导读:本文包含了等离子体基低能离子注入论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:等离子体基低能氮离子注入,金属Ti,点蚀,电化学交流阻抗谱(EIS)
等离子体基低能离子注入论文文献综述
杨旭,夏飞,朱雪梅[1]（2018）在《等离子体基低能氮离子注入金属钛的耐点蚀性能》一文中研究指出采用等离子体基低能氮离子注入技术对纯Ti试样进行表面处理,研究了氮离子注入改性层在3. 5%Na Cl溶液中的耐点蚀性能及钝化膜的稳定性.结果表明:等离子体基低能氮离子注入纯Ti试样表面形成了厚度约为2μm的Ti2N相改性层;在3. 5%Na Cl溶液中,与金属Ti相比,Ti2N相改性层电化学交流阻抗谱(EIS)的容抗弧直径及|Z|值增加,相位角平台变宽,利用等效电路Rs-(Rp//CPE)拟合的电极电阻由6. 44×104Ω·cm2增大至2. 26×105Ω·cm2,电极反应阻力增大,耐点蚀性能提高.随着浸泡时间的增加,Ti2N相改性层钝化膜电阻相近,皆保持在105Ω·cm2量级,呈现良好的稳定性.(本文来源于《大连交通大学学报》期刊2018年05期）
王克胜[2]（2016）在《等离子体基低能氮离子注入AISI 304L奥氏体不锈钢腐蚀及腐蚀—疲劳性能研究》一文中研究指出奥氏体不锈钢具有优良的抗腐蚀性能,但硬度低、耐磨损性能差,限制其在核电、航空航天等重要领域的广泛应用。采用较低工艺温度下(低于400℃)氮的表面改性技术,可在奥氏体不锈钢表面形成高氮面心亚稳相(γN)改性层,表面过饱和氮浓度达25 at.%,表面硬度提高,耐磨和抗蚀复合性能改善。为了满足奥氏体不锈钢γN相改性层在核电等领域的应用需求,本论文系统研究了等离子体基低能氮离子注入AISI 304L奥氏体不锈钢YN相改性层在pH值为8.4的硼酸-硼酸钠缓冲溶液中的腐蚀及腐蚀-疲劳行为,分别获得了显着提高的腐蚀和腐蚀-疲劳性能,所提出的应用点缺陷模型(Applied Point Defect Model),解释了γN相改性层钝化膜中氮的改善作用机制,同时,结合断口特征对γN相改性层提高腐蚀-疲劳性能的断裂机制进行了讨论。采用电子回旋共振(ECR)微波等离子体基低能氮离子注入(Plasma-Based Low-Energy Ion Implantation)技术,在工艺温度400℃下处理4小时AISI 304L奥氏体不锈钢,表面形成了厚度约12μm,表面硬度约13GPa(HV0.1N),峰值氮浓度约25 at.%的γN相改性层。通过阳极极化曲线测量、电化学阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky曲线分析,研究了γN相改性层在pH值为8.4的硼酸-硼酸钠缓冲溶液中的电化学腐蚀性能。阳极极化曲线测量表明,YN相改性层和原始AISI 304L奥氏体不锈钢均呈现自钝化-过钝化溶解过程,γN相改性层的自腐蚀电位由原始不锈钢的-275mV(SCE)升至-231mV(SCE),维钝电流密度由(3-5)×10~2 mA/cm~2降至(1-3)×10~(-3) mA/cm~2,致钝电流密度由2.3×10~(-3) mA/cm~2降至2.0×10~(-4) mA/cm~2, γN相改性层的阳极极化性能显着提高。EIS中γN相改性层相位角为83°,弥散指数n为0.910±0.022,极化电阻Rp为1298.5±41.2kΩcm~2,均高于原始AISI304L不锈钢的750,0.879±0.004和231.6±9.6kΩcm~2。由Power-Law模型计算得出γN相改性层和原始AISI304L不锈钢钝化膜的有效厚度δeff分别为2.82±067nm和2.97±0.34nm。