《表面处理中注入离子》由会员分享,可在线阅读,更多相关《表面处理中注入离子(30页收藏版)请在人文库网上搜索。
1.离子注入技术表面处理Ion Implantation Technology第三部分离子注入技术简介. 高能注入. 金属表面改性中低能注入第二部分第四部分离子注入技术简介TEXT离子束射入固体材料后,由于固体材料的抵抗,速度慢慢下降,最终停留在固体材料中,这种现象被称为离子注入什么是离子注入?TEXT离子注入技术是什么?TEXT离子注入技术是什么?在真空系统中,固体材料注入加速原子的离子,形成特殊性质的表面层离子注入技术介绍TEXT金属材料的表面陶瓷化和金刚石化可以通过离子注入技术覆盖一层非常坚固的盔甲。常用的注射原子有:碳
2、氮、氧、硼、氦、磷、铁、铝、锌、钴、锡、镍等,注入原子原则上可以是元素周期表中的任何元素,注入基体原则上可以是任何材料离子注入金属表面,改善化学性能,提高物理性能,提高机械性能价值。与金属原子、电子弹性碰撞(离子能量低)、非弹性碰撞(离子能量高),如果晶格原子从碰撞中获得足够的能量(大于移位阀功率,即克服断键能量和势垒作用之和),则逐渐将离子动能传递给反冲原子和电子,如果反冲原子获得的反冲能量远远超过移位阀功率,它将继续与晶格原子碰撞,产生新的反冲原子和头发
注入金属表面后,生级联碰撞离子有助于沉淀金属化合物和合金相,形成弥散强化相、位错网,灵活引入各种强化因子,1.进入金属晶格的离子浓度不受热力学平衡条件的限制。2.注入是无热过程,可在室温或地温下进行,不会引起金属热变形。3.注入离子与基体原子混合,无明显界面,注入层不会像镀层或涂层那样发生脱落现象添加文本添加文本添加文本添加文本添加文本4.不受合金相图中固溶度的限制,能注入互不相容的杂质,可改变金属材料的表面硬度,断裂韧度,弯曲强度,提高耐磨性可以进行新材料的开发;注入离子在基体中进行原子级混合,可以形成固溶体、化合物或新型合金。5.技术特征离子
4、注入温度能量和剂量离子类型的加热通常将注入的亚稳态结构(如过饱和固溶体和非晶态)转化为平衡状态,软化注入和硬化的表层;加速表层原子的扩散,降低注入层浓度。在室温或低温(碰撞起主要作用)下(如小于100)注入金属表面改性用离子。对于金属表面改性用离子注入,一般需要在室温或低温下(如小于100)进行(主要碰撞)。一般来说,对于金属材料,注入离子的剂量越大,浓度越大,分布越均匀,表面改性效果越好。通过改变离子注入的电参数,改变离子源和加速器能量,可以调整离子注入的浓度和深度,选择原子半径大的注入离子,在适当的温度下吸附间隙原子,如N、O或C,有利于形成各种复杂化合物,从而形成弥散强化的影响
5.因子离子注射应用于金属表面改性,以提高表面硬度和强度 大量的实验和研究表明,离子注射可以不同程度地提高金属材料表面的强度和硬度;金属表面的硬度和强度随注射剂量的增加而增加。碳、氮、氧、磷等非金属元素注入金属时,碳化物、氮化物、磷化物等弥散相可在金属近表面沉淀,表面洛氏硬度可提高。TABLEN 金属表面硬度增加量离子注入金属表面改性,提高耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性和抗疲劳性 材料硬度和耐磨性提高的主要原因是离子注入增加了基体相晶面间距,产生晶格畸变,形成新的强化相。TABLEN 金属表面硬度增加量离子注入金属表面改性,提高耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性和抗疲劳性 材料硬度和耐磨性提高的主要原因是离子注入增加了基体相晶面间距,产生晶格畸变,形成新的强化相。N、Cr、Te、Mo注入等离子体以提高铁合金的耐磨性和表面力学性能。 H注13钢塑料模具
6.进入N离子后,提高了耐磨性和耐腐蚀性,提高了注入铝离子钢的抗氧化性。FIGURE65Nb降低摩擦系数实验表明,摩擦系数的增减与注入离子的类型有关,增减幅度与注入离子的剂量和能量有关。FIGURE Co离子注入HSS样品的摩擦系数与摩擦次数的关系TABLE研究离子注入降低摩擦系数的效果Ion Implantations of Oxide Dispersion Strengthened Steels氧化物弥散强化钢离子注入文献阅读TEXTIntroduction结构材料在核电行业的要求很高,比如反应堆压力容器钢,因为这些材料辐射大,热应强度高
7.力和器械应力。随着核电行业的快速发展,有必要研究相应的结构材料。随着核电行业的快速发展,有必要研究相应的结构材料。点击此处添加标题ODS steel MA956 由于含有铬、铝、硅等合金元素,形成结构稳定的弥散氧化物,因此具有较高的热腐蚀性。由于其在各方面的优异性能,广泛应用于第四代核电站的核反应堆压力容器中。点击此处添加标题文本,主要研究样品是否收到辐射损伤评估的热应力(离子注入技术模拟)Materials Preparation and TreatmentMaterials: MA956 氧化物弥散强化钢,钢钉切割样品达到 10*10 *0.4 (max 0.6) mm打磨,抛光(用于抛光的颗粒尺
8、寸为0.5m)热处理离子注入试验文献研究在离子注入前制备了4个不同的处理样品:氢离子注入,注入剂量:6.24 1017 ions/cm2 ,注入能力:800 keV ,研究注入温度不超过100文献Experimental Results 设置所有处理样品FWHM参数接近200 ps的fastfast mode正电子湮灭寿命谱仪下的正电子(Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy, PALS)测量。正电子是电子的反粒子,两者除电荷符号相反外,其他性质(静止质量、电荷的电量、自旋)都相同。正电子是电子的反粒子。除电荷符号相反外,其他性质(静态质量、电荷功率和旋转)相同。正电子源放射的正电子(发射能量为1.27 MeV的