高能束表面改性技术研究进展
表面工程学-第四章 高能束表面改性
304不锈钢 5052铝 Ti合金
1.4 激光表面熔覆
一、原理 相变硬化： 表面不熔 表面合金化：粉末全熔，基体有较深熔化，两者全部混合 激光熔覆： 粉末全熔，基体表面微熔， → 结合力↑↑ 二、激光熔覆粉末提供方式
(a) 预置涂层法 (b) 同步送粉法 预置粉末方式有粘结剂预涂覆、火焰喷涂、等离子喷涂、电镀等
二、离子注入定义 离子注入技术是将从离子源中引出的低能离子束加速成具有 几万到几十万电子伏特的高能离子束后注入到固体材料表面， 形成特殊物理、化学或机械性能表面改性层 三、工艺过程 ⑴ 离化→气体，在高温灯丝加速电子的作用下离化。 简单 →金属，先蒸发成原子，然后离化。 复杂 ⑵ 分离→磁分析器从离子源产生的正离子中筛选出所需的离子 ⑶ 加速→加速器将筛选出的正离子加速到所需的能量 ⑷ 聚焦→利用四极透镜系统将离子束进行聚焦 ⑸ 注入→聚焦后的离子束高速注入靶面（工件表面）
四、离子注入材料表面的强化机理
(1)固溶强化效应 依据注入原子的种类及其与基材原子直径比值大小差别，离子注入层的固溶 强化机理有间隙固溶强化与替位固溶强化。 (2)晶粒细化效应 离子注入层的晶粒尺寸较离子注入之前大幅度减少。因此注入层的硬度与强 度也将大幅度提高。 (3)晶格损伤效应 高能量离子注入金属表面后，使晶格大量损伤，产生大量空位和高密度位错。 当注入的离子是C、N、B等轻元素时，会钉扎位错产生强化效应。 (4)弥散强化效应 离子注入会使靶材升温，特别是 N，B，C 会与金属形成 ’ -Fe4N, -Fe3N, CrN, TiN等氮化物，Be2B等硼化物和 TiC等碳化物，并弥散分布，使基 体强化。 (5) 压应力效应 离子注入能把20~50%的材料加入近表面区，使表面成为压缩状态。压缩应 力能填实表面裂纹，阻碍微粒从表面剥落，从而提高抗磨损及抗疲劳能 力。
材料表面改性的研究现状及其应用
材料表面改性的研究现状及其应用在工业生产和科技研究中，表面改性技术被广泛应用于各种材料的表面处理和改性上，它可以对材料表面的化学、物理和电学性质进行调整，提高材料的机械强度、磨损性、耐腐蚀性、导电性等特性。
本文将介绍当前材料表面改性研究的现状和应用。
一、材料表面改性原理与分类材料表面改性技术的主要目的是通过氧化、还原、质子化、离化等反应，将功能性基团引入材料表面，或改变表面化学状态以达到改善材料性能的目的。
常用的表面改性技术有:1. 化学方法：包括化学还原、化学氧化、化学镀等；2. 物理方法：包括离子注入、等离子体处理、热处理、高能束处理等；3. 生物方法：包括基因工程、酶、激素等的作用。
二、材料表面改性的应用领域材料表面改性技术已经在许多领域中得到了广泛的应用，下面就几个方面来进行说明：1. 质量控制：材料表面改性技术可以提高材料表面的质量，利用化学、物理等方法对材料进行改性处理，提高污染防护和机械抗性等性能，使产品质量更为稳定。
2. 自清洁：在低温等离子处理的作用下，可形成亲水性表面，使污染和尘土更容易被清洁，这种技术被广泛应用于颜料、涂装、医用材料、航空航天、塑料和玻璃等领域。
3. 材料保护与涂装：材料表面改性技术可以有效保护材料，包括防坑、防腐和防水等功能，并能应用于汽车、造船、航空航天等领域。
4. 生物医用：这种方法可通过蛋白质或聚合物材料的修饰获得优良的表面生物相容性，以应用于生物医学领域，如假肢、医用材料等。
三、材料表面改性存在的问题施工技术：材料表面改性需要高精准度的施工技术和相关技术的支持。
精准的施工技术对表面改性效果的影响非常大。
研究人员还需要研究新的改性技术、改善当前技术的可靠性、效率等方面的问题。
应用难以掌握：虽然材料表面改性应用范围广泛，但是只有在对应用程序的了解和协调上取得一定的经验和认识，才能随时解决问题并提供可能的解决方案。
四、结论材料表面改性技术的发展已经成为当前科技和产业内最为重要的领域之一。
金属表面修饰的技术研究及应用
金属表面修饰的技术研究及应用在现代工业制造中，金属表面修饰技术扮演着重要的角色，它可以改善金属材料的表面质量，提高金属材料的使用寿命以及改善材料的性能。
总的来说，金属表面修饰技术可以提高金属材料的物理和化学性质，从而扩大金属材料的应用领域。
本文将详细探讨金属表面修饰技术研究的现状及其应用。
一、金属表面清洁技术金属表面清洁技术可分为化学清洗法、机械清洗法和物理清洗法三种。
其中机械清洗法和物理清洗法都是借助于物理与化学作用实现清洗的，比如切削、抛光、内外喷砂和爆破等。
而化学清洗法是把化学反应引入金属表面处理过程中，利用化学反应与物理反应所产生的溶解、分解、热效应等力和作用，来去除杂质和改善表面质量。
该方法以酸性或碱性溶液处理金属表面，被处理的金属通过表面反应来实现清洗的目的。
二、金属表面涂覆技术金属表面涂覆技术主要采用热喷涂、电化学沉积、真空喷涂、气体等离子体涂覆、电弧喷涂、喷涂焊接等方法。
不同的涂覆表面形成不同的涂层类型，例如：硬化层、防腐层、抗磨层等。
金属的涂覆技术在金属表面工程领域中是十分重要的，其作用是通过改变金属表面的组成、结构和成分，来提高金属材料的性能，如硬度、耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等。
在实际生产应用中，金属表面涂覆技术被广泛应用于汽车制造、造船、飞机制造、机床加工、电子器件制造、冶金工业、石油化工等领域。
三、金属表面改性技术金属表面改性技术是采用高能束流和等离子体技术等方法，可以对金属表面进行线和面改性，从而得到具有特殊性质的新型材料。
其方法主要包括等离子体表面改性技术、高能束技术、低能离子注入技术、金属熔喷涂技术等，可以在金属材料内部和表面形成新型的物理、化学和微结构特性。
金属表面改性技术的研究领域很广泛，如新材料研制、原位反应增强金属材料性能、环保和能源领域等等。
