钛等离子渗氧研究

探讨了空心阴极效应 (HollowCathodeEffect)、离子轰击对钛氧化层结构的影响。结果表明 ,离子轰击加强氧的离化、促进渗氧 。

纯钛等离子涂层圆柱状骨内种植体与周围骨界面的三维结构分析

目的:通过组织形态学的方法评价和分析纯钛等离子涂层圆柱状骨内种植体与周围骨界面的三维结构情况。方法:选择2只成年雄性比格犬,拔除双侧下颌第二、第四前磨牙,自行愈合3个月,植入纯钛等离子涂层圆柱状种植体,共8枚。3个月后处死动物,取下包含种植体的下颌骨,固定后用自动磨片机切片、染色、拍照数字化后输入计算机构建三维结构模型并分析。结果:种植体平均骨接触率(bone contact ratio,BCR)为(64.5±5.3)%,最高在舌侧和上部,最低在近远中和底部。平均骨体积率(bone volume ratio,BVR)为(68.9±4.4)%,最佳在舌侧150~225μm带和上部,最差在近远中0~75μm带和底部。结论:纯钛等离子涂层圆柱状骨内种植体与周围骨界面的三维结构能清晰的构建出来,二者能形成良好的结合,特别是在皮质骨致密的舌侧和上部。

辉光等离子渗氮对纯钛铸件表面性能的影响

使用NH3在氮化炉中对纯钛铸件进行辉光等离子渗氮。分别应用X线衍射仪XRD、显微硬度计、扫描电镜、摩擦磨损实验及电化学实验研究等离子渗氮对纯钛铸件机械性能、摩擦学性能、耐腐蚀性的影响。铸造纯钛表面氮化处理后,颜色呈暗金黄色,表面由TiN、Ti2N相及氮在钛中的固溶体α-Ti(N)组成,显微硬度、耐磨性显著提高,在人工唾液中的耐腐蚀性亦明显提高。

42CrMo钢的钛催渗等离子渗氮工艺

研究了不同渗氮时间下钛元素对42CrMo钢常规离子渗氮工艺的作用效果,表征分析了不同渗氮工艺下试样表面的渗层组织及性能。结果表明,钛催渗离子渗氮试样的表面硬度和渗层深度均明显高于常规离子渗氮。在535℃×3 h的工艺条件下,钛催渗离子渗氮试样渗层的表面硬度达到887.4 HV0.2,渗氮层厚度约为400μm。钛元素的加入促进了氮元素的渗透和扩散,在试样表面生成高硬度化合物TiN。相较于相同保温时间下的常规离子渗氮,钛催渗离子渗氮试样表面硬度提高了60 HV0.2,渗层厚度增加了80μm,渗氮效率提升了约25%。与常规离子渗氮相比,钛催渗离子渗氮工艺具有显著优势,不仅有利于改善渗层组织性能,增强渗氮效果,还提高了渗氮效率,使渗氮周期明显缩短。

钛铁合金中Al、Cu、Mn、Si、P检测方法的探讨与应用

钛铁合金是钢厂普遍使用一种铁合金原料,其主要成分钛均做进厂质量控制,其他硅、铝、锰、铜及磷等微量元素一般都不做质量控制。随着高端客户对钢的窄成分控制要求越来越高,生产中对合金中除主元素以外的微量元素的检测控制要求也随之体现出来。检测室只能采取传统的化学检测方法依次进行检测,其过程耗时长,至少需要两天才能完成。为了满足日益增长的检测需求需要,降低员工劳动强度,提高工作效率,化验室开展了采用电感耦合等离子体发射光谱仪检测钛铁中Al、Cu、Mn、Si、P元素含量的方法实验,代替了传统的国标方法,数据稳定可靠,效果较好。

ST12钢高能喷丸后表面等离子渗钛

采用高能喷丸方法,在ST12钢表面获得一定厚度的纳米晶层。喷丸处理后的样品在温度500℃,保温时间为3 h下进行等离子渗钛处理,可以获得一定厚度的渗钛层。运用光学显微镜,扫描电镜,X射线衍射分析和电化学测试系统等测试技术对纳米晶层、渗钛层的组织结构、显微硬度与耐腐蚀性等进行了研究。结果表明,采用高能喷丸法,在ST12钢表面获得一定厚度的纳米晶层。高能喷丸处理可以显著地降低等离子渗钛的温度。渗钛处理后的ST12钢,其显微硬度和耐腐蚀性能得到了提高。

粉末冶金信号轮的模具设计与优化

分析了粉末冶金信号轮的特殊结构、模冲的组合形式及圆度控制对加工的影响;从如何构造模具的局部形状、模具的选材、模具的间隙、模具的表面涂层等方面,对粉末冶金信号轮成形压制模具进行优化设计,满足图纸要求,提高模具的耐用度。同时,生产出来的信号轮具有高密度、高精度、高质量特性。

宽光谱在线弯晶谱仪研制

研制了高精度在线准直、超宽光谱范围和高能谱分辨的在线凸圆柱面弯晶谱仪。使用耦合针状CsI(Tl)闪烁体的大面阵CMOS相机对X射线光谱进行在线测量,用QTZ(1010)(2d=0.851 2 nm)X射线晶体的能谱测量范围是1.84~7.38 keV,能谱分辨880@2.375 keV,动态范围≥1 000。在神光-Ⅲ主机高功率激光装置上,对钛激光等离子体发射的X射线谱进行实验测量,获得了优质的光谱图像;对钛离子X射线精细结构光谱进行了辨识,与理论计算和其他实验结果吻合。该谱仪用于神光-Ⅲ主机通用诊断搭载平台,具有抗瞬发超强电磁脉冲干扰能力,工作稳定。

纯Fe表面机械研磨处理对Ti原子扩散特性影响的第一性原理计算及实验验证

基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了空位对纯Fe晶格常数、局域态密度和热力学参数的影响规律,结合Ti原子在纯Fe中的过渡态搜索,阐明了空位对纯Fe表面Ti原子扩散特性的作用机制。模拟计算表明,引入空位后,体系晶格常数和局域态密度减小,Helmholtz自由能和结合能降低,声子振动内能、熵值和等容热容增加。bcc-Fe的3×3×3超胞含一个空位和两个空位时Ti原子的扩散势垒分别为0.659 eV和0.353 eV。不同温度下体系的扩散系数表明,纯Fe经表面机械研磨处理(SMAT)后,其在673 K即可达到未机械研磨时1 073 K的Ti原子扩散效果。在实验验证环节,借助扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)仪和X射线衍射(XRD)仪观察及表征了Fe试样经SMAT处理和673 K双层辉光等离子渗Ti处理后的微观组织、截面元素分布及渗层物相结构。结果表明,增加空位浓度可以有效降低等离子渗钛温度,纯Fe表面生成了12μm左右的渗Ti层。本工作可为通过调控空位浓度实现低温渗钛的研究提供参考。