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Microstructure and Wear Resistance of N-Doped TiO2 Coatings Grown on Stainless Steel by Plasma Surface Alloying Technology

钢铁研究学报(英文版)

关键词: 316L不锈钢 , 二氧化钛涂层 , 等离子表面合金化 , 微观结构 , 滑动磨损 , 技术 , N掺杂 , 辉光放电发射光谱

钛合金表面加弧辉光离子渗镍铬及其性能研究

刘道新 , 唐宾 , 潘俊德 , 何家文

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.10.003

采用加弧辉光离子渗金属新技术处理钛合金Ti5Al2.5Sn表面,研究了渗层的相组成特点,成分分布情况,评价了改性层的摩擦磨损性能,及与钛合金基体间的接触腐蚀相容性等.结果表明加弧辉光离子渗技术可以快速地在钛合金表面获得NiCr镀渗复合层,渗层由Ni3Ti等金属间化合物组成,其硬度、耐磨性能均高于离子注氮层,具有较高的抗含Cl-1水溶液腐蚀性能,在含Cl-1腐蚀环境中与钛合金基体接触相容.

关键词: 等离子表面合金化 , 辉光放电 , 弧光放电 , 钛合金 , 摩擦 , 磨损 , 腐蚀

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

靳晓敏 , 高利珍 , 王鹤峰

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.04.005

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.

关键词: 等离子表面合金化 , 不锈钢 , TiO2薄膜 , N掺杂 , 光催化 , 亲水性 , 热氧化

Ti6Al4V表面等离子Cu/Ni合金化

姚晓红 , 张翔宇 , 马永 , 范爱兰 , 田林海 , 唐宾

稀有金属材料与工程

利用等离子表面合金化技术对Ti6Al4V表面进行Cu/Ni合金化处理,采用SEM研究了温度对合金层微观结构的影响,采用GDS和XRD对合金层的成分和相组成进行测试.结果表明,850℃制备的合金层与基体冶金结合,厚度约7μm,主要由Ti,Ti2Ni,TiNi,Cu0.81Ni0.19和CuTi相组成.抗菌结果表明,合金化试样在12h内展现了优良的抗菌性能.表面合金层也显著提高了钛合金的耐磨性能.

关键词: Ti6Al4V , 等离子表面合金化 , 处理温度 , 抗菌 , 耐磨

等离子表面Cr-Si合金化改善TiAl基合金高温性能的研究

李亚非 , 张平则 , 许浩

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.6.008

利用等离子表面合金化技术,在TiAl基合金表面实现了Cr-Si二元共渗.使用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X衍射仪(XRD)检测了合金渗层的形貌、合金元素含量与相组成,并研究了合金化处理对TiAl基合金高温抗氧化性能与高温耐磨性能的改善效果.结果显示,合金渗层组成相为Cr3Si及Laves相TiCr2,过渡层物相主要为Al8 Cr5与Al3 Ti,合金层内Cr,Si元素含量呈梯度分布.经高温氧化,合金渗层表层形成致密CrO2,内层形成连续Al2 O3阻隔层,其氧化动力学曲线呈现典型的抛物线型.较之原始TiAl基合金摩擦学特性,Cr-Si合金渗层的磨粒磨损程度降低极大,氧化磨损受到抑制,其相对耐磨性能提高了17.3倍.

关键词: TiAl基合金 , 等离子表面合金化 , 高温抗氧化性能 , 高温耐磨性能

等离子表面合金化制备抗菌不锈钢及其组织与性能

蒋立 , 张翔宇 , 黄晓波 , 张敏 , 唐宾

机械工程材料

采用等离子表面合金化技术对304不锈钢进行表面铜镍合金化处理，制备了抗菌不锈钢；并对其表面形貌、成分、物相以及抗菌性能、耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：合金化后，不锈钢表面呈现较均匀的颗粒状形貌，形成了厚度约6．5μm且铜质量分数约为2．5％的合金层；合金层中存在含铜的奥氏体相γcu；表面合金化不锈钢对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抗菌率分别超过了99．69／6和99．9％，且具有良好的耐腐蚀性。

关键词: 等离子表面合金化 , 铜镍合金层 , 抗茵性能 , 腐蚀性能 , 304不锈钢

温度对40 Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

尤凯 , 刘小萍 , 陈凯 , 王文波 , 贺志勇

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150212

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能，选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材，采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层．用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响，并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究．结果表明：在900～1000℃形成的铌合金层组织均匀致密，合金层主要由Nb2 C、NbC、Fe2 Nb、Cr2 Nb及铌组成；合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加；合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律，950℃渗铌形成的渗层约13μm，900和1000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右；不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高，1000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0．025，900℃渗铌后约758 HV0．025，而950℃渗铌后表面硬度最低，约698 HV0．025．

关键词: 等离子表面合金化 , 马氏体不锈钢 , 渗铌层 , 显微组织 , 碳化物 , 硬度

TiNi合金表面钼合金层的物相与性能

单小林 , 吴海瑞 , 王振霞 , 林乃明 , 刘小萍 , 贺志勇

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201701010

采用双辉等离子表面合金化技术在TiNi合金表面制备钼合金层，分析了钼合金层的物相和成分分布，利用带电化学测试系统的超声波振动空蚀试验机和往复摩擦磨损试验机分别研究钼合金化试样和基体合金的电化学性能和耐磨性能。结果表明：在TiNi合金表面制备了成分呈梯度分布的钼合金层，该层中主要含有Mo、MoTi和Ni3 Ti相；在空蚀条件下合金基体的钝化能力受到抑制，钼合金化试样则呈现出一定程度的钝化能力；两者的磨损机制均是磨粒磨损和黏着磨损，合金基体的磨痕宽度远大于钼合金化试样的，并且黏着磨损更为严重。

关键词: TiNi合金 , 等离子表面合金化 , 电化学性能 , 耐磨性能

钨在不同温度下形成的辉光离子渗镀层的特性

张弘 , 苏永安 , 古凤英

中国腐蚀与防护学报

利用扫描电镜、X射线衍射等技术对采用辉光离子渗镀技术在不同温度下于碳钢表面形成的钨渗镀层进行了研究。结果表明：渗镀层表面的沉积层为形成织构的体心立方晶体钨，内侧的扩散层为固溶钨的α-Fe相，其上分布着FeW3C。在较低渗镀温度下，钨沉积层形成锥状晶，具有较高的硬度，而耐蚀性相对较差。随渗镀温度升高，锥状晶不断长大，最后形成柱状晶，这时耐蚀性较好而硬度相对降低。

关键词: 钨渗镀层 , glow discharge , plasma surface alloying