虽然金属表面改性技术的研究和应用还处于起步阶段，但它的应用前景非常广阔。
结尾：总的来说，金属表面修饰技术的发展有助于提高金属材料的使用寿命和性能，从而推动工业制造的发展。
聚合物材料的表面改性方法
聚合物材料的表面改性方法聚合物材料是一类具有广泛应用前景的材料，具有质轻、高强度、耐腐蚀等特点。
然而，由于其表面的化学稳定性较差，导致其在某些特殊环境下容易受到损伤。
为了改善聚合物材料的性能，人们通过表面改性方法对其进行处理，并赋予其更多的功能。
本文将介绍一些常见的聚合物材料的表面改性方法。
物理气相沉积（PVD）是一种常见的表面改性方法。
通过将金属等材料以适当的气氛转变为气体态，然后使其在高真空环境中与聚合物材料表面发生反应，从而形成一层新的材料。
PVD能够显著提高聚合物材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
此外，PVD还可以通过控制沉积参数来调节材料层的粗糙度和结构，从而实现对材料性能的精确调控。
化学沉积是另一种常见的聚合物表面改性方法。
化学沉积利用化学反应使金属或其他材料以原子或分子的形式沉积在聚合物材料的表面上。
与物理气相沉积不同，化学沉积可以在常压或低压下进行。
化学沉积能够根据反应条件的不同，形成不同厚度、形貌和成分的材料层，从而使聚合物表面的性能得到改善。
例如，通过化学沉积薄层二氧化硅，可以增强聚合物材料的耐候性和耐磨性。
离子注入是一种通过将离子注入到聚合物表面来改变其性能的方法。
离子注入可以显著改变聚合物的化学结构和表面性质，从而实现对材料性能的调节。
通过控制注入的离子种类和能量，可以使聚合物材料表面发生化学反应，形成新的摩擦性能、光电性能等。
离子注入方法具有对材料表面改性效果持久、成本低廉等优点，因此得到了广泛应用。
高能束流 (EB) 辐照是一种利用电子束对聚合物材料进行表面改性的方法。
在高能束流辐照下，能量较高的电子束穿透聚合物材料，与其分子相互作用，从而引发一系列化学反应。
这些反应可以引起预期的表面改性效果，如增加表面粗糙度、提高耐久性和改善光学性能等。
由于高能束流辐照能够实现材料的局部改性，因此在一些特定应用中得到了广泛应用。
总之，聚合物材料的表面改性是提高其性能的重要途径。
通过物理气相沉积、化学沉积、离子注入和高能束流辐照等方法，可以赋予聚合物材料更多的功能性和改善其性能。
ZL104铝合金等离子表面重熔处理
・
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Ｍａ ． ０１ ｒ２ ２ ＶＯ ． ＮＯ ３ Ｉ ６１ ．
２２・ ６
Ｆ ＯＵＮ Ｙ ＤＲ
Ｚ １４ Ｌ 铝合金等 离子表面重熔 处理 Ｏ
潘 璋，董选普 ，黄齐文
（ 中科技 大学材料成形与模具技术 国家重点 实验室 ，湖北武汉 ４ ０ ７ ） 华 ３０ ４
摘要 ：通过对Ｚ １ 铝合金表面进行高能束等离子表面改性处理 ，获得了铝合金表面重熔层组织。采用Ｓ Ｍ、 Ｄ 、 Ｌ０ ４ Ｅ Ｅ Ｓ
表面熔凝 （ 重熔） 技术 已用 于碳 素钢耐磨 性［ ９ １ 、不锈 钢
耐 蚀 性 ㈣及 灰 铸 铁 表 面 熔 凝 处 理 …等 ，崔 洪 芝 等 在 】
Ａ ９Ｄ 合金 表面进 行 等离子 表 面重熔 处理 以提 高其 Ｚ １镁
表面 防腐性 能［ 。
本 试 验采 用 高能 等离 子束 表 面 处理 设 备 对Ｚ １４ Ｌ ０ 亚共 晶铝合 金表 面进行 改性 处理 ，研究 了重 熔层 中组
以适 应 于工程 现场应 用 。高能 等离子束 表 面处理 技术
与激 光相 比具有 设备 简单 、成本 低廉 、热效 率高 等 特
点 ，易于控 制和实 现大规模 自动化生 产 ＿ ７ 。等离 子束
形 核 的 核 心 。重熔 后 共 晶 Ｓ由针 条状 变为 细 小 颗 粒 。 ｉ 蔡殉【 叫等采 用 激 光对 Ｚ １９ 金 进 行 表 面 重 熔 改 性 Ｌ０合 处 理 ，发 现 随 着 功 率 增 大 ，重 熔 层 中组 织 呈 现 由树 枝 晶 向胞 状 晶 过 渡 的 现 象 ，且 重熔 层 中 的 仅Ａ 固溶 ．１ 体 的硅 含量呈 过饱 和状 态 。梁 工英 等对 Ｚ １ｉ２ 金 Ａ Ｓｌ合
高能束表面改性技术
国内自20世纪80年代以来激光相变硬化工艺的应用开发在车辆、机械、矿山、模具等方面也有许多成功的实例并建立了生产线,例如对汽车或拖拉机汽缸套内壁进行激光相变硬化处理，使汽缸套的使用寿命成倍提高。
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激光合金化与激光熔覆
激光合金化与熔覆是同一种类型的工艺，它们的区别仅在于，激光合金化所形成的合金层的成分是介于施加合金与基体金属之间的中间成分，即施加合金受到较大或一定的稀释。而激光熔敷则是除较窄的结合层外，施加合金基本保持原成分很少受到稀释。 这些区别可以由被施加材料、施加合金成分、施加形式及量和激光工艺参数的改变来达到。
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电子束表面处理的特点
2.电子束表面改性工艺
1）电子束表面相变硬化
电子束表面相变硬化也称电子束表面淬火，是用高能量的电子束快速扫描工件，控制加热速度为103～105℃/s，使金属表面薄层被快速加热到相变点以上，此刻工件基体仍处于冷态。随着电子束的移开和热传导作用，表面热量迅速向工件心部或其他区域传递，高速冷却(冷却速度达108K／s～1010 K／s)产生马氏体等相变，在瞬间实现自冷淬火。
01
扫描速度太慢，会导致金属表面温度超过熔点，或者加热深度过深，不能自冷淬火。扫描速度太快，则可能使表面达不到相变温度。功率密度则受激光器功率和和光斑尺寸的影响，功率密度太小，表面得不到足够的热量，不能达到所需的相变温度。
02