γN相改性层钝化膜空间电荷层电容更接近理想电容,阻抗值更大。Mott-Schottky曲线表明,γN相改性层施主浓度和受主浓度分别由原始AISI 304L奥氏体不锈钢的6.6×10~(21)cm-3和6.9x10~(21)cm-3降低至3.2×10~(20)cm-3和4.6×10~(20)cm-3,平带电位从-480mV(SCE)降至-640mV(SCE), γn相改性层钝化膜更加致密,高于平带电位时钝化膜表现为n型半导体特性,低于平带电位时钝化膜表现为p型半导体特性。俄歇电子能谱和x射线光电子谱(AES/XPS)分析表明,γN相改性层钝化膜氧含量较原始AISI 304L不锈钢增高,双亚层结构钝化膜的外亚层以Fe的氧化物和氢氧化物为主,表面吸附有NH3,内亚层以Cr的氧化物为主,同时存在Cr和Fe的氮化物,原始AISI304L不锈钢钝化膜表面检测出单质态Cr和Fe,而γN相改性层钝化膜表面未检出。γN相改性层具有高的过饱和氮浓度,依据所提出的应用点缺陷模型(Applied PDM),考虑氮原子在各基元反应中的作用,揭示了氮原子阻碍钝化膜金属原子扩散和溶解,同时消耗钝化膜表面H+,促进形成氧含量更高钝化膜的改善机制。采用添加溶液池的液压伺服力学性能试验机,研究了具有γN相改性层的AISI 304L不锈钢和原始不锈钢在pH值为8.4的硼酸-硼酸钠缓冲溶液中的拉伸性能和腐蚀-疲劳性能。变形量小于30%时二者伸长量相同,随着变形量进一步增加,原始AISI304L不锈钢较γN相改性层的伸长量增大。原始AISI 304L不锈钢的最大伸长量和抗拉强度分别为108%和729 MPa,γN相改性层分别为105%和692 MPa。应力比为-1的拉-压条件下的腐蚀-疲劳实验表明,γN相改性层的疲劳强度从原始不锈钢的180 MPa提高至230 MPa,疲劳强度提高了28%。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀-疲劳断口特征进行观察和分析,原始AISI 304L不锈钢为自外表面向内的河流状发散疲劳源,伴随应力集中、裂纹扩展导致试样断裂,而γN相改性层与AISI304L不锈钢基体间为弧形疲劳源,γN相改性层与基体界面萌生的腐蚀-疲劳裂纹,分别向基体内部和γN相改性层扩展,当应力集中至一定程度,γN相改性层发生断裂,继续向基体加速扩展的裂纹导致试样最终断裂。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-12-01）
李义[3]（2013）在《等离子体基低能离子注入内表面鞘层特性的数值研究》一文中研究指出本文针对等离子体基低能离子注入(Plasma-Based Low-Energy Ion Implantation-PBLEII)技术改性金属圆管内表面,提出并建立了基于电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance-ECR)微波等离子体的PBLEII圆管内表面改性系统；利用磁化鞘层碰撞流体模型,模拟计算了磁场作用下离子注入能量、入射角度、注入剂量及鞘层扩展特性；研究了处理圆管临界半径与等离子体密度、脉冲负偏压、等离子体源半径及工作气压的关系,实现了PBLEII圆管内表面的工艺参数优化；利用发展的低压非稳态扩散流体模型,模拟计算了低脉冲负偏压和等离子体双极性扩散共同作用下,PBLEII圆管内表面脉冲鞘层演化规律及脉冲间隔内等离子体回复特性。旨在通过PBLEII内表面鞘层特性的数值研究,为制订PBLEII复杂表面改性的技术要求和工艺规范提供理论依据和指导。研发的PBLEII圆管内表面改性装置,主要包括：真空室、线性ECR微波等离子体源、低能离子注入电源、辅助加热源等。