双层辉光离子渗金属
双层辉光离子渗镍基合金Inconel625
双层辉光离子渗镍基合金Inconel625张旭杨忠民董建新谢锡善徐重高原摘要采纳双层辉光离子渗金属技术在20钢、工业纯铁、18-8不锈钢3种材料表面进行表面合金化。
结果说明：能够在3种材料表面获得成分类似于镍基合金Inconel 625及与Inconel 625不同的表面合金渗层。
并对渗层成分操纵、组织结构和耐蚀性进行研究。
关键词双层辉光镍基合金离子渗金属Double Glow Plasma Surface Alloying using NickelBase Alloy Inconel 625Zhang Xu, Yang Zhongmin, Dong Jianxin and Xie Xishan(University of Science and Technology, Beijing 100083)Xu Zhong and Gao Yuan(Taiyuan University of Technology)Abstract The double glow plasma surface alloying using nickel base alloy Inconel 625 on the 0.20% C steel, commercial pure iron and 18-8 stainless steel has been carried out. The results show that compositions of surface alloying layer which was similar or different to the alloy Inconel 625 were obtained. And the composition control, the microstructure and the corrosion resistance of the alloying layer have been studied.Material Index Double glow, Nickel Base Alloy, Plasma Surface Alloying双层辉光离子渗金属(双辉渗金属)技术［1，2］是一项表面冶金技术，它能够在一般材料表面形成具有专门物理、化学性质的表面合金层。
《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。
《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。
《双层辉光离子Cr-Mo共渗形成高耐磨LD冷作模具钢的研究》
《双层辉光离子Cr-Mo共渗形成高耐磨LD冷作模具钢的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，冷作模具在各领域中的应用日益广泛。
为了满足高生产效率、高精度的加工需求，冷作模具钢必须具备优良的耐磨、抗冲击及高硬度等性能。
在众多改善冷作模具钢性能的方法中，双层辉光离子Cr-Mo共渗技术因其独特优势，已成为近年来研究的热点。
本文通过双层辉光离子共渗技术，研究Cr-Mo元素在LD冷作模具钢中的共渗行为，并探讨其形成高耐磨性能的机理。
二、实验材料与方法1. 材料选择实验采用LD冷作模具钢作为基体材料。
该材料具有较高的硬度和良好的耐磨性能，适合进行表面强化处理。
2. 双层辉光离子Cr-Mo共渗技术双层辉光离子共渗技术是一种先进的表面处理技术，通过在真空环境中对基体材料进行加热和离子轰击，使Cr、Mo元素在基体表面形成共渗层。
3. 实验方法（1）制备试样：将LD冷作模具钢切割成适当大小的试样，并进行预处理。
（2）双层辉光离子共渗处理：在真空环境中，对试样进行加热和离子轰击，使Cr、Mo元素共渗到基体表面。
（3）性能测试：对处理后的试样进行硬度、耐磨性等性能测试。
三、实验结果与分析1. 共渗层的形成通过双层辉光离子共渗技术，Cr、Mo元素成功地在LD冷作模具钢表面形成了共渗层。
共渗层的组织结构致密，且与基体结合紧密。
2. 硬度与耐磨性能的提升经过双层辉光离子Cr-Mo共渗处理后，LD冷作模具钢的硬度得到了显著提高。
同时，其耐磨性能也得到了显著提升。