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常用的黑化处理方法有磷化法、碳素法和熔覆红外能量吸收材料(如胶体石墨、含炭黑和硅酸钠或硅酸钾的涂料等)。其中磷化法最好，其吸收率可达80%～90％，膜厚仅为5μm，具有较好的防锈性，激光处理后不用清除即可用来装配。
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3）电子束表面合金化
电子束表面合金化与激光表面合金化有些相似，将某些具有特殊性能的合金粉末或化合物粉末如B4C、WC等粉末预涂敷在金属的表面上，然后用电子束加热，或在电子束作用的同时加入所需合金粉末使其熔融在工件表面上，在表面形成与原金属材料的成分和组织完全不同的新的合金层，从而使零件或零件的某些部位提高耐磨性、耐蚀性、耐高温氧化的特种性能。
10第六章第五节 高能束表面处理
它在可见和红外区有许多激光谱线，最 重要的是0.6328μm, 1.15μm和3.39μm三 条谱线。 在激光加工设备中，常作红外激光器与 导光系统的调整装置。
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b)
氩离子激光器
氩离子激光器是目前可见光区连续功率 最高的相干光光源。 其最高连续功率已达成150W，效率最高 达0.6%,使用寿命超过1000h,频率稳定度 为2×10-5，常用于微加工中。
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三束加热特点：
1．三束直接加热的材料表层一般深度在几微米； 2 ．加热表面功率密度相当大，电子束、离子束的 脉冲宽度为10-9s，激光的脉冲宽度可短至10-12s; 3．材料表面由表及里产生极高的温度梯度，106～ 108K/cm ， 从 而 导 致 极 高 的 冷 却 速 度 ， 109 ～ 1011K/s. 4 ．表面产生大量缺陷，特别是离子束，除加热材 料表面外，固体表面受到离子的轰击时，表面原子 大量被溅射出来，从而产生缺陷。
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(一) 激光的产生
某些具有亚稳态能级结构的物质受外界能量激发时， 可能使处于亚稳态能级的原子数目大于处于低能级 的原子数目，此物质被称为激活介质，处于粒子数 反转状态。
如果这时用能量恰好与此物质亚稳态和低能态的能 量差相等的一束光照射此物质，则会产生受激辐射， 输出大量频率、位相、传播和振动方向都与外来光 完全一致的光，这种光称为激光。
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2． 高硬度
激光淬火层的硬度比常规淬火层提高 15～20%。
淬火硬度与加热温度有关，与保温时间 无关。 硬化层深度：通常为0.3～0.5mm。
3. 变形小
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涂层材料表面改性技术及其在高分子材料中的应用
涂层材料表面改性技术及其在高分子材料中的应用随着科技的发展和人们对生活品质的不断提高，人们开始对涂层材料进行更多的探索和改造。
涂层材料表面改性技术作为近年来新兴的材料改性技术，得到了越来越多的关注。
涂层材料表面改性技术可以改变涂层材料的表面性质，使其具有很好的抗酸碱、耐高温、耐磨损等特性，提高其使用寿命及使用效率。
本文将着重探讨涂层材料表面改性技术及其在高分子材料中的应用。
一、表面改性技术表面改性技术是指对材料表面进行一系列处理，如物理、化学、生物学等方法，以获得所需要的表面性质。
常用的表面改性方法包括溶液法、等离子体处理、离子注入、真空蒸发、溅射法、化学气相沉积等。
其中，溶液法是衣物染色工艺的一种，它可以给涂层表面提供很好的耐高温、耐酸碱、抗腐蚀等特性。
等离子体处理则是将涂层材料置于低压放电等离子体之中，通过碰撞分子的电离而改变表面状态。
离子注入法是最早采用的表面改性技术之一，它可将高能离子注入涂层表面，因此能显著改善涂层材料的耐磨损性。
真空蒸发法指的是利用真空蒸气在涂层材料上形成薄膜，主要改善表面硬度、透光率等方面。
溅射技术是在高温、高真空的条件下，利用离子轰击打掉炭凝物，将溅射出的原子沉积在物品表面。
化学气相沉积则是指利用半导体工艺原理，在反应室中将反应气体置于高真空下进行反应，最后形成覆盖物。
这些表面改性技术均最终实现了改善涂层材料的表面性质，提高了其使用寿命和效率。
二、高分子材料中的应用高分子材料广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料等行业。
高分子材料的分子量大、降解缓慢、强度高、使用寿命长等特点，使它成为现代工业中不可或缺的材料之一。
然而，高分子材料因其表面活性差、粘附性弱等缺陷，常常限制了其应用和发展。
因此，将表面改性技术应用于高分子材料的研究和开发，对改进这些物质的缺陷和提高其性能，具有重要的意义。
1. 亲水性改性高分子材料的亲水性是指其表面的接触角可以小于90度，即水在其表面是可以自由流动的。
HCPEB表面处理的研究现状
HCPEB表面处理的研究现状
易赟;赵晖;王小辉;朱其柱;陈燕
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2011(025)005
【摘要】强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理是一种新兴的高能束表面处理技术.综述了脉冲电子束处理,表面熔坑的形成机制及熔坑、弥散颗粒、裂纹、波状起伏、条形纹理、胞状晶等典型形貌影响因素和演变规律方面的研究成果,总结了表层结构变化与表面显微硬度、耐磨性、耐蚀性能等改性工艺的研究现状,并认为扩大强流脉冲电子束应用范围和系统的探究是目前研究的重点.