线性ECR微波等离子体源由微波源、同轴线波导、接地栅网电极和真空室外磁场线圈构成。在同轴波导外导体上沿螺旋线均匀分布方式开设缝隙辐射窗口,同轴线和栅网电极之间获得由2.45GHz微波源产生的均匀能量微波,在直流线圈产生的0.0875T磁场作用下,产生轴向和周向均匀分布的、密度为101-～1011cm-3的ECR微波等离子体,低能离子注入电源向管壁施加-0.4--2kV的脉冲负偏压,加速管内壁鞘层内的离子,实现低能离子注入。利用离子连续性方程、包含磁场作用的运动方程、Poisson方程和电子Boltzmann关系的磁化鞘层碰撞流体模型,计算了圆管内表面低能离子注入过程中磁场对注入参数的作用和注入参数的轴向均匀性。在等离子体密度1010cm-3、脉冲负偏压-2kV、等离子体源半径2.0cm、工作气压10-2Pa下改性内径6.0cm圆管内表面,0.0875T轴向匀强磁场仅使圆管内部离子注入角度增大0-6°,对内表面改性效果影响较小,在PBLEII圆管内表面鞘层扩展数值计算中可忽略装置外加磁场作用；在远离管端的内表面上离子注入角度小于10°,注入能量在1600eV左右,而在圆管端向管内轴向约2.0cm区域内离子以较大角度10～60°和较低能量400～1600eV注入,离子注入剂量在远离管端处较均匀,注入剂量达到门槛值1017cm-2所需时间约为5.0h,在距管端0.5cm处注入剂量出现峰值,注入剂量达到门槛值10"cm-2所需时间约为3.1h。低能离子注入和热扩散相复合的传质过程中,离子注入剂量决定了改性效果,处理圆管管端附近改性效果较为均匀。利用鞘层碰撞流体模型,计算了PBLEII所能处理的圆管半径与工艺参数的关系,在等离子体密度1010cm-3、脉冲负偏压-0.4--2kV、等离子体源半径1.0～2.0cm、工作气压10-2-10-1Pa下,改性时间10h里可保证内径10.0cm以下圆管获得1017cm-2的门槛值,-0.4--2kV的低脉冲负偏压可实现内径1.0cm圆管的有效注入；脉冲负偏压、等离子体源半径及工作气压是影响处理圆管上限尺寸的主要因素,等离子体密度1010cm-3、脉冲负偏压-2kV、等离子体源半径2.0cm,工作气压10-2Pa下,所能处理圆管内径上限值为26.5cm；脉冲负偏压稳定值和等离子体源半径是影响处理圆管下限尺寸的主要因素,脉冲负偏压-2kV,等离子体源半径0.93cm下,所能处理圆管内径下限值可达1.00cm。采用1010～1011cm-3的较高密度等离子体和-0.4～-2kV的低脉冲负偏压,PBLEII改性小尺寸圆管内表面可得到优异的改性效果。基于等离子体在较低气压下的双极性扩散机制,假设等离子体在非稳态扩散过程中每一时刻都是准平衡态、准电中性,用Lieberman提出的低压稳态离子迁移率描述离子的瞬时通量,结合描述连续离子流的流体运动方程和电子Boltzmann关系,发展出普适性的低压非稳态扩散流体模型,计算了圆管内表面低能离子注入过程中等离子体扩散对鞘层扩展的作用、等离子体回复规律以及占空比对离子注入剂量的影响,在等离子体密度1010cm-3、电子温度8eV、脉冲负偏压-2kV、脉宽10μs、等离子体源半径2.0cm、工作气压10-1Pa下改性内径6.0cm圆管内表面,等离子体非稳态扩散能促进鞘层扩展,使鞘层尺度在脉冲结束时由1.96cm增大约0.31cm；高电子温度和低工作气压使等离子体的回复过程加快,脉冲结束后仅1.3μs即回复至稳态的95%,且在2.8μs出现了过冲现象,10.0μs以后趋于稳态；离子注入能量受占空比影响很小,高于0.8的占空比导致等离子体不完全回复,但高占空比能大幅提高离子注入效率。占空比为0.3时,平均注入离子流密度仅0.86×104A/cm2,而占空比为0.9时,平均注入离子流密度可达2.60×10-4A/cm2。0.9占空比可使管内壁在10h改性时间里获得5.8×1019cm-2的超高离子注入剂量,提高脉冲负偏压占空比是增加PBLEII圆管内表面改性离子注入剂量的有效途径。(本文来源于《大连理工大学》期刊2013-01-01）