这主要归因于共渗层中Cr、Mo元素的加入，使得钢的表面形成了硬质相和润滑相，有效提高了钢的耐磨性能。
3. 共渗层的形成机理双层辉光离子共渗技术的共渗过程主要包括加热、离子轰击和扩散三个阶段。
在加热阶段，Cr、Mo元素被激活并蒸发；在离子轰击阶段，被激活的元素以离子形式轰击基体表面，形成一层薄膜；在扩散阶段，薄膜中的元素通过扩散作用逐渐与基体结合，形成共渗层。
四、高耐磨性能的形成机理双层辉光离子Cr-Mo共渗形成的共渗层具有高硬度和良好的耐磨性能。
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。
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。
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
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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
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转载双层辉光离子渗金属热处理技术[转载]双层辉光离子渗金属热处理技术00双层辉光离子渗金属热处理技术一双层辉光离子渗金属技术的发展及现状双层辉光离子渗金属技术由我国学者徐重教授所发明.此项发明于1981年通过省级技术鉴定，并于1985年5月以后陆续获得美国、加拿大、英国、澳大利亚、比利时、法国等多个国家的专利权，以及德国、日本、荷兰等国家的专利优先权。
该技术在国际上被称为XU-TEC或XU-LOYPROCESS,是中国大陆学者白1949年以来在美国获得的第一个专利权，并被国家科委及863计划列为国家高技术的重人关键技术项目。
此技术是我国首创并居于世界领先地位。
通过不断的实验研究，用双层辉光离子渗金属的方法，己经成功地将钨、钥、铬、镍、钦、铝、钒、担等多种元素渗入以钢铁或有色金属为基体的表层。
而且，也可以方便地进行钨------铝、铬------侣、铬------镍、钨------铝------铬------钒、镍------铬------铝等多元共渗，从而形成具有各种特殊性能的合金渗层。
在进行工艺实验的同时，理论上也进行了多方面的探讨研究，诸如渗层组织形成条件及其机制、渗层中合金元素扩散机制，不等电位空心阴极放电特性等，工艺应用方面进行了多种零件的试验，并取得了不少成果其中离子渗钨铝手用锯条的大批量生产工艺己完全成熟，并己建成了工业生产线。
该新型锯条己经达到当今先进工业国家普遍采用的高速钢锯条的切削性能要求。
其次，离子渗金属炉的设计制造也日臻完善。
双辉渗技术已逐渐趋于成熟。
二双层辉光离子诊金属技术的特点和其它常规的盐浴炉渗金属、气氛电离渗金属方法相比，双辉渗技术具有突出的优越性，主要表现在:①渗材金属选材非常广泛，可采用多种金属或合金，并可实现任意合金配比共渗。
因而其适应性好，应用范围非常广泛。
②处理过程中工件表面接受均匀的合金元素供应，因而渗层分布一致，深度、成份、结构及组织性能均匀，处理后的工件质量佳, 能够满足各种严格的质量要求。
Q235钢离子渗金属及性能测试实验报告
实验2 低碳钢表面防腐蚀镀层及性能表征一、实验内容及目的1.通过实验了解双层辉光等离子表面冶金技术，2.渗金属的防腐蚀原理，3.分析Q235钢渗Cr-Ni前后的抗腐蚀和磨损性能表征。
四、与实验相关的知识点1.双层辉光等离子表面冶金技术（参考《表面工程概论》）；2.电化学腐蚀防护（参考《材料腐蚀与防护》）；3.低碳钢组织及性能（参考《金属材料学》）三、实验操作要点1.Q235钢的表面预处理：机械清理，化学清理2.双辉离子渗Cr-Ni（1）了解主要工艺参数：温度、时间、真空度，等。
（2）了解设备结构及离子渗金属原理；（3）渗金属操作及质量检测。
一、渗铬镍后Q235钢的抗电化学腐蚀分析：绘制极化曲线，确定主要参数；磨损实验。
二、分析渗铬镍后Q235钢的微观组织、抗磨性，描述微观组织，绘制摩擦曲线。
四、实验报告要求1.介绍渗金属原理及工艺参数；2.介绍实验材料、仪器及程序；3.分析渗铬镍后Q235钢的微观组织、抗磨性、抗腐蚀性能的检测结果。