【总页数】5页(P101-105)
【作者】易赟;赵晖;王小辉;朱其柱;陈燕
【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;广西民族大学化学与生态工程学院,南宁530006
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.4
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3.医用镁合金合金化与表面处理的研究现状 [J], 原啸虎; 孙金娥; 王舒云; 聂佳璇; 程佳浩; 王姣瑛; 柏兴盛
4.低表面处理防腐涂料研究现状及发展趋势 [J], 谢涛
5.盾构刀具硬质合金激光表面处理研究现状 [J], 王琦;龙伟民;苗晋琦;纠永涛
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电子束表面改性技术的研究及应用探讨
电子束表面改性技术的研究及应用探讨电子束表面改性技术是现代材料科学中的一个重要研究方向。
该技术是通过向材料表面注入电子束，使原有的结构发生改变，从而达到增强材料性能的目的。
这种技术主要应用于材料表面的微观结构改变和材料性能的改善。
今天我们来探讨一下电子束表面改性技术的研究和应用。
一、电子束表面改性技术的研究电子束表面改性技术是金属表面改性的一种有效方法。
电子束表面改性技术的原理是通过电子束的加速器将电子束加速到一定的能量后，注入到材料表面，使其发生结构变化。
电子束注入后，材料表面上的晶体会发生位错、变形等变化，从而改变其物理性质。
电子束表面改性技术的研究主要针对对材料表面的改变进行研究。
目前主要的研究方向有以下几个：1. 电子束注入量的控制电子束注入量的大小对材料的性质改善有重要的影响。
过度注入会造成材料的熔化或蒸发，导致严重的损坏。
因此，需要通过精确的控制电子束的注入量，以达到材料表面的最佳改性效果。
2. 电子束的能量电子束的能量对材料表面的改性效果有显著影响。
通过调节电子束的能量，可以改变材料表面的晶体结构，从而提升材料的性能。
3. 电子束注入时间和速度电子束注入时间和速度也对电子束表面改性技术的效果有重要的影响。
一般来说，注入时间和速度都需要控制在合适的范围内，以避免材料表面的熔化、蒸发或其他形变等问题。
二、电子束表面改性技术的应用电子束表面改性技术的应用不仅局限于材料改性，还可以应用于其他领域。
以下是其主要应用领域：1. 电子束表面改性技术在航空航天领域的应用电子束表面改性技术在航空航天领域的应用越来越广泛。
它可以用于制造各种支架、引擎和其他重要部件。
电子束表面改性技术可以提升这些材料的性能，降低摩擦系数和阻力等，大大提高了安全性和寿命。
2. 电子束表面改性技术在医学领域的应用电子束表面改性技术在医学领域的应用也很广泛。
它可以用于制造人造骨骼植入物、心脏支架和其他医疗器械。
电子束表面改性技术还可以增强这些材料的生物相容性，从而减少排异反应的几率。
高能束流加工技术的应用与发展
高能束流加工技术的应用与发展高能束流(High Energy Density Beam)加工是利用高能量密度的束流(激光束、电子束、等离子束)作为热源,对材料或构件进行特种加工的技术. 20世纪以来，航空科学技术迅速发展，为保证在高温、高压、高速、重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性，在飞机、发动机和机载设备上大量采用了新结构、新材料和复杂形状的精密零件，这就使产品的制造性日趋恶化，对制造技术不断提出新的挑战。
鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成，难于达到经济性要求。
现在，工艺师们独辟蹊径，借助各种能量形式，探寻新的工艺途径，各种异于传统切削加工方法的新型特种加工方法应运而生，如高能束流加工、电火花加工、电解加工、化学加工、物料切蚀加工以及复合加工。
目前，特种加工技术已成为航空产品制造技术群中不可缺少的分支，在难切削材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件及模具加工等领域中已成为重要的工艺方法。
1.现代特种加工技术的特点及发展趋势1.1特种加工技术的特点现代特种加工（SP,Special Machining）技术是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量或其复合以实现材料切除的加工方法。
与常规机械加工方法相比它具有许多独到之处。
① 以柔克刚。
因为工具与工件不直接接触，加工时无明显的强大机械作用力，故加工脆性材料和精密微细零件、薄壁零件、弹性元件时，工具硬度可低于被加工材料的硬度。
② 用简单运动加工复杂型面。
特种加工技术只需简单的进给运动即可加工出三维复杂型面。
特种加工技术已成为复杂型面的主要加工手段。
③ 不受材料硬度限制。
因为特种加工技术主要不依靠机械力和机械能切除材料，而是直接用电、热、声、光、化学和电化学能去除金属和非金属材料。
它们瞬时能量密度高，可以直接有效地利用各种能量，造成瞬时或局部熔化，以强力、高速爆炸、冲击去除材料。
其加工性能与工件材料的强度或硬度力学性能无关，故可以加工各种超硬超强材料、高脆性和热敏材料以及特殊的金属和非金属材料，因此， 特别适用于航空产品结构材料的加工。
高能束焊接技术的发展和应用
高能束焊接技术的发展和应用随着制造业的不断发展，高能束焊接技术逐渐成为一种越来越重要的工艺。
高能束焊接技术是一种利用高能量的电子、光子或离子束来完成焊接、切割和表面改性等工艺的技术。
它具有焊接速度快、能量密度高、变形小等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业、医疗器械等领域。
高能束焊接技术的发展可以追溯到上世纪五十年代，当时主要应用于核工业领域。
随着国际间高能束技术的研究交流，高能束技术也逐渐得到了广泛的应用和发展。
在航空航天领域，高能束焊接技术可以用来制造航天器发动机、飞行器发动机喷气喉等重要部件。
在船舶制造领域，高能束焊接技术可以大幅缩短船体建造周期，提高船体质量和疲劳寿命。
在汽车制造领域，高能束焊接技术可以用来制造汽车车身和发动机等部件。
在电子工业领域，高能束焊接技术可以用来制造电子元器件、太阳能电池板等产品。
