等離子表面冶金學(xué)

前言

我第一次認(rèn)識(shí)徐重先生是在美國(guó)的費(fèi)城。那是在1991年的12月，我接受基金委和863專家組的任務(wù)，帶領(lǐng)一個(gè)小組到美國(guó)參加MRS會(huì)議并順便訪問了幾個(gè)大學(xué)。當(dāng)我們?cè)谫M(fèi)城賓夕法尼亞大學(xué)活動(dòng)時(shí)，聽說有一位中國(guó)學(xué)者徐重在學(xué)校不遠(yuǎn)辦了一個(gè)研究室，接受美國(guó)政府的課題進(jìn)行研究。很快，徐重先生就邀請(qǐng)我們幾個(gè)人到他的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀。徐重先生研究的課題叫“雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)”，是他發(fā)明的，所以那時(shí)也稱之為Xu—ree，并且已經(jīng)在美國(guó)、英國(guó)、加拿大、瑞典、日本等國(guó)獲得了專利。由于這個(gè)研究項(xiàng)目很有應(yīng)用的前景，得到了美國(guó)政府部門的欣賞，所以有關(guān)部門為之批準(zhǔn)了兩個(gè)科研資助項(xiàng)目：一個(gè)屬于“能源發(fā)明相關(guān)項(xiàng)目”，另一個(gè)屬于“小企業(yè)創(chuàng)新研究項(xiàng)目”。他當(dāng)時(shí)就以此為基礎(chǔ)與一位美籍華人博士合作，在費(fèi)城的科學(xué)中心創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。通過這一次參觀我得以聽說有這樣一個(gè)新的表面處理技術(shù)。徐重的雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)起源于他們?cè)缒陮?duì)離子氮化的工作，但離子滲氮時(shí)只能利用氮一類氣體離子和非金屬離子，而他卻抓住了兩次意外的實(shí)驗(yàn)觀察，得到了啟迪，不僅觀察到了可以得到W、Ti等多種金屬離子的現(xiàn)象，而且還找到了利用兩層輝光放電區(qū)分別產(chǎn)生金屬離子和滲入金屬離子的方法。應(yīng)該說這在滲金屬發(fā)展中是多年來實(shí)驗(yàn)研究和工藝方法上具有重要意義的創(chuàng)新。30年以來，徐重和他的許多同事們與學(xué)生們一直不停地在這一領(lǐng)域耕耘、試驗(yàn)、探索、前進(jìn)，他們的工作面和收獲也越來越大。這些年他們研究過的底物有鋼鐵、鈦、銅、鋁等材料，研究過的源材料有W、Mo、Cr、Ni、V、Zr、Ti、Al、Pt等的單元素和多元素濺射靶。可以想到，能夠形成的滲金屬結(jié)構(gòu)的組合是大量的，其中有應(yīng)用現(xiàn)實(shí)價(jià)值和應(yīng)用潛力的當(dāng)然也應(yīng)不少。

內(nèi)容概要

　　《新材料科學(xué)與工程：等離子表面冶金學(xué)》介紹了我國(guó)原創(chuàng)的，具有世界領(lǐng)先水平的表面工程技術(shù)——雙層輝光離子滲金屬技術(shù)。全書共14章，首先介紹了離子氮化技術(shù)、雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)、等離子表面冶金的物理基礎(chǔ)；其次介紹了鋼鐵材料、鈦及鈦合金、金屬間化合物等材料的等離子表面冶金和工業(yè)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化；最后介紹了雙層輝光等離子表面冶金設(shè)備、其他等離子表面冶金與相關(guān)技術(shù)、等離子表面冶金學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)及研究課題的思考與建議?！　　缎虏牧峡茖W(xué)與工程：等離子表面冶金學(xué)》適合從事材料表面工程技術(shù)的研究人員、技術(shù)人員參考，也可供高等院校材料及相關(guān)專業(yè)研究生、本科生閱讀。

