １ Ｃ Ｚ ０ ） １
采用双层 辉光 离子渗金属技术 ， 在硬质合金基体表面上制 备 ｒ氮化钛 （ ｉ 薄膜 ， ＴＮ） 通过微观结 构和显微 硬
度 分 析 ， 究 了 基 体 温 度 对 ＴＮ薄 膜 性 能 的 影 响 ． 验 结 果 表 明 ： 有 ＴＮ 样 品 均 具 有 面 心 立 方 结 构 ， 且薄 膜 生 研 ｉ 实 所 ｉ 并
表 面 强化 ， 面制备 了 ＴＮ薄膜 的齿 轮 、 头 、 刀 、 表 ｉ 钻 拉 铣 刀 ， 以 显著提 高其 使 用 寿 命 ¨ ． 备 氮 化 钛 的 可 制 主 要方 法有 ： 学 气 相沉 积 法 （ Ｖ 和物 理 气 相 沉 化 Ｃ Ｄ）
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收 稿 日期 作 者简介 ２ １ —ｌ ６ ０ １１ － ０
的特 点是 能够 在 基体 表 面形成 级 工 程 师 ， 究 方 向 ： 离 子 体 应 用 技 术 ， — ａ ： ｈ ｎｂ ４ ｓｈ ． ｏ １６ 一 ， 高 研 等 Ｅ ｍ ｉ ｃ ｅｓ６ ＠ ｏ ｕ ｃｍ ｌ
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时 ，ｉ 膜 具 有 最小 的 晶 粒 尺 寸 （６ ９ｎ 和 最 大 的 显 微 硬 度 （２ ４Ｈ ． ＴＮ薄 ２ ． ｍ） ２ ０ Ｖ） 关键词 双层 辉 光 离 子 渗 金 属 技 术 ； 化 钛 薄 膜 ； 观 结 构 氮 微 Ｔ ５ ． 文献标识码 Ｇ１６ ８ Ａ 文章 编 号 １７ －３ １ ２ １ ） １０６ ４ ６２４ ２ （０ ２ ０ —０ ６ ） ５ 中图 分 类 号
上它被 用 于切 削刀 具 、 机械 部件 和 生 物 医 疗 器 械 的
有 工 艺过 程 简 便 、 作 温 度低 （ ８ 工 １０～５ ０ ℃ ） 应 用 ０ 、 范 围广等 优点 ， 也 存 在 着 ＴＮ 薄膜 与基 体 之 间结 但 ｉ 合强度 较 低 的 缺 陷 ， 时 难 以 满 足 应 用 条 件 的 要 有 求 ， 以 ， 所 探索 制 备 ＴＮ 的新 技 术 以及获 得 多层 、 ｉ 多元 ＴＮ硬 质 涂 层 已 经 成 为 目前 该 领 域 的 研 究 热 ｉ 点． 双层 辉光 离子 渗 金 属 技 术 是 一 种 新 型 的 表 面合 金化 技 术 Ｊ 与 Ｐ Ｄ 和 Ｃ Ｄ相 比 ， 技 术 最 显 著 ， Ｖ Ｖ 该
第 ３ 卷第 １ １ 期
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中南 民族 大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
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双 层 辉 光 离 子 渗 金 属 技 术 沉 积 氮 化 钛 薄 膜 的微 观 结构 研 究
陈首部， 良， 翔， 韦世 何 孙奉娄
（ 中南 民族大学 电子信息工程学 院， 武汉 ４ ０ ７ ） ３０ ４
摘 要
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