在医疗器械领域，高能束技术可以用来制造医疗器械的金属部件。
高能束技术的原理是利用高能量的电子、光子或离子束来加热和熔化工件表面，在保持焊接部位几乎不变形的同时完成焊接。
高能束焊接技术的能量密度极高，可以达到几千万到几亿焦/毫米，因此可以在很短的时间内完成焊接过程。
高能束焊接技术通常包括电子束焊、激光焊和离子束焊三种。
在这三种方法中，激光焊是应用最广泛的一种方法。
激光焊接可以完成多种材料的焊接，包括金属、塑料、玻璃等。
高能束焊接技术的应用带来了许多好处：首先，高能束焊接技术可以大大缩短制造周期和提高生产效率。
其次，在高能束焊接技术中，焊接区域的热影响区较小，因此可以减少材料的变形。
此外，高能束焊接技术还可以提高焊缝的质量，减少焊接缺陷和气孔等缺陷的产生。
然而，高能束焊接技术也存在一些局限性，例如高能束焊接设备的成本较高，操作难度较大，需要高技能人才进行操作等。
此外，大多数高能束焊接技术对材料的要求较高，材料的种类、大小等要求比较严格。
综上所述，高能束焊接技术是一种极具发展潜力的技术。
金属材料表面改性技术及其在防腐蚀方面的应用研究
金属材料表面改性技术及其在防腐蚀方面的应用研究随着科学技术的不断发展和工业化进程的推进，金属材料在各个领域中扮演着重要的角色。
然而，金属材料的表面往往容易受到腐蚀的侵袭，严重影响了它们的使用寿命和性能。
因此，研究金属材料表面改性技术，并将其应用于防腐蚀方面，具有重要的意义。
一、表面改性技术的分类表面改性技术是指通过改变金属材料表面的组织结构、化学组成或物理性能，以达到提高其耐腐蚀性能的目的。
目前，常用的表面改性技术主要包括表面涂层、表面合金化、表面硬化和表面模拟处理等。
1. 表面涂层表面涂层是一种常见的表面改性技术，通过在金属材料表面形成一层保护性的涂层，起到隔绝金属表面与外界介质的作用，有效防止腐蚀。
常见的表面涂层材料有有机涂层、无机涂层和陶瓷涂层等。
其中，陶瓷涂层由于其高硬度和耐高温的特点，被广泛应用于抗腐蚀领域。
2. 表面合金化表面合金化是通过在金属材料表面加工形成新的化合物或合金层，改变其表面性能。
常用的表面合金化方法有化学合金化、电化学合金化和物理合金化等。
通过表面合金化，可以增强金属材料的耐盐雾腐蚀性能、耐高温氧化性能等。
3. 表面硬化表面硬化是通过加工或热处理等方法，在金属材料表面形成一层具有高硬度的硬化层。
这种硬化层不仅可以增强金属材料的强度和硬度，还可以提高其抗腐蚀性能。
常见的表面硬化方法有淬火、焊接热影响区调质、表面强化和高能束流处理等。
4. 表面模拟处理表面模拟处理是一种新型的表面改性技术，通过模拟自然界中金属材料的表面形貌和微结构，提高其表面的腐蚀性能。
这种方法主要包括等离子体模拟处理、雷射表面处理和电子束表面处理等。
二、表面改性技术在防腐蚀方面的应用研究表面改性技术在防腐蚀方面具有重要的应用价值。
下面以两种常见的表面改性技术为例，论述其在防腐蚀方面的应用研究。
1. 表面涂层技术在防腐蚀中的应用表面涂层技术是一种简单有效的防腐蚀方法。
例如，在冶金工业中常用的电镀技术，可以制备出具有较好耐腐蚀性能的金属表面。
高能束表面改性技术
化。
03
材料适应性有限
不同材料对高能束表面改性的响应不同，部分材料可能难以实现理想的
改性效果。解决方案包括研究不同材料的改性机理，开发针对性的高能
束表面改性技术。
发展前景展望
拓展应用领域
随着高能束表面改性技 术的不断发展和完善， 其在航空航天、汽车制 造、模具修复等领域的 应用将不断拓展。
绿色环保方向
原理。
操作前需对设备进行全面检 查，确保各系统正常运行。
02
01
03
严格遵守设备操作规程，避 免误操作导致设备损坏或人
身伤害。
注意观察改性过程中材料的 变化，及时调整工艺参数以
获得最佳效果。
04
05
操作结束后需对设备进行清 理和维护，确保设备的长期
稳定运行。
04 高能束表面改性技术应用 领域
航空航天领域应用
典型案例分析
案例一
激光表面合金化提高材料耐磨性。通过激光束将合金元素与基体材料表面快速熔合，形成 具有优异耐磨性能的合金层。
案例二
电子束表面非晶化改善材料耐腐蚀性。利用电子束的高能量密度，将材料表面瞬间加热至 熔点以上，然后快速冷却，形成非晶态结构，提高材料的耐腐蚀性。
案例三
离子束辅助沉积制备功能薄膜。在离子束的辅助下，将所需的功能材料沉积在基体材料表 面，形成具有特定功能的薄膜，如光学薄膜、电磁屏蔽薄膜等。
面临挑战及解决方案
01
设备成本高
高能束表面改性设备通常价格昂贵，限制了其在一些领域的应用。解决
方案包括研发更经济、高效的高能束源，以及优化设备结构降低制造成
本。
02
工艺稳定性差
高能束表面改性过程中，工艺参数的微小变化可能导致改性效果的显著
第9章_高能束表面改性技术
激光熔凝处理后横截面组 织示意图
T10钢激光熔凝层显微硬 度沿淬硬层深度的分布
激光熔凝强化机制
一类是不发生组织的根本变化，仅仅是快速熔凝造成 晶粒结构变化。
普通碳钢：熔凝处理在结晶过程中， 奥氏体从液固界面向表面快速生长， 形成定向排列的柱状晶结构，固态相 变时奥氏体呈等轴晶结构不同。 例45钢激光表面固态淬硬，可达 HRC 56~58
材料对激光吸收的基本特点 E0=E吸收+E反射+E透过
不透明材料
E0=E吸收+E反射
能量集中，热效应只集中在材料表面很薄的区域内。
从0.25μm紫外到10.6μm红外波段，光波在各种金属中的穿
透深度只达到10nm数量级 对金属表面状况极为敏感
金属对红外激光的吸收率：
钢：抛光后，吸收率5.0%，铣削后Ra2.5μm，吸收率18%，喷砂 后，35%，600℃氧化2小时，吸收率可达74%。
激光熔敷Ni60
激光熔覆与类似方法的比较
机械咬合 结合力差 稀释率高 性能差 低稀释率 冶金结合，质量好
热喷涂涂层
堆焊涂层
激光熔敷涂层
激光熔覆涂层及应用
激光熔覆合成自润滑耐磨涂层 提高耐磨性： 提高材料表面的硬度 提高表面光洁度 采用润滑剂 采用Cr3C2提高涂层耐磨性 采用WS2作为固体润滑材料， 降低摩擦系数。
铸铁的激光熔凝组织
激光熔凝应用实例
制药机械零部件激光熔凝强化
挤管模具内表面激光熔凝强化
激光熔凝应用实例
50CrMo轧辊经激光熔凝后过钢量提高50%~80%
9.1.3激光熔覆
将粉末状的金属、合金或陶瓷粉末涂覆在工件表面，用大 功率密度激光束照射使之全部熔化，同时金属基体表面有 微量熔融。激光束移开后，表面迅速凝固，形成与金属基 体粘的很牢的熔覆层。
