金属离子注入表面优化技术

离子注入材料表面优化技术首先是由氮离子注入改善金属材料表面耐磨性开始的,其研究开发和工业应用已有近20年的历史。此技术在许多领域得到成功的应用,受到许多国家的高度重视。 80年代以来,金属元素(如Ti、Zr、V、Nb、Mo等过渡金属和Y、Ce等稀土金属)离子注入材料表面优化研究将此技术推进到一个新阶段。已经取得的研究和应用结果表明,金属离子注入可以综合地改善材料表面的多种性能,如耐磨、润滑、耐蚀、抗疲劳等,比氮离子注入的表面改性效果更加有效,其应用范围也更广泛。 金属离子注入材料表面优化技术的基本过程和工作原理,概括地说就是一台离子注入机产生100keV量级能量的离子束,再将载能的离子束打到需要优化处理的材料表面,引起材料表面层内成分、结构和性能的变化,以改善材料表面的耐磨、润滑、耐蚀、抗疲劳等性能。     

“天宫一号”目标飞行器表面污染物质沉积探测数据及分析

航天器进入空间环境以后,表面和内部材料通过解吸和放气过程会迅速释放出在地面环境和材料加工中所吸附的气体分子和颗粒,再沉积到航天器表面,形成污染物质层。这种现象会对航天器上一些技术分系统(如能源系统、光学遥感系统、温控系统等)产生程度不同的负面影响。"天宫一号"目标飞行器上携带了微质量计,首次在载人航天轨道上就位监测飞行器表面污染物质沉积及其变化,证实了这种污染现象和污染物质的存在。探测数据分析表明,飞行器表面污染物质沉积量随时间累积增长,在三次交会对接期间尤为显著,同时表面沉积量增长与温度呈负相关关系,姿态变换对其影响有待进一步讨论。     

功能化石墨烯的制备及应用研究进展

石墨烯以其优异的物理化学性能,近年来受到了学术和产业界的广泛关注.将石墨烯进行功能化,可改善石墨烯的分散性,并且能根据需求对石墨烯的物理化学性能进行针对性地优化,因而赋予石墨烯更广泛的用途,因此,功能化石墨烯成为石墨烯研究领域的热点之一.综述功能化石墨烯的最新进展,从共价结合和非共价结合两个方面阐述了其制备的方法,叙述近年来功能化石墨烯在复合材料、储能材料、光电材料、催化材料、环境净化、生物及传感材料等领域的应用研究进展.总结出功能化石墨烯的特点,即大多数活性基团搭载到石墨烯的表面上都能活跃地展现其应用性能.功能化石墨烯未来的研究方向主要是判定和控制石墨烯表面引入功能化物质的量的“定量”问题和精确在石墨烯表面选择功能化的位点并进行精细化学结构设计的“定位”问题..     

成果简介

1　等离子体改性技术本成果主要包括离子注入技术、离子镀技术及与等离子体相关的复合工艺技术。离子注入是将工作物质的原子或分子电离、加速 ,形成载能离子束辐照材料表面 ,通过表面成分和结构的变化 ,可有效地改变材料表面的机械、电、化学等性能 ,如提高表面硬度、降低摩擦系数、耐磨、耐腐蚀和耐疲劳等。离子注入聚合物对陶瓷也可增大硬度 ,改善导电性 ,减少表面裂纹等。本成果已成功应用于硬质合金钻头和钛合金人工关节生产 ,成为一种新的革新工艺。实践证明 ,本技术对硬质合金金刚石、高速工具钢、模具钢、钛合金、铜和银等材料的表…     

注意预防冲裁模具表面硬度的降低

冲裁模的主要件(阴阳模、阳模、阴模)如采用先机械加工成形,后淬火、抛光、研磨的常规工艺步骤时。往往会产生不被注意、又不容易发现的表面氧化、脱碳现象,出现表面硬度降低、刃口不耐磨,模具使用寿命降低等问题。尤其是在冲制冲切间隙小,材料强度高的     