五、实验报告Q235钢离子渗金属及性能测试实验报告相关课程姓名班级时间评分材料腐蚀与防护，表面工程概论，金属材料学三、实验内容1.Q235钢双层辉光等离子渗Cr-Ni工艺；2.渗Cr-Ni层抗磨损性能测试；3.渗Cr-Ni后Q235钢抗腐蚀性能测试；二、实验原理1.双层辉光等离子渗Cr-Ni原理及工艺参数；2.抗磨损性能测试方法；3.电化学抗腐蚀性测试原理；双层辉光等离子渗Cr-Ni原理及工艺参数：双层辉光离子渗金属基本原理图双层辉光离子渗金属技术是利用真空条件下双层辉光放电所产生的低温等离子体而形成的一种等离子表面冶金方法。
其主要功能是在可导电材料表面形成具有特殊物理化学性能的合金层。
双层辉光离子渗金属是在一个真空容器内设有阳极、阴极、以及由欲渗合金元素组成的源极，在阳极和阴极以及阳极和源极之间各设一直流可调压电源。
当抽真空至1Pa左右后，充Ar气至30-50Pa，然后接通两个电源，阴极（即工件）置400-500V负偏压，欲渗金属极（称为源极）置800-1000V负偏压。
双层辉光离子渗金属设备
是小型的实验用设备处理钢铁材料采用机械泵； 处理有色金属材料采用机械泵＋分子泵 （ 可大大 减少试验时间） 。
１ 双层辉光离子渗金属基本原理
并且吸附和沉积到工件表面， 在高温作用下， 扩散 进入工件内部。使被渗工件表面形成具有特殊物 理 和 化 学 性 能 的 合 金 层 ［ ５］ 。
该技术主要的特点是： 利用辉光放电的溅射 现象， 利用具有较高能量的离子轰击导电的高熔 点的固态金属材料， 能够连续不断地提供具有一 定能量、新鲜、大量、活性较强的欲渗合金元素， 解决 了目前渗金属中欲渗高熔点合金元素的供给问题。
对于卧式渗金属设备， 其突出的优点是对于 除轴类件之外的小件、平板类件或薄壁件， 可以方 便地进行合金化。例如手用锯条渗金属时， 可将锯 条沿一边的拉孔用不锈钢丝穿成一排， 锯齿部分 向一个方向形成一个平面， 将源极制备成与之同 样尺寸的平板状， 相对悬吊固定放置。一排源极板 两边相对两排锯条， 这样就可以形成类似梳子状 的工件阴极结构， 中间的凹槽吊置源极［６］。
（ ３） 要有可靠的导电及连接装置与合格的绝 缘和隔热设计， 在要求绝缘程度高的部位采用 瓷管， 要求绝缘不高的地方可采用云母或有机 绝缘材料； 将阴极结构的绝缘材料表面设计成 凹槽的迷宫型， 以避免沉积物量大时连成一片 而产生短路。
《热加工工艺》２００７ 年第 ３６ 卷第 ８ 期
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材料热处理 （４） Ｍａｔｅｒｉａｌ ＆ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
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钛合金表面双层辉光离子渗铝（BrightIonAluminiumPlating，B.I.A.P.）是一种先进的表面处理工艺，它广泛应用于机械、航空航天、汽车、办公机器等行业中。
本文研究了钛合金表面双层辉光离子渗铝工艺，以获得更高性能的钛合金表面处理产品。
该工艺由清洗步骤、抗腐蚀步骤和渗铝步骤组成，其中抗腐蚀步骤主要涉及Beefalo、Boron和Briasil元素，以最大限度提高产品的耐腐蚀性能。
在渗铝步骤中，采用“四重渗铝”的工艺流程，使钛合金表面的亮度、硬度和耐磨性得到提高。
本文还研究了B.I.A.P.工艺中可能出现的耗材及工艺参数设置影响，以及表面抛光处理和去除变形。
在实验研究中，该工艺取得了良好的效果。
【Keywords】钛合金；表面处理；双层辉光离子渗铝；抗腐蚀；渗铝【Introduction】钛合金的独特的力学性能和化学稳定性使其成为表面处理的理想材料，广泛应用于机械、航空航天、汽车、办公机器等行业中。
然而，由于其自身的缺陷和复杂的表面状态，钛合金的表面处理工艺十分复杂，并且需要耗费大量的人力物力。
为了解决钛合金表面处理的复杂性和低性能，科学家们推出了一种先进的表面处理工艺双层辉光离子渗铝工艺（Bright Ion Aluminium Plating，B.I.A.P.）。
该工艺采用“四重渗铝”的工艺流程，具有抗腐蚀性和耐磨损性良好，可以显著提高钛合金表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