先进材料表面改性技术的研究与应用
先进材料表面改性技术的研究与应用随着科学技术的不断发展，材料领域的科技也在稳步地向前推进。
先进材料表面改性技术成为了当前的一个重要研究方向。
该领域的研究与应用，对于改善材料的物理性质、化学性质以及生物性质等方面具有重要作用。
在许多领域，如光电子器件、生物医学、节能材料等都有着广泛的应用。
一、先进材料表面改性技术简介先进材料表面改性技术是基于先进材料，借助物理、化学方法等手段，对材料表面进行控制和改性的技术。
例如，通过表面涂覆法、光化学蚀刻法、原子层沉积技术等方法，可以实现对材料表面形貌、结构和功能的精细调节和优化。
二、先进材料表面改性技术在光电子器件中的应用随着信息技术的不断发展，光电子器件在现代社会中已经得到了广泛的应用。
例如，平板显示器、手机屏幕、LED照明等都需要涉及到光电子器件的制造和应用。
而先进材料表面改性技术的应用，则可以极大地改善光电子器件的性能。
例如，利用先进材料表面改性技术的方法，可以实现薄膜太阳能电池的高效制造。
薄膜太阳能电池用于太阳能发电设备中，通过材料表面的改性，可以提高电池的光电转换效率和稳定性。
三、先进材料表面改性技术在生物医学领域中的应用先进材料表面改性技术在生物医学领域中的应用也得到了越来越多的关注。
这得益于材料表面改性可以实现对生物体的特定作用。
例如，利用超疏水材料表面改性技术，可以实现药物控释。
超疏水材料表面的微纳结构可以形成一个具有封闭性的空间，将药物封装在其内部。
通过表面改性，可以实现药物的控制释放，有效引导药物在患者体内的游荡路线。
四、先进材料表面改性技术在节能材料中的应用先进材料表面改性技术在节能材料中也有着广泛的应用。
例如，利用先进材料表面改性技术制造具有超级亲水性的材料，可以实现空气过滤器良好的效果。
在处理空气污染领域，该技术可避免空气中大气污染颗粒的直接入侵，起到良好的保护效果。
五、先进材料表面改性技术面临的挑战尽管先进材料表面改性技术在各个领域都有着广泛的应用，但其仍然面临着一些挑战。
离子束表面改性技术
通过建立和完善离子束表面改性的基础理论，结合模拟计算，为改性 技术的优化提供理论支持。
对实际应用的建议
推广离子束表面改性技术在航空航天领域的应用
由于航空航天领域对材料性能要求极高，离子束表面改性技术有望提 高材料的耐腐蚀、耐磨和抗疲劳性能。
促进在能源和环境领域的应用
利用离子束表面改性技术改善能源材料（如电池电极材料）和环保材 料（如光催化材料）的性能，提高能源利用效率和环保效果。
局限性
设备成本高
离子束表面改性设备昂贵，运行和维护成本 较高。
对操作人员技能要求高
离子束处理需要专业的操作人员，对技能和 经验的要求较高。
处理效率低
相对于传统表面处理技术，离子束处理的效 率较低，处理时间较长。
对环境条件敏感
离子束处理过程中，环境因素如温度、湿度 等可能对处理效果产生影响。
未来发展方向
拓展在医疗器械和生物材料领域的应用
通过离子束表面改性技术改善医疗器械和生物材料的生物相容性和功 能，推动医疗科技的发展。
加强技术标准和规范制定
为了推动离子束表面改性技术的广泛应用，需要制定和完善相关技术 标准和规范，确保技术的可靠性和安全性。
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深入研究离子束与材料表面的相互作用机制
离子束表面改性技术的核心在于离子束与材料表面的相互作用，进一 步研究这一机制有助于优化改性效果。
发展新型离子源和加速器技术
提高离子束的能量、束流密度和稳定性，以实现更高效、更广泛的表 面改性应用。
探索与其他表面技术的结合
将离子束表面改性技术与物理气相沉积、化学气相沉积等其他表面技 术结合，以获得更优异的表面性能。
高分子材料的表面改性技术
高分子材料的表面改性技术高分子材料作为一类具有广泛应用价值的材料，拥有诸如重量轻、力学性能好、绝缘性能好等特点，广泛应用于电子、医疗、航空、汽车、建筑等领域。
然而，高分子材料本身也存在众所周知的问题，如容易老化、耐磨性能差等。
为了提高高分子材料的使用寿命及性能，表面改性技术应运而生。
一、表面改性技术简介表面改性技术是对材料表面进行物理、化学或生物改性，从而改变材料表面性质（如亲/疏水性、化学稳定性等），实现对材料性能的优化。
在高分子材料领域中，表面改性技术是一种有效的方法，可以改变高分子材料表面的化学、物理结构，提高高分子材料的性能。
二、表面改性技术的分类表面改性技术主要分为物理方法和化学方法两大类。
1.物理方法物理方法是利用外力来改变高分子材料表面性质的方法，包括光刻、电解、喷砂、电子束等。
其中，电子束法是一种常用的表面改性技术，它通过利用高能电子束照射高分子材料表面，使其表面产生化学和物理结构改变，改变表面性质，提高材料耐用性。
2.化学方法化学方法是指利用化学试剂对高分子材料表面进行改性的方法，包括化学清洗、化学修饰、浸渍基质改性、表面接枝等技术。
其中化学清洗是一种温和的表面改性技术，可以去除表面污染物、氧化皮层等物质，减少材料表面的异物，提高高分子材料的表面性质。
三、表面改性技术的应用表面改性技术的应用非常广泛，包括材料的吸附、催化、传感、分离等领域。
在高分子材料中，表面改性技术的应用同样非常重要。
例如，在高分子材料的表面上接枝特定的功能基团或者粘结一定的物质，从而改变其表面性质，提高其化学、力学等性能。
这些表面修饰后的高分子材料可以被应用于传感器、生物医学材料、纳米材料等多个领域。
四、表面改性技术的挑战与发展虽然表面改性技术在高分子材料领域中取得了许多重要进展，但是仍然存在一些挑战。
例如，现有的表面改性技术仍然存在一定的局限性，无法实现对高分子材料表面性质的精确调控。
此外，当前表面改性技术的成本较高，需要使用一定的化学试剂和条件，同时也存在环境问题。
光电材料的表面改性与性能研究
光电材料的表面改性与性能研究在当今科技飞速发展的时代，光电材料作为一种关键的功能性材料，在诸多领域如通信、能源、显示技术等发挥着不可或缺的作用。
然而，要实现光电材料更优异的性能和更广泛的应用，对其表面进行改性是一项至关重要的研究方向。
光电材料的性能很大程度上取决于其表面的特性。
表面的化学组成、粗糙度、晶体结构以及电子结构等因素，都直接影响着材料对光的吸收、发射、传输和转换效率。
例如，在太阳能电池中，光电材料表面的改性能够显著提高光生载流子的分离和传输效率，从而提升电池的光电转换效率；在发光二极管中，通过表面改性可以优化发光效率和色彩纯度。