王克胜,车宏龙,张磊,雷明凯[4]（2012）在《等离子体基低能氮离子注入AISI420马氏体不锈钢的相结构》一文中研究指出AISI 420马氏体不锈钢已广泛应用于航空、航天、汽车等工业领域,对耐磨性的要求不断提高。本文采用电子回旋共振(ECR)微波等离子体基低能氮离子注入技术,在氮离子能量1～3 ke V、注入剂量速率0.30～0.6 mA cm-2,工艺温度350～550℃、工艺时间4 h条件下,改性处理AISI 420马氏体不锈钢。通过光学显微镜(OM)、x射线衍射(XRD)分析和电子探针显微分析(EPMA)检测改性层深度、成分和相结构。注入剂量速率0.30 mA cm-2,350℃形成了没有化合物层的单纯扩散层,450和550℃分别形成了厚20μm和70μm的化合物层,其中350℃和450℃获得了单一的亚稳εN′马氏体相,550℃时获得了αN相与Cr N的混合相结构,350℃时改性层峰值氮浓度可达35 at%,450℃和550℃则减至20 at%。注入剂量速率提高到0.6 mA cm-2,350℃形成了厚120μm的化合物层,450℃和550℃分别减至90μm和80μm,叁种温度下获得的相结构相同,为γ′、α(N)和Cr N相,峰值氮浓度均为20 at%。利用等离子体基低能离子注入技术的传质机制—"低能离子注入+同步热扩散"解释等离子体基低能氮离子注入AISI420马氏体不锈钢相结构的变化,氮离子的注入剂量速率和工艺温度的双重影响,决定了高氮表面改性层的氮浓度、深度和组织结构,高注入剂量速率增强的低能离子的溅射作用存在一定的刻蚀作用。(本文来源于《第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集》期刊2012-10-28）
张光志[5]（2012）在《等离子体基低能氮离子注入AISI 304不锈钢电化学特性研究》一文中研究指出运用等离子体基低能氮离子注入技术对AISI304奥氏体不锈钢进行表面渗氮处理。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析改性层的表面形貌和相结构；利用电子探针(EPMA)和俄歇电子能谱仪(AES)分析改性层横截面氮原子的浓度-深度分布；利用显微硬度计测量改性前后AISI304不锈钢的表面显微硬度；应用阳极极化曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky曲线测量技术综合分析改性前后AISI304不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐点蚀性能。研究结果表明：AISI304奥氏体不锈钢经等离子体基低能氮离子注入后，表面形成单一的γN相改性层；改性层的厚度约为13μm，最高氮原子浓度为32at％，硬度比AISI304奥氏体不锈钢提高了近5倍。在3.5%NaCl溶液中，改性前后AISI304奥氏体不锈钢的阳极极化行为均为“自钝化-点蚀击穿”过程；与AISI304奥氏体不锈钢相比，γN相改性层的自腐蚀电位E_(corr)与点蚀击穿电位E_(pt)分别由-305mV和-30mV提高至-155mV和337mV，自腐蚀电流密度I_(corr)与维钝电流密度I_(ss)则分别由3×10~(-2)μA/cm~2和5×10~(-1)μA/cm~2降低至3×10~(-3)μA/cm~2和5.3×10~(-2)μA/cm~2，耐点蚀性能明显提高。