《材料研究與應用著作:低溫等離子體表面強化技術(shù)》從實際應用角度闡述低溫等離子體在表面強化領(lǐng)域的應用。首先對低溫等離子體的本質(zhì)、不同等離子體源的特性進行了探討,然后介紹等離子體輔助物理氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、等離子體輔助熱處理、等離子體浸沒離子注入與沉積、電弧噴涂、等離子噴涂以及堆焊等各種低溫等離子體表面強化技術(shù)的原理、設(shè)備和應用。
《材料研究與應用著作:低溫等離子體表面強化技術(shù)》可作為從事材料表面強化工作的技術(shù)人員、高等學校相關(guān)專業(yè)研究生和高年級本科生的參考書。
等離子體常被人們稱為物質(zhì)的第四態(tài),這說明它從本質(zhì)上和我們常見的物質(zhì)是相同的,但在形態(tài)上和物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)又有非常大的差別。通過對這些差異的有效利用,人們可以獲得一些通過物質(zhì)常規(guī)狀態(tài)無法獲得的有利性能。其中之一,就是把等離子體用在材料表面性能的改變上,特別是金屬材料表面性能的強化上。通過使用等離子體作為表面強化的處理環(huán)境或處理材料,可以在材料表面獲得更高的耐磨性、耐蝕性、耐熱性等多種所需的性.能。
按照等離子體所處的溫度范圍,將工業(yè)中應用的等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體。用于材料表面強化的屬于低溫等離子體。低溫等離子體具有化學活性高,能夠和電磁場產(chǎn)生相互作用的特點,在表面強化領(lǐng)域有著得天獨厚的優(yōu)勢。采用等離子體進行表面強化處理,可以降低處理溫度、加快處理速度、提高處理質(zhì)量、增強強化效果、降低處理成本、延長零部件使用壽命。
本書從實際應用角度闡述低溫等離子體在表面強化領(lǐng)域的應用。首先對低溫等離子體的本質(zhì)、不同等離子體源的特性進行探討,然后介紹等離子體輔助物理氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、等離子化學熱處理、等離子體浸沒離子注入與沉積、電弧噴涂、等離子噴涂以及堆焊等各種低溫等離子體表面強化技術(shù)的原理、設(shè)備和應用。
本書打破了傳統(tǒng)學科領(lǐng)域劃分的薄膜制備技術(shù)、涂層制備技術(shù)、熔敷堆焊技術(shù)之間的界限,從低溫等離子體的共性及本質(zhì)出發(fā),對不同的低溫等離子體表面強化技術(shù)的原理、特性和局限性進行了探討,揭示出不同表面強化技術(shù)的共同本質(zhì),為跨越傳統(tǒng)界限的低溫等離子體表面強化技術(shù)找到了理論基礎(chǔ),將對新的低溫等離子體表面強化技術(shù)的誕生起到促進作用。
本書由沈陽理工大學劉愛國、孫煥煥、孟凡玲撰寫,其中第1、2、3、6、7、9章由劉愛國編寫,第4、5章由孫煥煥編寫,第8章由孟凡玲編寫。
本書可作為從事材料表面強化工作的技術(shù)人員和高等學校相關(guān)專業(yè)研究生和高年級本科生的參考書。
由于時間倉促,作者水平有限,書中疏漏在所難免,請同行專家不吝賜教。
第1章 緒論
1.1 機械零部件的失效
1.2 磨損失效
1.3 腐蝕失效
1.4 低溫等離子體表面強化
參考文獻
第2章 等離子體與等離子體源
2.1 等離子體的概念和特點
2.1.1 等離子體
2.1.2 等離子體產(chǎn)生的方式
2.1.3 等離子體的溫度
2.1.4 等離子體的特點
2.2 冷等離子體
2.2.1 直流輝光放電等離子體
2.2.2 脈沖輝光放電等離子體
2.2.3 磁控等離子體
2.2.4 電容耦合射頻等離子體
2.2.5 電感耦合射頻等離子體
2.2.6 微波等離子體
2.3 熱等離子體
2.3.1 電弧
2.3.2 真空電弧等離子體
2.3.3 等離子弧
2.3.4 等離子弧的壓縮作用
2.3.5 等離子弧的分類
2.3.6 等離子弧的特點
2.4 等離子體源
2.4.1 熱陰極等離子體源
2.4.2 電容耦合射頻等離子體源
2.4.3 電感耦合射頻等離子體(ICP)源
2.4.4 螺旋波等離子體源
2.4.5 微波等離子體源
2.4.6 空心陰極等離子體源
2.4.7 金屬蒸氣真空電弧(MEVVA)等離子體源
2.4.8 磁控管
參考文獻
第3章 等離子體輔助物理氣相沉積
3.1 物理氣相沉積的概念和分類
3.2 濺射沉積
3.2.1 濺射沉積的原理
3.2.2 直流濺射沉積
3.2.3 射頻濺射沉積
3.2.4 磁控濺射沉積
3.3 真空電弧沉積
3.3.1 真空電弧沉積的原理及其優(yōu)缺點