表面改性的方法多种多样，常见的包括化学处理、物理处理和表面涂层等。
化学处理方法如酸蚀、碱蚀和氧化还原处理等，可以改变材料表面的化学组成和化学键结构。
以氧化锌（ZnO）为例，通过适当的化学蚀刻，可以在其表面形成纳米级的孔隙结构，增加表面活性位点，提高对气体分子的吸附能力，从而在气体传感器中表现出更优异的性能。
物理处理方法包括等离子体处理、离子束溅射和激光处理等。
等离子体处理能够在材料表面引入功能性基团，同时改变表面的粗糙度和形貌。
例如，利用等离子体处理有机发光材料的表面，可以改善其表面的亲水性，增强与电极之间的界面接触，提高器件的稳定性和寿命。
表面涂层是另一种有效的改性手段。
通过在光电材料表面沉积一层具有特定功能的涂层，如金属纳米粒子、半导体量子点或绝缘层，可以调控材料的表面电子结构和光学性能。
例如，在硅基太阳能电池表面沉积一层抗反射涂层，可以减少光的反射损失，提高光的吸收率。
在进行表面改性时，需要深入理解光电材料的表面特性和工作原理。
以钙钛矿太阳能电池为例，其表面存在大量的缺陷态，这些缺陷态会导致载流子的复合，降低电池效率。
通过在表面引入钝化层，如有机小分子或无机化合物，可以有效地填补这些缺陷，减少载流子的复合损失，提高电池的性能。
同时，表面改性还需要考虑材料的稳定性和耐久性。
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6
离子束
以近似一致的速度沿几乎同一方向运动的一群离子，由 离子源所获得。
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激光束表面改性
激光表面处理技术就是利用具有方向高度集中、能量高 度集中的激光束作为热源，对材料进行表面改性或合金化 的技术。 激光表面处理是在材料的表面施加极高的能量，使之发 生物理、化学变化，显著地提高材料的硬度、耐磨性、耐 蚀性和高温性能等，从而大大提高产品的质量，成倍地延 长产品使用寿命和降低成本，提高经济效益。
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激光相变硬化特点
(1) 极 快 的 加 热 速 度 （ 104 ～ 106℃/s ） 和 冷 却 速 度 （106～108℃/s），这比感应加热的工艺周期短，通常 只需约0.1s即可完成淬火。因此生产率高。 (2) 仅对工件局部表面进行激光淬火，且硬化层可精确 控制。 (3) 激光淬火的硬度可比常规淬火提高 15 ％～ 2O ％。铸 铁激光淬火后，其耐磨性可提高3～4倍。 (4) 可实现自冷淬火，不需水或油等淬火介质，避免了 环境污染。 (5) 对工件的许多特殊部位，例如槽壁，槽底，小孔、 盲孔、深孔以及腔筒内壁等，只要能将激光照射到位， 均可实现激光淬火。 (6) 工艺过程易实现电脑控制的生产自动化。
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高能束表面改性技术的发展趋势和方向
(l) 三种高能束表面改性技术在各自独立并行发展的同 时也出现了交叉发展的趋势。
(2) 三种高能束表面改性装置朝着稳定性和专业化方向 发展。
(3) 三种高能束表面改性技术朝着自动化、智能化发展。
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激光表面改性技术工艺
主要包括激光相变硬化LTH、激光表面合金化与激光熔 覆、激光熔凝LSM、激光冲击硬化、激光磁畴控制等。
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激光相变硬化
激光相变硬化又称激光表面淬火, 它以高能密度的激光 束快速照射材料表面, 使其需要硬化的部位瞬间吸收光能 并立即转化为热能, 从而使激光作用区的温度急剧上升到 相变温度以上, 形成奥氏体。然后随着材料自行冷却, 奥 氏体转变成马氏体, 使材料表面得到硬化, 同时大大提高 了材料的耐磨性和抗疲劳性能。
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激光熔凝技术的应用
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激光冲击硬化与激光磁祷控制
激光冲击硬化是利用高能密度的激光脉冲照射金属工件表 面, 产生向金属内部传播的强冲击波, 使金属材料表层发生 塑性变形, 形成激光冲击硬化区。与其他邀光处理技术相比, 激光冲击硬化处理的突出优点是没有向材料内部进行热传递, 因此没有热影响区。
激光磁畴控制是利用激光产生的热应力场, 在材料内部形 成亚磁畴界, 从而大大降低变压器中的涡流损失的技术。
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电子束表面改性
电子束表面改性技术也是近30 年发展起来的局部表面改 性技术, 主要包括电子束表面硬化(淬火)、电子束表面合 金化、电子束表面熔覆、电子束表面熔凝等。
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电子束的特点
(1) 电子束的能量效率极高, 利用率高达95 % 以上; (2) 电子束表面淬火处理则要求在10-2tor 的真空条 件下进行电子束照射; (3) 电子束表面处理成本比激光束表面处理要低得多。
2.美国阿符克(AVCO)公司在AIS14815 钢制零件表面涂上C、 cr细粉,经激光处理后,合金化层含cr达20 % ,硬度达HRC5, 而基材硬度仅为HRC3。 3.我国对铸铁内燃机缸套内表面用Co50合金化, 其耐磨性、 耐蚀性得到明显提高
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激光熔凝
激光熔凝采用近于聚焦的激光束加热工件表面至熔化到 一定深度, 然后自冷使熔层凝固, 获得较为细化均质的组 织。其目的主要是为了提高材料的硬度和耐磨性能。
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激光表面合金化与激光熔覆