用ZsimpWin软件对改性前后AISI304不锈钢在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间后的电化学交流阻抗谱进行拟合，确定的等效电路为R(QR)；在相同的浸泡时间下，γN相改性层的钝化膜电阻Rp比AISI304奥氏体不锈钢的提高近1个数量级，代表钝化膜电容特性的Y0值则相应降低；随着浸泡时间的增加，AISI304奥氏体不锈钢和γN相改性层的钝化膜电阻逐渐达到稳定值，AISI304奥氏体不锈钢在浸泡24h时，达到的稳定电荷转移电阻为5.865×10~4cm~2，而γN相改性层在浸泡10h时，电荷转移电阻趋于稳定，其值为3.765×10~5cm~2，γN相改性层的钝化能力及钝化膜的绝缘性增加。改性前后AISI304不锈钢在3.5%NaCl溶液中浸泡1h后形成的钝化膜均具有p型半导体和n型半导体特性；与AISI304奥氏体不锈钢相比，γN相改性层钝化膜的施主浓度、受主浓度及平带电位分别从3.94×10~(21)cm~(-3)、5.59×10~(21)cm~(-3)和-583mV降低至1.22×10~(20)cm~(-3)、6.76×10~(20)cm~(-3)和-614mV，钝化膜的致密性和抵抗Cl-侵蚀的能力显着提高。(本文来源于《大连交通大学》期刊2012-06-01）
张磊[6]（2012）在《等离子体基低能氮离子注入AISI 420马氏体不锈钢的工艺研究》一文中研究指出等离子体基低能离子注入技术是一种低温、低压表面改性技术,具有“低能离子注入+同步热扩散”的主要传质机制,能够实现对离子能量、离子注入剂量和离子注入剂量率的独立控制,具有高的渗氮效率和工艺稳定可靠性。这项技术可以有效地改善目前广泛工业化的等离子体热扩散处理工艺,在工业领域取得广泛发展。在350-550℃、0.63mA/cm2,4h等离子体基低能氮离子注入AISI420马氏体不锈钢,获得了层厚为80-110μm的含氮改性层,氮过饱和浓度为30%(原子分数),改性层的硬度达到了HV0.25N12-16GPa。350℃时,改性层中α-Fe(N)和γ'-Fe4N相含量较多,有少量CrN相析出；450℃时,改性层以α-Fe(N)和CrN相为主,γ'-Fe4N较少；550℃时,改性层以γ'-Fe4N相为主,CrN相较多,α-Fe(N)相较少。不同深度改性层XRD分析表明,350℃时,距表面30μm、70μm和100μm改性层均仅由α-Fe(N)和CrN两相组成。450℃和550℃时,距表面30gm和70μm改性层由α-Fe(N)和CrN两相组成,距表面100μm改性层由单一的α-Fe(N)相组成。在450℃、0.44mA/cm2和0.63mA/cm2,4h等离子体基低能氮离子注入AISI420马氏体不锈钢。束流密度为0.44mA/cm2时,获得了层厚约为12μm、具有单一εN相结构的改性层,改性层表面氮峰值浓度达到35-40at.%,表面硬度为HV0.25N15.8GPa,表面粗糙度为0.090μm；束流密度为0.63mA/cm2时,获得了层厚为90μm,由γ'-Fe4N、 α-Fe(N)和CrN相组成的改性层,改性层氮浓度约为30at.%,表面硬度约为HV0.25N14GPa,改性试样的表面粗糙度增加至0.221μm。(本文来源于《大连理工大学》期刊2012-05-01）