書籍目錄

序前言第1章　緒論1.1　材料及其表面1.2　材料表面科學(xué)與工程及其分類1.3　離子氮化1.4　雙層輝光離子滲金屬的形成與發(fā)展1.5　其他離子滲金屬及相關(guān)技術(shù)參考文獻(xiàn)第2章　離子氮化2.1　引言2.2　氮化層的組織結(jié)構(gòu)2.3　離子氮化設(shè)備2.4　優(yōu)點(diǎn)與局限2.5　工業(yè)應(yīng)用2.6　其他等離子化學(xué)熱處理技術(shù)參考文獻(xiàn)第3章　雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)3.1　第一次實(shí)驗(yàn)研究裝置及其結(jié)果3.2　雙層輝光離子滲金屬技術(shù)的基本原理3.3　雙層輝光放電的電位配置及放電模式3.4　陰極（工件）和源極結(jié)構(gòu)以及它們之間的空間配置3.5　主要工藝參數(shù)及其作用3.6　源極成分設(shè)計(jì)3.7　合金層的組織結(jié)構(gòu)特征3.8　主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果參考文獻(xiàn)第4章　等離子表面冶金的物理基礎(chǔ)4.1　輝光放電及其放電特性4.2　低溫等離子體4.3　離子轟擊濺射4.4　輝光放電中的粒子傳輸及其相互作用4.5　離子轟擊條件下的擴(kuò)散參考文獻(xiàn)第5章　鋼鐵材料的等離子表面冶金5.1　等離子單元素表面冶金5.2　等離子多元素表面冶金5.3　等離子復(fù)合處理工藝5.4　等離子表面冶金鉻鉬耐磨合金5.5　等離子表面冶金沉淀硬化不銹鋼參考文獻(xiàn)第6章　等離子表面冶金高速鋼與時(shí)效硬化高速鋼6.1　高速鋼簡(jiǎn)介6.2　等離子表面冶金鎢鉬高速鋼6.3　等離子表面冶金鎢鉬鈦高速鋼6.4　等離子表面冶金鎢鉬碳共滲高速鋼6.5　等離子表面冶金鉬鉻低合金高速鋼6.6　等離子表面冶金時(shí)效硬化高速鋼參考文獻(xiàn)第7章　等離子表面冶金鎳基耐蝕合金7.1　鎳基耐蝕合金簡(jiǎn)介7.2　等離子表面冶金Ni-Cr-Mo-Nb合金7.3　等離子表面冶金Ni-Cr-Mo-Cu合金7.4　等離子表面冶金復(fù)合鍍滲合金7.5　本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第8章　鈦及鈦合金的等離子表面冶金8.1　鈦及鈦合金8.2　等離子表面冶金耐磨鈦合金8.3　等離子表面冶金阻燃鈦合金8.4　等離子表面冶金鈦鈀耐蝕合金8.5　等離子表面冶金鈦鈮及鈦鉬氮耐蝕鈦合金8.6　等離子表面無氫滲碳參考文獻(xiàn)第9章　金屬間化合物等離子表面冶金9.1　TiAl基金屬間化合物9.2　TiAl金屬間化合物的表面處理9.3　TiAl等離子表面冶金9.4　Ti2 AlNb金屬間化合物9.5　Ti2 AlNb等離子表面冶金參考文獻(xiàn)第10章　其他材料的等離子表面冶金10.1　純銅的等離子表面冶金10.2　金屬材料表面的陶瓷化10.3　陶瓷及碳基復(fù)合材料表面的金屬化10.4　鋼鐵表面形成Fe-Al金屬間化合物合金層參考文獻(xiàn)第11章　工業(yè)應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化11.1　雙層輝光等離子表面冶金高速鋼手用鋸條11.2　等離子表面冶金高速鋼機(jī)用鋸條11.3　雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)在膠體磨上的應(yīng)用11.4　等離子表面冶金鎳鉻合金耐蝕鋼板11.5　雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)在其他工業(yè)產(chǎn)品上的應(yīng)用11.6　等離子表面冶金高速鋼手用鋸條的產(chǎn)業(yè)化參考文獻(xiàn)第12章　雙層輝光等離子表面冶金設(shè)備12.1　雙層輝光等離子表面冶金實(shí)驗(yàn)室設(shè)備12.2　雙層輝光等離子表面冶金工業(yè)用爐參考文獻(xiàn)第13章　其他等離子表面冶金和雙輝相關(guān)技術(shù)13.1　加弧輝光離子滲鍍技術(shù)13.2　膏劑輝光離子滲金屬技術(shù)13.3　多弧離子滲金屬技術(shù)13.4　雙層輝光釬焊技術(shù)13.5　雙層輝光燒結(jié)技術(shù)13.6　雙層輝光制備納米粉技術(shù)13.7　雙層輝光合成金剛石薄膜技術(shù)13.8　雙陰極-高頻輝光等離子表面冶金技術(shù)13.9　三陰極等離子表面冶金技術(shù)參考文獻(xiàn)第14章　等離子表面冶金學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)及研究課題的思考與建議后記