激光表面合金化是在高能束激光的作用下, 将一种或多 种合金元素快速熔人基体表面, 使母材与合金材料同时熔 化, 形成表面合金层, 从而使基体表层具有特定的合金成 分的技术。激光表面合金化技术示意图如图：
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激光表面合金化及熔覆处理应用
1.激光表面合金化及熔覆处理广泛应用在轴承、轴承架、缸 套、活塞环、凸轮、心轴、阀门和传动构件等零件上。
基体材料
低合金钢
硬度
减摩性 抗疲劳性 耐蚀性
N+
Sn+ N+、Ti+ Cr+、Ti+、Mo+ 铜合金
耐磨性
耐蚀性 耐磨性 耐蚀性
Mo+
Cr+ Al+、Ti+ B+ N+、Pt+、C+
抗氧化性
高合金钢 硬度 减摩性 抗疲劳性
Al+、Ce+
Ti++ C+ Sn+、Ag+、Au+ N+
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抗氧ห้องสมุดไป่ตู้性
钛合金 硬度 减摩性 抗疲劳性
高能束表面改性技术
目录
概论
激光束表面改性
电子束表面改性
等离子束表面改性
2
概论
高能束表面改性是通过高能量密度的束流改变 材料表面的成分或组织结构的一种新的表面处理技 术。 由于高能束的功率密度可以达到108w/cm2以上, 甚至可超过109w/cm2 扩, 因此在极短的作用周期下, 材料表面就能达到其他表面技术所无法达到的效果。
4
高能束表面改性的类型
1.激光束
激光（LASER）是“Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation”的缩写，意为“受激发射的辐射 光放大”。
电子束
电子经过汇集成束。具有高能量密度。电子束被高压电场 加速而获得很高的动能，再在磁场聚焦下成为高能密度电子束。
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电子束表面改性的应用
1.法国报道了挡环式离合器滚子滑道的电子束表面处理, 经 电子束表面改性处理后的滑道表面硬度超过HRC58 , 从而改 善了其耐磨性。
2.美国sciaky 公司在电子束焊接设备的基础上, 专门开发 了用于电子束表面改性的设备。
21
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离子束表面改性
离子束表面改性技术是将元素的离子加速到10 ke V 左右并注人到基材零件的表面, 在其表层形成几微米 的改性层, 以此来提高基材的表面性能。 离子束表面改性技术主要包括离子注人、离子束辅 助沉积IB A D、离子束混合及离子束反冲注人等。
P+、B+ 、Al+
N+、C+、B+ Sn+、Ag+、Au+ N+
离子辅助沉积
离子束辅助沉积是一种将离子注入技术和物理气相沉积技 术相结合的真空沉积技术。它是指在同一真空系统中, 以离 子束溅射沉积薄膜的同时, 用几百电子伏特到几万电子伏特 能量的离子束对其进行轰击,利用沉积原子和注人离子之间的 一系列物理化学作用, 来增强膜层与基体的结合, 改善膜层 质量。与其它薄膜制备方法相比, 采用这种方法能够获得附 着力极好的薄膜。 利用该技术可以稳定地合成立方氮化硼(B3 N )、类金刚石 薄膜(DLC )、TI N 和Ti : N 等多种优质膜层及陶瓷材料, 尤其是TI N 和Ti ZN 膜层, 性能优良,具有良好的耐磨性和 减磨性。
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激光相变硬化应用
激光相变硬化是激光表面处理技术最成熟、应用最广 泛的一种方法，由于它具有节能、高效、精密、高性能 等独特优点，在生产应用中取得明显经济效益。 1.1974年美国通用汽车公司采用激光表面相变硬化技术 使汽车转向器壳体内腔(可锻铸铁)的耐磨性提高10倍， 80年代已有17条激光表面相变硬化处理生产线，日处理 33000件； 2.德国MAN B& W 公司对40 /54和L58/64船用柴油机气缸 套内壁进行激光相变硬化处理； 3.日本对45 钢、铬钥钢、铸铁等材料进行激光相变硬化 处理； 4.我国天津渤海无线电厂采用美国820型1.5kw 横流C02 激光器对硅钢片模具进行相变硬化处理。
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离子注入表面改性技术
离子注入原理
离子注人(Ion implantation)就是将工件放在离子注人机 的真空靶室中, 在几十至几百千伏的电压下, 把所需元素的 离子注人到工件表面, 形成一层在组织和结构上都不同于基 体的注人层, 从而改善材料的性能。
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离子注入的特点
• 注入离子完全渗进基体表面层，本身无明显界面，不存在 镀层与界面剥离问题。 • 无需热激活，无需在高温环境下进行（室温或200℃以 下），因而不会改变工件的外形尺寸和表面光洁度；也不 会出现由于加热所引起的表面回火软化效应。 • 通过对离子能量和数量的控制可以改变注入的深度与浓度。 • 注入元素可任意选择，它可注入从原子量为1的氢到原子 量200以上的全部元素，主要注入元素有N、Cr、P、B、C、 S等。； • 离子注入后无需再进行机械加工和热处理。
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离子注入的应用
半导体的渗杂
金属材料的表面处理
此外，离子注入在改进陶瓷表面韧性与摩擦性方面也已 显示出一定的能力；离子注入还可以引起高分子聚合物 的交联、降解、石墨化等，从而改善其强度或光学特性。
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不同金属注入不同离子后对性能的影响
改善的性 能
耐蚀性 耐磨性 注入的离子 Cr+、Ta+、Ni N+ 铝合金 基体材料 改善的性能 耐蚀性 硬度 注入的离子 Mo+ N+
3
高能束的特点
(l) 能量密度可以在很大范围内进行调节, 并可精确控制。
(2) 高能束表面改性技术可以方便地与传统的表面 改性技术结合起来, 从而弥补甚至消除各自的局限性。
(3) 利用高能束可以对材料表面进行超高速加热和超 高速冷却, 其冷却速度可达104℃/s, 从而实现新型 超细、超薄、超纯材料的合成和金属基复合材料的制备。