雷明凯,王克胜,欧伊翔,张磊[7]（2011）在《泵阀用2crl3马氏体不锈钢等离子体基低能氮离子注入研究》一文中研究指出采用等离子体基低能氮离子注入技术,在450℃,4 h改性处理核电站泵阀零部件用2Cr13马氏体不锈钢,获得了深度为10—12μm的改性层,超高氮过饱和浓度为35%—40%(原子分数),由hcp结构的ε-Fe_(2-3)N相组成.改性层的硬度最大值为15.7 GPa,球-盘式摩擦学实验测定的改性层摩擦系数由原始不锈钢的1.0减至0.85,耐磨性显着提高.在3.5%NaCl溶液中,改性层的阳极极化曲线由原始不锈钢的活化溶解转化为自钝化-孔蚀击穿特征,自腐蚀电位增加至-185 mV(us SCE),维钝电流密度为10~(-1)μA/cm~2,孔蚀击穿电位为-134 mV(vs SCE),抗孔蚀性能明显改善,表面改性2Cr13马氏体不锈钢满足泵阀零部件耐磨损抗腐蚀的需求.(本文来源于《金属学报》期刊2011年12期）
王克胜,欧伊翔,张磊,雷明凯[8]（2011）在《等离子体基低能氮离子注入AISI420马氏体不锈钢的相结构》一文中研究指出AISI 420马氏体不锈钢已广泛应用于航天、航空、汽车等工业领域,对耐磨性的要求不断提高。本文采用电子回旋共振(ECR)微波等离子体基低能氮离子注入,即低能1～3 keV、注入剂量速率0.30～0.63 mA cm~(-2)的氮离子注入-同步扩散技术,在工艺温度350～550℃、工艺时间4 h、纯氮气条件下,处理AISI420马氏体不锈钢。通过光学显微镜(OM)、x射线衍射(XRD)分析和电子探针显微(本文来源于《第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集》期刊2011-08-08）
郭燕[9]（2011）在《等离子体基低能氮离子注入AISI 316奥氏体不锈钢的半导体特性研究》一文中研究指出采用等离子体基低能氮离子注入技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行表面处理。利用X射线衍射仪(XRD)分析改性层的表面相结构；通过阳极极化曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky曲线测量技术研究改性层在3.5% NaCl溶液中的耐点蚀性能与其半导体特性的关系：并用ZsimpWin软件对EIS拟合,确定合适的模型,获得电极反应的动力学参数,探讨等离子体基低能氮离子注入AISI 316奥氏体不锈钢改性层的钝化膜的耐点蚀机理。研究结果表明：等离子体基低能氮离子注入AISI 316奥氏体不锈钢表面形成单一的γN相改性层,在3.5% NaCl溶液中,阳极极化行为由原始AISI 316奥氏体不锈钢的自钝化-点蚀击穿过程转化为自钝化-过钝化溶解过程,γN相改性层未发生点蚀,自腐蚀电位提高64 mV,维钝电流密度降低一个数量级,具有优异的抗点蚀性能。等离子体基低能氮离子注入AISI 316奥氏体不锈钢在3.5% NaCl溶液中的等效电路模型为R(QR)(QR),与原始AISI 316奥氏体相比,γN相改性层的钝化膜电阻R1增大一倍,代表电容特性的Y0值降低,电极反应阻力增大,钝化膜的致密性显着提高；随着浸泡时间的增加,γN相改性层钝化膜电阻相近,保持在105Ω量级,具有良好的稳定性。γN相改性层在3.5% NaCl溶液中形成的钝化膜在外加电压高于平带电位时,表现为n型半导体(Fe2O3),在低于平带电位时,表现为p型半导体(Cr2O3);与原始AISI 316奥氏体不锈钢相比,γN相改性层的施主浓度、受主浓度及平带电位分别从2.4×1021 cm-3、4.57×1021 cm-3和-547 mV降低至6.9×1018 cm-3、6.21×1019 cm-3和-669 mV,氧空位扩散系数从4.4×10-17 cm2·s-1增加至5.7×10-15 cm2.s-1。表明YN相改性层中的氮主要占据钝化膜中n型半导体的氧离子空位,促进了钝化膜的增厚与致密；同时表面溶解的氮形成NH4+,增加了OH-在钝化膜表面的吸附,排斥了界面吸附的Cl-,有利于提高γN相改性层的耐点蚀性能。(本文来源于《大连理工大学》期刊2011-05-01）