【Research Objectives】本文旨在研究钛合金双层辉光离子渗铝工艺，以获得更高性能的钛合金表面处理产品。
具体而言，本文的目的是：（1）研究钛合金双层辉光离子渗铝工艺中的变量和参数；（2）评估抗腐蚀步骤；（3）评估渗铝步骤；（4）提出优化方案。
【Research Procedure】本文采用双层辉光离子渗铝工艺（B.I.A.P.）进行钛合金表面处理，该工艺包括：清洗步骤、抗腐蚀步骤和渗铝步骤。
钨表面双辉等离子渗镍组织及机理
钨表面双辉等离子渗镍组织及机理孟氢钡;沈以赴;杨宗辉;陈文华【摘要】采用双辉等离子渗金属技术在钨表面进行渗镍实验,并采用XRD,SEM,EDX等分析手段对渗镍试样的微观组织进行了表征.结果表明,镍改性层与基体结合良好,无明星缺陷.改性层与基体表面之间存在明显的扩散层,扩散层中存在少量NiW和Ni4W中间相.利用划痕法研究了渗镍层与基体间的结合强度.结果表明:持续加载100N未发生改性层剥落现象.对钨表面双辉等离子渗镍改性层的形成机制进行了探讨.%A Ni-modified coating is prepared on the W substrate by double glow plasma method. Microstructure of as-prepared coating are examined by XRD, SEM and EDX, respectively. The results indicate that a good combination of Ni coating and W substrate, with no significant defects ,is obtained. The transition layer, containing few NiW and Ni4W interphases, forms between the Ni coating and W substrate. The adhesive strength between the Ni layer and the substrate is studied by using the scratch method. Results show that the alloying layer does not flaked till continuously loading to 100 N. The formation mechanism of transition layer is discussed.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2012(044)003【总页数】4页(P405-408)【关键词】双辉等离子;镍;钨;冶金结合【作者】孟氢钡;沈以赴;杨宗辉;陈文华【作者单位】南京航空航天大学材料科学与技术学院南京 210009;南京航空航天大学材料科学与技术学院南京 210009;南京航空航天大学材料科学与技术学院南京 210009;南京航空航天大学材料科学与技术学院南京 210009【正文语种】中文【中图分类】TB941钨及其合金是一种耐高温材料,具有熔点高、高温强度优良、导热性质好、热膨胀系数小、吸收射线能力强、耐蚀性良好以及屏蔽射线功能优异等优点,因而广泛应用于核工业、航空、航天、军事及电子工业等高温和高真空领域[1-4]。
《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Ti6Al4V合金作为一种重要的金属材料，因其高强度、良好的耐腐蚀性和生物相容性，在航空、医疗、汽车等领域得到了广泛应用。
然而，其摩擦学性能在某些特定应用场景中仍需进一步提高以满足更高的使用要求。
双层辉光离子渗金属技术作为一种新兴的表面处理技术，能够有效地改善金属材料的表面性能。
本文旨在研究采用双层辉光离子渗金属技术对Ti6Al4V合金的摩擦学性能进行改善，以提高其在实际应用中的性能表现。
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离子束技术对金属材料表面进行处理的先进技术。