低温等离子体辅助加工综述

随着航空航天、国防科技、能源等领域的快速发展,具有优良机械性能的高强度合金材料及复合材料得到广泛应用,实现这些材料的高效精密低损伤加工具有重要意义。低温等离子体富含活性粒子,能有效改善材料的可切削性,且较易产生、维持和控制,已被广泛应用于难加工材料的辅助加工过程中。在介绍低温等离子体基本特性及分类的基础上,结合国内外低温等离子体辅助加工技术的研究现状,以表面粗糙度、材料去除率、表面损伤、切削力等参数为评价指标,分别阐述了等离子体熔射成形技术、等离子体加热辅助切削技术、冷等离子体射流辅助抛光技术、冷等离子体射流辅助切削技术等的作用机理及效果,并对其发展趋势进行了展望。     

杜善义院士访谈

1.同传统材料相比,复合材料具有哪些优势?杜院士:我是搞复合材料研究的,但我最早是搞力学研究的,后来为什么又做复合材料和力学的结合研究呢,情况是这样的。传统材料分为3大类:金属材料、无机的非金属材料(如陶瓷)和有机材料(如高分子材料)。当然材料还有其他分类方式,如可以分成结构材料和功能材料,或者电子材料、信息材料和生物材料等,总的来讲,都可以归属为上述3大类材料。在这3大类材料中,有的是自然界天然存在的,如沙子、石头就是1种天然的无机材料,矿石中含有金属等;也有人工进一步加工的材料,加工的目的是提高材料的纯度、质量和性能…     

磨削表面形貌建模研究现状与展望

文 摘 磨削表面形貌是磨削表面完整性的重要指标之一,其对材料的接触应力、耐磨耐腐蚀性及抗疲劳强度等起着关键作用。本文概述分析了国内外在磨削表面形貌建模方法、技术路线、研究结果等所取得的进展,对磨削表面形貌建模的三类方法(经验建模法、理论建模法、有限元分析法)进行了综述,对各类建模方法的原理和优缺点进行论述,指出当前相关磨削表面形貌研究方向存在的问题。最后,提出了磨削表面形貌建模研究的发展方向。     

空间摩擦学及其材料的研究进展

综述了空间苛刻服役环境及其对空间摩擦学材料性能影响的研究,深入分析了空间环境对空间摩擦材料、空间耐磨材料和空间减摩材料摩擦磨损机理的影响。空间摩擦材料主要应用于空间对接机构及空间机械臂中,应具有稳定的摩擦力矩与优良的抗黏着磨损性能。空间耐磨材料主要应用于空间轴承、齿轮和密封件等部件中,如FeAl金属间化合物在高温下抗蠕变性急剧下降,常通过添加金属元素(Ce,Cr,Mn,Mo,Nb,W等)及固体润滑剂提高材料抗蠕变性能;Ti及其合金常通过表面改性改善黏着性;与基体结合性良好的耐磨涂层可以较大程度的改善材料的耐磨性。空间减摩材料主要指润滑剂与自润滑材料,如软金属Pb、高分子材料PI和PTFE等,以及某些金属的氧化物,氟化物和硫化物等,能较好地降低材料表面的摩擦因数。随着航天科技的发展,亟须开发新型高性能空间摩擦学材料,建立摩擦学材料数据库,以应对国际航天技术发展的挑战。     

赵连城著名材料物理与信息功能材料专家

M:功能材料主要分为哪些种类?请您谈一谈信息功能材料的基本情况及其应用领域. 赵连城院士:功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用.功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料.信息功能材料是其中不可或缺的一部分.     

大系统优化方法的实用价值

大系统优化方法是指大规模的线性和非线性规划理论及算法。各种大型的社会经济系统,如通信、运输、分配、能源等管理系统的运行和控制都是大系统优化问题的研究对象。本文着重从宏观角度论述大系统优化方法的实际应用价值。     

高温低红外辐射表面材料研究进展

高温环境严重影响了军用飞机的红外隐身性能,开展高温低红外辐射表面材料研究成为当前军用飞机隐身研究的重要课题。针对当前高温环境对低红外辐射表面材料的性能要求,介绍了可用于高温环境使用的金属类表面材料、无机氧化物类表面材料和光子晶体类表面材料的研究和发展状况。目前低红外辐射材料在提高材料耐热性能和降低红外辐射率方面距离实际应用仍存在一定差距,涂层制备方法和高温作用对于涂层性能的影响还需要充分研究。有必要在理论基础、制备工艺、耐热性与辐射性的统筹协调等方面开展深入研究。     