周权[10]（2010）在《等离子体基低能氮离子注入AISI316奥氏体不锈钢的摩擦学性能研究》一文中研究指出采用等离子体基低能氮离子注入技术处理AISI316奥氏体不锈钢,处理温度为400℃,本底真空为1.5×10-3Pa,渗氮气压为5×10-2Pa,处理时间为4 h。利用Rutherford背散射、横截面金相和X射线衍射分析改性层的成分与结构。等离子体基低能氮离子注入改性使AISI316奥氏体不锈钢获得了具有单—γN相,氮峰值浓度为35 at.%的改性层,厚度为13μm,硬度为22 GPa HV0.1N。利用球-盘式摩擦磨损实验仪测试改性前后AISI316奥氏体不锈钢的干摩擦磨损性能,对磨副为Φ4 mm的原始AISI316奥氏体不锈钢球,载荷为2 N,滑动速度为0.16-0.39m／s,磨损时间为60 min。利用表面轮廓仪及扫描电子显微镜(SEM)分析改性前后AISI316奥氏体不锈钢的摩擦学行为与机制。摩擦磨损实验表明,随着滑动速度的增加,原始AISI316奥氏体不锈钢的摩擦系数由0.65升至0.90,磨痕轮廓曲线深度由3μm增至11μm,宽度由1435μm增至2061μm,表面塑性变形增加,滑动速度的提高使摩擦热增加,加剧了摩擦副的粘着,导致原始AISI316奥氏体不锈钢发生严重的粘着磨损。随着滑动速度的增加,改性AISI316奥氏体不锈钢的摩擦系数由0.85降至0.70,在轮廓曲线中未观察到改性AISI316奥氏体不锈钢明显的磨痕轮廓,由磨痕表面形貌观察到改性AISI316奥氏体不锈钢磨痕宽度随滑动速度的提高而变小,磨痕表面形貌未发生明显的变化,在磨损过程中,由于γN相改性层氮的高度过饱和,使γN相发生了摩擦化学氧化现象,为氧化磨损机制。等离子体基低能氮离子注入技术使AISI316奥氏体不锈钢的耐磨性能显着提高。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-05-01）
等离子体基低能离子注入论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
奥氏体不锈钢具有优良的抗腐蚀性能,但硬度低、耐磨损性能差,限制其在核电、航空航天等重要领域的广泛应用。采用较低工艺温度下(低于400℃)氮的表面改性技术,可在奥氏体不锈钢表面形成高氮面心亚稳相(γN)改性层,表面过饱和氮浓度达25 at.%,表面硬度提高,耐磨和抗蚀复合性能改善。为了满足奥氏体不锈钢γN相改性层在核电等领域的应用需求,本论文系统研究了等离子体基低能氮离子注入AISI 304L奥氏体不锈钢YN相改性层在pH值为8.4的硼酸-硼酸钠缓冲溶液中的腐蚀及腐蚀-疲劳行为,分别获得了显着提高的腐蚀和腐蚀-疲劳性能,所提出的应用点缺陷模型(Applied Point Defect Model),解释了γN相改性层钝化膜中氮的改善作用机制,同时,结合断口特征对γN相改性层提高腐蚀-疲劳性能的断裂机制进行了讨论。采用电子回旋共振(ECR)微波等离子体基低能氮离子注入(Plasma-Based Low-Energy Ion Implantation)技术,在工艺温度400℃下处理4小时AISI 304L奥氏体不锈钢,表面形成了厚度约12μm,表面硬度约13GPa(HV0.1N),峰值氮浓度约25 at.%的γN相改性层。通过阳极极化曲线测量、电化学阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky曲线分析,研究了γN相改性层在pH值为8.4的硼酸-硼酸钠缓冲溶液中的电化学腐蚀性能。