鈦合金等離子體基氦-氧離子微孔層成分與結(jié)構(gòu).pdf

1、本文利用等離子體基氦/氧離子注入技術(shù)(He/O2-PBII)對(duì)Ti6Al4V合金進(jìn)行表面改性處理，對(duì)氦/氧注入后合金進(jìn)行表面處理——退火、氬離子濺射和腐蝕使近表面的氦泡形成表面微孔。系統(tǒng)地研究了氦/氧注入電壓、注入劑量及注入后的表面處理工藝對(duì)Ti6Al4V合金表面微孔層元素分布、元素價(jià)態(tài)規(guī)律、結(jié)構(gòu)、顯微組織形貌、力學(xué)性能和摩擦磨損性能的影響。
　　氦/氧注入會(huì)在Ti6Al4V合金表面和近表面形成氦泡和氦微孔結(jié)構(gòu)，隨著氦注入劑量的增

2、大，氦泡和微孔的尺寸會(huì)增大，氧的注入會(huì)起到限制氦泡退火熱長(zhǎng)大的作用，退火、氬離子濺射和腐蝕等表面處理工藝是有效的使合金近表面的氦泡形成表面微孔的方法。
　　Ti6Al4V合金He/O注入層中，表層的氧濃度最大，鈦濃度最低，然后出現(xiàn)了一個(gè)O/Ti原子比率為2的長(zhǎng)平臺(tái)。在He微孔存在處的附近，Ti趨向于形成化學(xué)計(jì)量比為TiO2的化合物。在He/O注入層中，TiO2主要以非晶態(tài)的形式存在，并伴有一定量的金紅石相和板鈦礦相TiO2的存在，

3、注入層中的晶粒非常的細(xì)小。500℃下退火，He/O注入層中沒有明顯的相轉(zhuǎn)變和晶粒長(zhǎng)大。
　　氦/氧離子注入使 Ti6Al4V合金表面的粗糙度降低，但是注氧使注氦后的合金表面的粗糙度升高。退火使合金注氦層表面有一定量的氧化相析出平整了表面，降低了合金表面粗糙度。
　　Ti6Al4V合金表面的硬度和彈性模量，隨著氦注入能量的提高而升高,隨著氦注入劑量的提高而降低。注氦電壓為10kV和30kV時(shí)，合金表面的摩擦系數(shù)隨氦注入劑量的降