该技术通过在材料表面形成一层或多层金属离子渗入层，从而提高材料的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
该技术具有处理温度低、处理时间短、对基体材料损伤小等优点，因此被广泛应用于金属材料的表面处理。
三、实验方法与过程本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。
首先，对Ti6Al4V合金进行预处理，包括清洗、抛光等步骤，以保证表面质量。
然后，将处理后的样品放入双层辉光离子渗金属设备中，选择适当的金属离子种类（如铬、镍等）以及合适的工艺参数进行处理。
处理过程中需严格控制温度、时间、离子流强度等参数，以保证处理效果。
四、结果与讨论经过双层辉光离子渗金属技术处理后，Ti6Al4V合金的摩擦学性能得到了显著提高。
通过对比处理前后样品的摩擦系数和磨损率等指标，发现处理后的样品在干摩擦和润滑条件下的摩擦系数均有所降低，磨损率也明显减小。
这表明双层辉光离子渗金属技术能够有效提高Ti6Al4V合金的耐磨性和耐腐蚀性。
分析其原因，一方面，双层辉光离子渗金属技术在Ti6Al4V 合金表面形成了一层致密的金属离子渗入层，提高了表面的硬度和耐磨性；另一方面，该技术还改善了表面的润滑性能，降低了摩擦系数。
此外，双层辉光离子渗金属技术还能够提高材料的耐腐蚀性，延长材料的使用寿命。
在双层辉光离子渗金属中空位浓度梯度对扩散的影响_李忠厚
第18卷 第2期2000年6月应用科学学报JOU RNAL O F A PPL IED SC IEN CESV o l .18,N o.2June 2000 收稿日期:19981214作者简介:李忠厚,(1949),男,山西盂县人,副教授,硕士. 文章编号:02558297(2000)02018303在双层辉光离子渗金属中空位浓度梯度对扩散的影响李忠厚,刘小平,徐 重(太原理工大学表面工程研究所,山西太原 030024)摘 要:在双层辉光离子渗金属中,由于高能量的离子轰击,在金属表面以下一定深度产生高的空位浓度、位错密度和空位浓度梯度.根据空位机制,从扩散流量导出钼的扩散系数的表达式.同时分析了高空位浓度、高空位浓度梯度对金属原子扩散的影响,指出这些是D GPSA 的扩散系数远高于普通渗金属方法的主要原因.关键词:离子轰击;空位浓度;空位浓度梯度;原子浓度梯度中图分类号:T G 111.2 文献标识码:AEffect of Concen tra tion Grad ien t of Vacanc ies on D iffusion i nD ouble Glow Pla s ma Surface A lloy i ngL I Zhong 2hou ,L I U X iao 2p ing ,XU Zhong(R esearch Institu te of S u rf ace E ng ineering ,T aiy uan U niversity of T echnology ,T aiy uan 030024,Ch ina )Abstract :In doub le glow p las m a su rface alloying (D GPSA ),h igh vacancy concen trati on ,h ighdislocati on den sity and h igh concen trati on gradien t of vacancies are p roduced at a defin ite dep th under su rface by i on bom bardm en t .T h is paper derives the exp ressi on of the diffu sivity of m o lybdenum from diffu si on flow .B ased on vacancy m echan is m ,it also analyzes the effect of the h igh vacancy concen trati on and h igh concen trati on gradien t of vacancies on diffu si on of m etal atom s .It po in ts ou t