等离子体方法实现金属管件内表面改性研究进展

综述了近年来国内外利用等离子体方法实现金属管件内表面强化的研究进展. 介绍了几种管件内表面等离子体源离子注入和沉积技术，并对其优缺点分别加以分析. 详细介绍了中国科学院物理研究所等离子体物理实验室先后提出的几种等离子体源离子注入方法用于金属管件内表面改性的原理、技术特点及最新研究进展. 力图展望管件内壁离子注入技术研究的发展前景.     

反应等离子喷涂纳米TiN涂层的显微硬度及微观结构研究

阐述了反应等离子喷涂(RPS)方法的基本思想.利用气体隧道等离子喷枪，通过RPS方法在Q23 5钢基底上成功制备了氮化钛涂层.检测了TiN涂层在不同载荷下的显微硬度，结果显示TiN涂层具有明显的硬度压痕尺寸效应，在高载荷下加工硬化效应较弱.XRD,TEM及HRTEM等分析 表明,通过RPS方法制备得到了纳米TiN涂层，涂层由直径约为50—70nm的TiN晶粒及非晶Ti N所组成. 关键词： 反应等离子喷涂 纳米 氮化钛 微观结构     

SHS等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe纳米复合涂层的研究

利用SHS等离子喷涂技术,将经过机械团聚法制备的Fe2O3-Al复合粉体送入等离子焰流,沉积出厚度约为400 μm的复合涂层.利用XRD,SEM 和TEM等检测手段对涂层的成分和组织进行了分析,测定了涂层的显微硬度、断裂韧性以及耐磨性.结果表明涂层为具有纳米结构的FeAl2O4-Al2O3-Fe纳米复合组织;涂层的显微硬度为HV100g870;断裂韧性是普通Al2O3涂层的2倍;无润滑磨损的耐磨性是普通Al2O3涂层的2.5倍.     

等离子涂层摩擦磨损性能与机制探讨

研究了Ni60、Al2O3+40%TiO2及Ni/Al2O3涂层的摩擦磨损性能,并与T10钢的耐磨性进行了比较,探讨了涂层的磨损机制.实验表明,Ni60涂层耐磨性最好,在低载荷下,涂层失效是由表面接触疲劳引起的;在高载荷下,由于涂层颗粒剥落产生了磨粒磨损.Al2O3+40%TiO2涂层由于陶瓷脆性大,在磨损过程中产生脆断,并且随脆性增加,由脆断引起的磨损量增加.     

电解等离子体法制备Al2O3陶瓷层及其特性研究

利用电弧喷铝并重熔后进行电解等离子体处理(EPP)的方法在Q235钢基体上制备出呈冶金结 合的Al₂O₃陶瓷层.利用XRD，SEM和EDS等手段对陶瓷层的成分和显 微组织进行了分析， 测定了陶瓷层的耐蚀性能和耐磨性能.实验结果表明，陶瓷层主要由α-Al₂O3，γ-Al₂O₃，θ-Al₂O₃以及一 些非晶相组成，组织致密，耐蚀性能和耐磨性能良好. 关键词： 电解等离子体处理 陶瓷层 复合技术 生长机理     

脉冲高能量密度等离子体材料表面改性及其应用

脉冲高能量密度等离子体（pulsed high energy density plasma, PHEDP）是一项新的材料表面改性技术.它集高电子温度、高能量密度、高定向速度于一身,在制备薄膜时具有沉积薄膜的温度低、沉积效率高、能量利用率高的优点,并兼具表面溅射、离子注入、冲击波和强淬火效应等综合效应;它可以制备纳米晶或非晶硬质薄膜,提高基底材料的表面硬度和耐磨、耐蚀性能;能够实现非金属材料表面金属化,所制备薄膜与基底之间存在很宽的混合过渡区,因此膜/基结合良好.文章主要介绍了作者近年来在该领域的部分研究成果,简要介绍了脉冲高能量密度等离子体的原理、特点及应用.分析了脉冲等离子体与材料相互作用的基本物理现象.     

磁控溅射PbSe薄膜厚度对其结构及光学特性的影响

本文利用射频磁控溅射法在200℃的玻璃衬底上沉积了纳米晶PbSe薄膜,薄膜厚度分别为200 nm、250 nm、500 nm及600 nm.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)及紫外-可见分光光度计,分别研究了不同厚度PbSe薄膜的晶体结构、表面形貌和光学特性.结果表明:随膜厚增大,PbSe (200)晶面的择优取向显著增强,薄膜的结晶质量逐渐提高.此外,随薄膜厚度增加吸收边发生红移.膜厚为200nm、250 nm时,薄膜的禁带宽度为1.89 eV和1.60 eV;膜厚较大(500 nm及600 nm)时,带隙宽度减小至1.41 eV和1.34 eV,与太阳的光谱辐射更加匹配.因此,我们认为厚度较大的PbSe薄膜更适于用做太阳能电池的吸收层.     

金属管件内壁栅极增强等离子体源离子注入的轴向特性研究

栅极增强等离子体源离子注入(GEPSII)一种新的金属管件内壁处理方法，该方法能够均匀地对金属管件内壁进行离子注入，并且能够生成二元金属化合物.在金属管件内轴向放置三块45号钢样品，利用GEPSII方法在金属管件内壁成功生长金黄色氮化钛(TiN)薄膜.结构分析显示TiN主要沿(111)和(200)晶面生长，深度分析显示膜的厚度大约二十几纳米，膜质地均匀且在基底有一定的嵌入深度.电化学腐蚀、硬度、磨擦学分析表明TiN薄膜很好地改善了45号钢的表面性能，并且表现出很高的轴向均匀性. 关键词： 等离子体源离子注入 内表面 氮化钛     

(AlxGa1-x)2O3结构、电子和光学性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了不同Al掺杂浓度β-Ga₂O₃(即(Al_xGa_1-x)₂O₃)的晶体结构、电荷密度分布、能带结构、态密度和光学性质,并对本征β-Ga₂O₃和不同Al掺杂浓度的β-Ga₂O₃的计算结果进行了分析对比。结果表明,随着Al掺杂浓度的增加,(Al_xGa_1-x)₂O₃的晶格常数和键长均单调减小,而带隙逐渐增大。β-Ga₂O₃导带底上方存在主要由Ga 4s和Al 3p轨道组成的中间带,Al掺杂在此中间带引入杂质能级,从而导致带隙增加。同时,Al的引入使态密度向高能侧偏移了近3 eV,也导致了带隙的增加。根据光学性质的计算结果,在掺杂Al后,介电函数的虚部和吸收系数均观察到明显的蓝移现象。这是由价带顶中的O 2p...     

SHS等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe纳米复合涂层的研究

利用SHS等离子喷涂技术，将经过机械团聚法制备的Fe₂O₃-Al复合粉体送入等离子焰流，沉积出厚度约为400 μm的复合涂层.利用XRD，SEM 和TEM等检测手段对涂层的成分和组织进行了分析，测定了涂层的显微硬度、断裂韧性以及耐磨性.结果表明涂层为具有纳米结构的FeAl₂O₄-Al₂O₃-Fe纳米复合组织；涂层的显微硬度为HV_100g870；断裂韧性是普通Al₂O₃涂层的2倍；无润滑磨损的耐磨性是普通Al₂O₃涂层的2.5倍. 关键词： SHS等离子喷涂 纳米涂层 断裂韧性