Ti6Al4V合金表面离子注入N+C,Ti+N和Ti+C性能研究（英文）
来源期刊：稀有金属材料与工程2019年第5期
论文作者：冯兴国 张凯锋 周晖 郑玉刚 万志华
文章页码：1447 - 1453
关键词：离子注入;XPS;硬度;摩擦学性能;
摘 要：采用等离子体基离子注入的方法在Ti6Al4V合金表面分别注入N+C、Ti+N和Ti+C元素,注入剂量均为2×1017ions/cm2,N+C和Ti+N元素的注入负脉冲偏压为-50kV,Ti+C元素的注入电压分别为-20,-35和-50kV。通过X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）对注入层进行了微观结构分析。结果表明:Ti+C注入层中存在TiC和Ti-O,Ti+N注入层中存在TiN和Ti-O键。采用纳米压痕仪和球盘磨损试验机对注入层的硬度和摩擦学性能进行了研究。结果表明:在相同注入电压下,Ti+C注入层的硬度最高,其次是Ti+N注入层,N+C注入层的硬度最低;Ti+C注入层的硬度随着注入电压的增大而增大,最大硬度为11.2 GPa。50kV注入层Ti+C具有最低的比磨损率,其值为6.7×10-5 mm3/N·m,比磨损率较未处理Ti6Al4V基体下降了1个数量级以上,表现出优异的耐磨损性能。
冯兴国，张凯锋，周晖，郑玉刚，万志华
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理国防科技重点实验室
摘 要：采用等离子体基离子注入的方法在Ti6Al4V合金表面分别注入N+C、Ti+N和Ti+C元素,注入剂量均为2×1017ions/cm2,N+C和Ti+N元素的注入负脉冲偏压为-50kV,Ti+C元素的注入电压分别为-20,-35和-50kV。通过X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）对注入层进行了微观结构分析。结果表明:Ti+C注入层中存在TiC和Ti-O,Ti+N注入层中存在TiN和Ti-O键。采用纳米压痕仪和球盘磨损试验机对注入层的硬度和摩擦学性能进行了研究。结果表明:在相同注入电压下,Ti+C注入层的硬度最高,其次是Ti+N注入层,N+C注入层的硬度最低;Ti+C注入层的硬度随着注入电压的增大而增大,最大硬度为11.2 GPa。50kV注入层Ti+C具有最低的比磨损率,其值为6.7×10-5 mm3/N·m,比磨损率较未处理Ti6Al4V基体下降了1个数量级以上,表现出优异的耐磨损性能。
关键词：离子注入;XPS;硬度;摩擦学性能;