离子注入技术在航天工程中的应用

在航天工程中，精密元器件和系统在机械特性方面有不同的要求，如；硬度，抗磨损，摩擦，耐腐蚀等。目前从现有的材料中很难选择出符合这些要求的材料，近年来离子束对金属，陶瓷，聚合物的表面改性已有满足这些要求。本文讨论了离子注入特殊性，表面改性机量和一睦研究试验结果。     

表面织构刀具的研究现状与进展

国内外相关研究学者采用电火花、光刻、激光等加工技术在硬质合金、高速钢等刀具上制备了尺寸从微米级到纳米级的多种表面织构,研究了其切削加工钢、铝合金、钛合金等工件材料的切削性能,结果表明表面织构刀具在改善刀-屑接触面摩擦润滑状态、降低切削力和切削温度、延缓刀具磨损方面具有显著的效果。     

激光熔覆耐磨涂层的研究现状与展望

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，在制造耐靡涂层方面具有广阔的前景。本文综合评述了激光熔覆耐磨涂层的研究和应用。其中包括熔覆工艺、材料体系及其熔覆所形成的冶金组织特征和性能。最后，提出了存在的问题如今后努力的方向。     

用EDM技术加工陶瓷

据Charmilles技术公司的工程师称,现在用电火花(EDM)来加工陶瓷的速度已接近用EDM加工金属的速度。最近进行的实验中,所用材料包括了从高导电陶瓷到绝缘体的各种陶瓷,绝缘陶瓷在加工时表面涂了如钛碳化物或钛氮化物等导电材料。     

飞机防冰表面材料研究进展

结冰不仅给人们的日常生活带来诸多不便,而且影响飞机的飞行安全,甚至引起重大的经济问题和人身威胁。虽然飞机的防/除冰研究已经进行了数十年,但仍然需要开发出对环境无害、经济且有效的防冰策略。防冰表面材料可通过延长结冰时间和降低冰的附着力减轻甚至消除冰的积聚,是目前飞机防/除冰领域学科发展的前沿方向,制备高性能防冰表面材料具有十分重要的意义。本文综述了当前防冰表面材料的研究现状,对超疏水材料以及润滑层材料等应用于防冰领域的优劣势进行分析,并分析与展望了防冰材料的发展方向。     

谈谈美国军用喷气燃料标准的特点

一般认为,材料、能源和信息是现代文明的三大支柱。而作为喷气发动机的燃料,它在三大支柱中是既属于材料又属于能源的一种重要的航空材料。因此,世界各国对航空喷气燃料的研究制造及其标准化都极为重视。     

高体积分数SiC_p/Al复合材料精密车削加工工艺技术

针对高体积分数铝基碳化硅材料车削加工过程中出现的刀具磨损严重、寿命低、切削难度大、零件质量难以保证等问题,采用聚晶金刚石刀具(PCD刀具)对其进行精密车削工艺实验,并利用扫描电镜、粗糙度仪、圆度仪等设备对已加工表面和刀具磨损形态进行观察分析研究。研究表明:刀具材料、切削速度、切削深度和进给量是影响高体积分数SiC_p/Al复合材料加工质量的主要因素。当切削速度在25~40 m/min、切削深度在25~35μm和进给量为25μm/r的PCD车刀时,切削效果最佳,可以有效地提高加工效率,改善工件表面加工质量,得到表面粗糙度为0.58μm和圆柱度为0.91μm的加工表面。     

硅铝合金表面缺陷形成机理及其加工工艺优化研究进展

硅铝合金是电子封装和汽车领域广泛应用的一类重要材料。硅铝合金在切削加工中存在加工表面质量差和刀具磨损严重等问题。研究硅铝合金在切削加工过程中产生的表面缺陷和切削刀具适配性,是提升硅铝合金的可切削加工质量的技术关键。本文针对切削加工硅铝合金表面缺陷的形成机理、控制方法以及刀具材料选择及磨损机理进行了系统的阐述,并对该领域今后的发展趋势进行了展望。