章節(jié)摘錄

插圖：第4章 等離子表面冶金的物理基礎(chǔ)雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)，是在真空條件下利用輝光放電形成的低溫等離子體中的正離子轟擊源極（靶材），使源極中的合金元素被濺射出來，從而產(chǎn)生表面合金化所需要的金屬原子與離子，并通過離子和其他粒子與工件表面的相互作用，經(jīng)過吸附和擴(kuò)散而形成表面合金。其物理過程主要包括雙層輝光放電條件下的等離子體的產(chǎn)生、粒子和粒子對(duì)源極的轟擊和濺射、被濺射出的合金元素在輝光放電空間中的輸運(yùn)、合金元素在工件表面的聚集吸附與擴(kuò)散等過程。本章將對(duì)上述物理過程所涉及的一些物理基礎(chǔ)問題進(jìn)行初步探討。4.1　輝光放電及其放電特性4.1.1　氣體放電眾所周知，天空中的閃電就是一種氣體放電現(xiàn)象。氣體通常由中性分子或原子組成，是良好的絕緣體。但在一定條件下，氣體在電場(chǎng)中可以導(dǎo)電并發(fā)生放電現(xiàn)象。氣體的導(dǎo)電性取決于其中電子、離子的產(chǎn)生及其在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。加熱、照射(紫外線、X射線、放射性射線)等都能使氣體電離，這些因素統(tǒng)稱電離劑。在氣體電離的同時(shí)，還有正負(fù)離子相遇復(fù)合為中性分子以及正負(fù)離子被外電場(chǎng)驅(qū)趕到達(dá)電極與電極上異號(hào)電荷中和的過程。隨著外電場(chǎng)的增強(qiáng)，電離所產(chǎn)生的全部離子都在電場(chǎng)的作用下，被驅(qū)趕到電極上，致使電流達(dá)到飽和。飽和電流的大小取決于電離劑的強(qiáng)度。一旦撤除電離劑，氣體中離子很快消失，電流終止。這種完全靠電離劑維持的氣體導(dǎo)電稱為被激導(dǎo)電或非自持導(dǎo)電。

后記

《等離子表面冶金學(xué)》一書的出版，使我了卻了一個(gè)多年的夙愿。這首先應(yīng)歸功于我的朋友對(duì)我的鼓勵(lì)和鞭策。如果沒有他們的敦促，也許沒有這本書的出版。作為一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明人，對(duì)于其所發(fā)明的技術(shù)，往往有其片面性，但也有比其他人認(rèn)識(shí)更深刻的一面。縱觀材料表面工程技術(shù)發(fā)展史，對(duì)現(xiàn)有表面冶金技術(shù)作橫向比較，雙層輝光離子滲金屬技術(shù)是一項(xiàng)強(qiáng)有力的表面合金化手段。盡管它也存在處理溫度高所引起的一些限制，但由于其節(jié)約資源和無公害等突出優(yōu)點(diǎn)，仍然有廣闊的應(yīng)用前景和重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該技術(shù)距離全面、系統(tǒng)和成熟還差之甚遠(yuǎn)，尚有廣闊的發(fā)展空間。作為一個(gè)材料科學(xué)工作者，我深深被其知識(shí)體系中的辯證法所打動(dòng)。材料科學(xué)充滿著量變和質(zhì)變、對(duì)立統(tǒng)一和否定之否定的客觀規(guī)律?；仡櫲松鷼v程，我深刻認(rèn)識(shí)到，哲學(xué)思想指導(dǎo)人生和創(chuàng)新的重要性。創(chuàng)新是科學(xué)工作者的神圣職責(zé)和價(jià)值所在。只有正確處理好繼承與創(chuàng)新之間的辯證關(guān)系，才能更有效地為科學(xué)事業(yè)作出自己力所能及的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。作為一個(gè)教育工作者，我始終努力將課本上有限的知識(shí)轉(zhuǎn)變成學(xué)生的無限能力，努力將所授知識(shí)中客觀存在的辯證規(guī)律挖掘出來，并將其貫穿于課堂教學(xué)，使學(xué)生能夠站在哲學(xué)的高度學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。當(dāng)代是一個(gè)“天高憑鳥飛，海闊憑魚躍”的時(shí)代。衷心祝愿年輕的一代珍惜這一美好時(shí)光，抑制一切不良學(xué)風(fēng)，腳踏實(shí)地地在科學(xué)的沃土上辛勤耕耘，勇于創(chuàng)新，為把我國(guó)建設(shè)成一個(gè)偉大、繁榮、強(qiáng)盛的創(chuàng)新型國(guó)家而努力奮斗！但愿此書的出版能為我國(guó)的材料表面工程發(fā)展盡一點(diǎn)微薄之力。

編輯推薦

《等離子表面冶金學(xué)》適合從事材料表面工程技術(shù)的研究人員、技術(shù)人員參考，也可供高等院校材料及相關(guān)專業(yè)研究生、本科生閱讀。

圖書封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    等離子表面冶金學(xué) PDF格式下載

---