that these are the m ain reason w hy the penetrating velocity of D GPSA is h igher than that of conven ti onal diffu si on p rocesses .Key words :i on bom bardm en t ;vacancy concen trati on ;concen trati on gradien t of vacancies ;concen trati on gradien t of atom s 与普通渗金属方法相比,双层辉光离子渗金属(D GPSA )技术具有许多优点,其中最突出的优点是在D GPSA 中,金属原子的扩散系数比普通渗金属方法要大得多,而且没有环境污染问题[1].空位机制是代位扩散的主要机制,原子通过与空位交换位置而实现定向流动.在普通渗金属中,在一定温度下,金属基体中存在一平衡空位浓度,但在D GPSA 中,由于离子轰击造成辐射损伤,在工件表层以下一定深度存在比平衡浓度高得多的空位浓度且存在高的空位浓度梯度.本文以低碳钢渗M o 为例,从代位扩散的空位机制导出在D GPSA 中M o 原子扩散系数的表达式,分析了空位、空位浓度梯度对扩散系数的影响.表明离子轰击造成高的空位浓度、空位浓度梯度是D GPSA 法比普通渗金属方法具有高的扩散系数的主要原因.1 空位机制的动力学模型在D GPSA 中,由于A r +轰击,金属表层发生原子迁移和级联碰撞.当碰撞原子的能量超过金属原子间的结合能时,这些原子将从金属表面逸出.在等离子体渗M o 中,从源极溅射出来的M o 原子沉积到工件上,同时工件上的铁原子也发生溅射,这样,具有高M o 浓度的Fe 2M o 二元合金在工件表面形成.由于辐射损伤和损伤随透入深度的变化,在表层一定深度存在高的空位浓度和空位浓度梯度.考虑二元合金中的一维流动.选择X 轴正向为扩散方向,在此方向,空位浓度和M o 浓度减少而Fe 浓度增加.为简化论证,假定原子面与X 轴正向垂直.用d 表示相邻晶面间距,虚线表示一假想平面(见图1).用扩散的空位机制,假定在原子面1和原子面2之间金属原子与空位交换位置,J 1→2表示从原子面1到原子面2的流量,J 2→1表示从原子面2到原子面1的流量.图1 金属原子扩散简图C v (x )表示空位的原子浓度,C M o (x )表示M o 的原子浓度,假定它们都是x 的连续函数.这里C v 、C M o 分别表示图1中虚线所表示的平面的空位浓度、M o 原子浓度.空位从M o 浓度是Γ的原子面跳入M o 浓度是Ν的相邻原子面的概率用P v (Ν,Γ)表示,M o 浓度是Γ的原子面上的空位与M o 浓度是Ν的原子面上的M o 原子交换位置的概率用P v M o (Ν,Γ)表示.假定它们都是Ν,Γ的连续函数.在原子面1:空位的原子浓度是C v -d C v d x ・d 2M o 的原子浓度是C M o -d C M o d x ・d2在原子面2:空位的原子浓度是C v +d C v d x ・d2M o 的原子浓度是C M o +d C M o d x ・d2在图1虚线位置将P (Ν,Γ)关于Ν=Γ=C M o 展成T aylo r 级数.空位从原子面1跳入原子面2的概率Pv (Ν,Γ)=P v (C M o ,C M o )+9P v9Ν(Ν-C M o)+ 9P v9Γ(Γ-C M o )=P v (C M o ,C M o )+ d 29P v9Νd C M o d x -d 29P v9Γ d CM o d xP v M o (Ν,Γ)=P v M o (C M o ,C M o )+d 29P v M o 9Νd C M od x- d 29P v M o 9Γd C M od x(1) 空位从原子面2跳入原子面1的概率P v (Ν,Γ)=P v (C M o ,C M o )-d 29P v d C M od x+d29P v 9Γd C M o d xP v M o (Ν,Γ)=P v M o (C M o ,C M o )-d29P v M o 9Νd C M od x+d29P v M o 9Γd C M od x(2) 根据空位机制,以J M o 表示M o 原子从原子面1到原子面2的净流量,其式为J M o =-d 2#P v M o (C M o ,C M o )- C vd C M o d C v9P v M o9Ν-9P v M o 9Γd C vd x= -d 2#P v M o (C M o ,C M o )d C vd C M o - C v9P v M o9Ν-9P v M o 9Γd C M o d x(3)其中#表示原子振动频率.