3.3.2 真空電弧沉積的宏觀顆粒污染
3.3.3 陽極電弧沉積
3.4 離子鍍
參考文獻
第4章 等離子體增強化學氣相沉積
4.1 等離子體增強化學氣相沉積的原理
4.1.1 等離子體對CVD過程的影響
4.1.2 PECVD沉積薄膜的形成過程
4.2 等離子體增強化學氣相沉積的特點
4.2.1 PECVD的優(yōu)點
4.2.2 PECVD的缺點
4.3 等離子體增強化學氣相沉積技術(shù)
4.3.1 PECVD技術(shù)分類
4.3.2 PECVD工藝裝置
4.3.3 PECVD工藝參數(shù)
4.3.4 直流等離子體增強化學氣相沉積技術(shù)(DC-PECVD)
4.3.5 脈沖直流等離子體增強化學氣相沉積(脈沖DC-PECVD)
4.3.6 射頻等離子體增強化學氣相沉積(RF-PECVD)
4.3.7 微波等離子體增強化學氣相沉積(MW-PECVD)
4.3.8 電子回旋共振等離子體增強化學氣相沉積(ECR-PECVD)
參考文獻
第5章 等離子化學熱處理
5.1 等離子滲氮
5.1.1 等離子滲氮原理
5.1.2 等離子滲氮鋼的組織
5.1.3 等離子滲氮工藝參數(shù)
5.1.4 等離子滲氮設(shè)備
5.1.5 等離子滲氮優(yōu)缺點
5.1.6 等離子滲氮新進展
5.2 等離子滲碳
5.2.1 等離子滲碳原理
5.2.2 等離子滲碳組織
5.2.3 等離子滲碳工藝參數(shù)
5.2.4 等離子滲碳設(shè)備
5.2.5 等離子滲碳優(yōu)缺點
5.3 等離子滲氮碳
5.3.1 等離子滲氮碳原理
5.3.2 等離子滲氮碳組織
5.3.3 等離子滲氮碳工藝參數(shù)
5.4 等離子滲金屬
5.4.1 雙層輝光等離子滲金屬原理
5.4.2 雙層輝光等離子滲金屬組織
5.4.3 雙層輝光等離子滲金屬工藝參數(shù)
5.4.4 雙層輝光等離子滲金屬特點
5.4.5 雙層輝光等離子滲金屬設(shè)備
5.4.6 雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)的發(fā)展
參考文獻
第6章 等離子體浸沒離子注入與沉積
6.1 等離子體浸沒離子注人原理
6.1.1 等離子體浸沒離子注入原理
6.1.2 動態(tài)鞘層擴展模型
6.1.3 PIII的優(yōu)缺點
6.2 PIII設(shè)備
6.2.1 真空系統(tǒng)
6.2.2 等離子體源
6.2.3 高壓系統(tǒng)
6.2.4 供氣系統(tǒng)
6.3 等離子體浸沒離子注入與沉積
6.4 金屬等離子體浸沒離子注入與沉積
6.5 PIIID在耐磨防腐方面的應用
參考文獻
第7章 電弧噴涂
7.1 電弧噴涂的原理和特點
7.1.1 電弧噴涂的原理
7.1.2 電弧噴涂的特點
7.2 電弧噴涂設(shè)備
7.2.1 電弧噴涂主體設(shè)備
7.2.2 電弧噴涂輔助設(shè)備
7.3 電弧噴涂工藝
7.3.1 噴涂前處理
7.3.2 主要噴涂工藝參數(shù)
7.3.3 涂層的后處理
7.4 電弧噴涂材料
7.4.1 涂層材料的分類及對涂層材料的基本要求
7.4.2 電弧噴涂用金屬絲材
參考文獻
第8章 等離子噴涂
8.1 等離子噴涂的原理和特點
8.1.1 等離子噴涂的原理
8.1.2 等離子噴涂的工作氣體
8.1.3 等離子噴涂的特點
8.1.4 等離子噴涂的分類
8.2 等離子噴涂設(shè)備
8.2.1 電源
8.2.2 控制系統(tǒng)
8.2.3 等離子噴涂槍
8.2.4 送粉器
8.2.5 水冷系統(tǒng)
8.3 等離子噴涂工藝參數(shù)
8.4 等離子噴涂涂層的形成和結(jié)構(gòu)
8.5 等離子噴涂涂層的性能及其檢測
8.5.1 涂層外觀
8.5.2 涂層結(jié)合強度
8.5.3 涂層孔隙率
8.5.4 涂層厚度
8.5.5 涂層硬度
8.5.6 涂層耐蝕性
8.5.7 涂層耐磨性
8.5.8 熱震性能
8.6 等離子噴涂材料
8.6.1 對等離子噴涂材料的要求
8.6.2 金屬粉末
8.6.3 陶瓷粉末
8.6.4 其他粉末
8.7 其他等離子噴涂方法
8.7.1 超音速等離子噴涂
8.7.2 微束等離子噴涂
8.7.3 低壓等離子噴涂
8.7.4 感應等離子噴涂
8.7.5 液相等離子噴涂
8.7.6 反應等離子噴涂
8.7.7 三陰極軸向送粉等離子噴涂
8.8 等離子噴涂的危害及安全防護
8.8.1 等離子噴涂的危險及危害因素
8.8.2 等離子噴涂的安全防護
參考文獻
第9章 堆焊
9.1 手工電弧堆焊
9.2 埋弧堆焊
9.3 熔化極氣體保護堆焊
9.4 鎢極氬弧堆焊
9.5 自保護藥芯焊絲明弧堆焊
9.6 冷金屬過渡(CMT)堆焊
9.7 等離子粉末堆焊
9.8 等離子熔化注射和氬弧熔敷注射
參考文獻
術(shù)語索引