阳极极化曲线测量表明,YN相改性层和原始AISI 304L奥氏体不锈钢均呈现自钝化-过钝化溶解过程,γN相改性层的自腐蚀电位由原始不锈钢的-275mV(SCE)升至-231mV(SCE),维钝电流密度由(3-5)×10~2 mA/cm~2降至(1-3)×10~(-3) mA/cm~2,致钝电流密度由2.3×10~(-3) mA/cm~2降至2.0×10~(-4) mA/cm~2, γN相改性层的阳极极化性能显着提高。EIS中γN相改性层相位角为83°,弥散指数n为0.910±0.022,极化电阻Rp为1298.5±41.2kΩcm~2,均高于原始AISI304L不锈钢的750,0.879±0.004和231.6±9.6kΩcm~2。由Power-Law模型计算得出γN相改性层和原始AISI304L不锈钢钝化膜的有效厚度δeff分别为2.82±067nm和2.97±0.34nm。γN相改性层钝化膜空间电荷层电容更接近理想电容,阻抗值更大。Mott-Schottky曲线表明,γN相改性层施主浓度和受主浓度分别由原始AISI 304L奥氏体不锈钢的6.6×10~(21)cm-3和6.9x10~(21)cm-3降低至3.2×10~(20)cm-3和4.6×10~(20)cm-3,平带电位从-480mV(SCE)降至-640mV(SCE), γn相改性层钝化膜更加致密,高于平带电位时钝化膜表现为n型半导体特性,低于平带电位时钝化膜表现为p型半导体特性。俄歇电子能谱和x射线光电子谱(AES/XPS)分析表明,γN相改性层钝化膜氧含量较原始AISI 304L不锈钢增高,双亚层结构钝化膜的外亚层以Fe的氧化物和氢氧化物为主,表面吸附有NH3,内亚层以Cr的氧化物为主,同时存在Cr和Fe的氮化物,原始AISI304L不锈钢钝化膜表面检测出单质态Cr和Fe,而γN相改性层钝化膜表面未检出。γN相改性层具有高的过饱和氮浓度,依据所提出的应用点缺陷模型(Applied PDM),考虑氮原子在各基元反应中的作用,揭示了氮原子阻碍钝化膜金属原子扩散和溶解,同时消耗钝化膜表面H+,促进形成氧含量更高钝化膜的改善机制。采用添加溶液池的液压伺服力学性能试验机,研究了具有γN相改性层的AISI 304L不锈钢和原始不锈钢在pH值为8.4的硼酸-硼酸钠缓冲溶液中的拉伸性能和腐蚀-疲劳性能。变形量小于30%时二者伸长量相同,随着变形量进一步增加,原始AISI304L不锈钢较γN相改性层的伸长量增大。原始AISI 304L不锈钢的最大伸长量和抗拉强度分别为108%和729 MPa,γN相改性层分别为105%和692 MPa。应力比为-1的拉-压条件下的腐蚀-疲劳实验表明,γN相改性层的疲劳强度从原始不锈钢的180 MPa提高至230 MPa,疲劳强度提高了28%。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀-疲劳断口特征进行观察和分析,原始AISI 304L不锈钢为自外表面向内的河流状发散疲劳源,伴随应力集中、裂纹扩展导致试样断裂,而γN相改性层与AISI304L不锈钢基体间为弧形疲劳源,γN相改性层与基体界面萌生的腐蚀-疲劳裂纹,分别向基体内部和γN相改性层扩展,当应力集中至一定程度,γN相改性层发生断裂,继续向基体加速扩展的裂纹导致试样最终断裂。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
等离子体基低能离子注入论文参考文献
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标签：等离子体基低能氮离子注入; 金属Ti; 点蚀; 电化学交流阻抗谱(EIS);