利用关系式d C vd x =d C v d C M o ・d C M od x和F ick 第一定律:J M o =-D M od C M od x可得D M o =d 2#P(4)这里, P =P v M o (C M o ,C M o )d C vd C M o-C v9P v M o 9Ν-9P v M o9Γ481应用科学学报18卷 2 讨论由于d C vM o =d C v d x d C M od x,很明显,空位浓度、图2 在D GPSA 后点阵静畸变U 20——未发生畸变时,晶面间距的均方值U 2——发生畸变后晶面间距的均方值图3 在D GPSA 后M o 的分布 在D GPSA 之后,晶格点阵静畸变示于图2,从晶格点阵静畸变分布可知,空位浓度从表向内逐渐降低.M o 原子浓度分布示于图3,M o 浓度也是从表向内逐渐降低.D GPSA 中,由于离子轰击,金属中被引入远大于平衡浓度的空位,这样,在D GPSA 中,由于高的空位浓度而有比普通渗金属方法高的原子振动频率.2.2 关于P 的讨论2.2.1 d C v d x d C M od x从图2和图3可知,在D GPSA 中,由于离子轰击,存在空位浓度梯度和M o 原子浓度梯度,且d C v d xd C M od x >0.在普通渗金属中,不存在空位浓度梯度,即d C v d xd C M od x近似等于零.明显地,D GPSA 有较大的P 值,因而D GPSA 比普通渗金属方法有高的扩散系数.2.2.2 P v M o (C M o ,C M o )文献[4]给出,P v M o =P ′Z K v M o f ,其中,K v M o =(kT h )exp (-Q kT ),P ′表示给定位置是空位的概率.,显然P ′.Q 为扩散激活能.高的空位浓度同时使扩散激活能降低,这样也使得D GPSA 比普通渗金属方法的D GPSA 比普通渗金属方法有大的扩散系数.3 结论(1)在D GPSA 中,由于离子轰击,金属表面存在畸变梯度,也即存在空位浓度梯度,空位浓度梯度的存在使金属原子受到一个向内的作用力,这样使得D GPSA 比普通渗金属方法具有高得多的扩散系数.(2)在D GPSA 中,由于离子轰击,金属表面存在大量空位、位错等晶体缺陷,这些缺陷的存在降低了金属原子扩散激活能,从而提高了金属原子的扩散系数.参考文献[1] L i Zhonghou ,Su Yongan ,et al .D eter m inati on ofdiffusivity on tunsten and mo lybdenum in doubleglow discharge [J ].A CTA ,1995,8(2):145.[2] Bert R ,R eed H ill E .Physical m etallurgy p rinci p les[M ].U SA :1964.252.[3] Ch ristian J W .T he theo ry of transfo r m ati ons in m e 2tals and alloys [M ].Pergamon P ress O xfo rd ,L ondon ,Edinburgh .N ew Yo rk :1965.347.[4] 刘国勋.金属学原理[M ].北京:冶金工业出版社,1980.274.581 2期李忠厚等:在双层辉光离子渗金属中空位浓度梯度对扩散的影响 。
双辉光离子渗金属
2012-2013-2期末表面工程概论2010届论文评分标准双辉光离子渗金属作者宗峰单位：10材料本学号：摘要：综述双层辉光离子渗金属技术设备，工艺过程，结果分析。
结果分析得双层辉光渗金属可以有效提高金属基体的耐腐蚀性、耐摩擦性、硬度。
从而延长了基体的寿命，节约了成本。
对于节能，环保，降低防腐成本，节材都发挥着重要作用。
关键字：双层辉光离子渗金属，耐腐蚀，耐磨损，硬度。
引言离子渗金属是材料表面工程里面一项重要的改变材料表面多方面性能的重要技术。
双辉光离子渗金属对提高材料基体的抗腐蚀性，抗磨损性，提高硬度都有很大的帮助对于延长材料寿命节约成本，环保，降低防腐成本，节材都发挥着积极作用。
因此此技术引起国外相关学者的极大关注。
实验材料设备2、工艺过程3、实验结果及讨论4、结论5、参考文献1试验设备图为双层辉光等离子表面冶金试验炉双层辉光等离子表面冶金试验炉包括辅助阴极、风冷系统、阴极结构、真空系统、供气系统、外加热源、隔热屏系统、测温系统、水冷系统和电源。
在操作时，先将工件挂好，再进行源极布置，最后将钟罩盖上。
这样可以保证源极与工件之间的相对位置及源极与工件之间的距离。
如果工件的长度过长，应考虑温度的均匀性问题，增加一些辅助阴极。
试验材料试验采用Q235低碳钢，对其进行渗铬镍。
Q表示屈服极限，在235MPa 左右。
尺寸为35×25×3mm。
由于初始试样表面粗糙，有油渍。
为了更好的进行渗镀，需要进行打磨清洗处理。
先用280#、600#、1000#、1200#砂纸依次打磨基材，使其表面粗糙度变小，然后使用丙酮或酒精进行清洗除油。
处理后，基体表面应平整，并且光泽度较好，如图2-2。
源极材料为Cr80Ni20，尺寸为80×80×5mm。
双层辉光等离子渗Cr-Ni原理：双层辉光离子渗金属是在一个真空容器设置阳极、阴极、以及由欲渗合金元素成的源极、阳极和阴极以及阳极和源极之间各设一直流可调压电源。
纯铜双辉等离子体渗镍层形成及扩散机理分析0
efficient increases when t he experimental temperat ure and Ni content on t he surface are increased. So long as the
experimental parameters are chosen reasonably ,the distribution and content of Ni can be controlled in the alloyed layer.
献[2 ,3 ]已做过较为详尽的讨论 ,这里只讨论源极和试 件电压在渗镍过程中对扩散的影响 。
源极电压的主要作用是为被渗试件表面提供较 高的金属势 。而表面金属势则决定于辉光放电条件 和源极溅射能力 。在相同辉光放电条件下 ,镍的溅 射系数低于铜的溅射系数[6 ] 。若提高源极镍的溅射 率 ,必须增大 Ar + 离子的轰击能量 ,而离子的轰击能 量与电压相关 。因此提高源极电压 ,可以使离子在 电场中加速 ,到达源极前具有较高的能量对源极进 行轰击 ,从而产生大量的镍活性溶质原子 ,以便于被 试件吸附并扩散形成渗层 。源极电压除了能产生大 量的溅射原子外 ,还能提供热量使源极产生热蒸发 , 蒸发出的溶质原子和溅射出的原子一样 ,被试件吸 附和扩散 。本试验选用两个电压范围 :980～1000V , 930～950V ,从图 3 试件表层具有高的 Ni 浓度的测 定结果 ,间接反映出试件表面具有高的 Ni 势 。
diff usion coefficient was calculated wit h diff usion couple met hod , and t he factors affecting diff usion coefficient
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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。
其次，双层辉光离子渗金属还可以应用于汽车制造领域。
汽车零部件需要具有较高的硬度和耐磨性，以提高汽车的使用寿命和安全性能。
双层辉光离子渗金属可以有效地提高汽车零部件的硬度和耐磨性，从而提高汽车的整体性能。
此外，双层辉光离子渗金属还可以应用于电子器件领域、光学领域等。
双层辉光离子渗金属是一种具有优异性能和广泛应用前景的金属材料。
通过离子渗层处理和多次渗层处理，可以在金属表面形成两层不同的辉光离子渗层，从而提高金属材料的性能。
双层辉光离子渗金属在航空航天、汽车制造、电子器件等领域具有重要的应用价值。
未来，随着制备技术的不断进步，双层辉光离子渗金属的应用前景将更加广阔。