| 【中文题名】 | 离子渗金属过程中的迁移研究 |
| 【英文题名】 | Study on the Carbon Migration in the Double-glow Discharge Plasma Surface Alloying Process |
| 【学科专业】 | 材料学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2003-8-14 |
| 【中关键词】 | 双层辉光放电,碳迁移,有限差分方法,,, |
| 【英关键词】 | double-glow discharge plasma surface alloying,carbon migration,finite difference methods, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属学与热处理>热处理>热处理工艺>化学热处理 |
| 【论文摘要】 |
双层辉光离子渗金属技术是在离子氮化的基础上发展起来的一项表面合金化新技术，它开拓了等离子固态冶金的新领域。碳迁移对于双辉渗技术的理论研究与实际应用都具有很重要的意义。目前，对碳迁移的研究主要集中于异种钢的焊接问题上，对双辉渗金属中的碳迁移问题研究较少，并主要集中于定性的讨论。本论文拟通过实验和计算机模拟方法从定性和定量两个方面探讨离子渗金属中的碳迁移问题。
本论文的第一部分通过实验研究，定性地讨论碳迁移的性质、显微组织形态以及工艺参数的影响。在实验过程中，我们采用W、Ni、Ti三种源极材料，实验的结果表明，不同的渗入金属对碳迁移具有不同的影响；W、Ti等碳化物形成元素使碳从基体向渗层扩散，Ni等非碳化物形成元素使碳从渗层向基体扩散；不同的碳化物形成元素对碳迁移的影响程度也不同；在相同的工艺条件下，离子渗Ti时的脱碳层深度总比离子渗W时的脱碳层深度深。脱碳层具有两种显微组织形态，当加热温度在奥氏体区时，脱碳层组织为等轴晶；当加热温度处于奥氏体和铁素体两相区时，脱碳层组织为柱状晶。脱碳层深度随阴极电压的增加而加深、加热温度的提高而加深、保温时间的延长而加深。
本论文的第二部分采... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-14 |
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1.1 现代表面技术发展概况 |
9 |
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1.2 双层辉光离子渗金属技术 |
9-11 |
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1.2.1 双辉离子渗金属技术发展 |
9-10 |
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1.2.2 双辉离子渗金属技术特点 |
10-11 |
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1.3 碳迁移现象 |
11-12 |
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1.4 本课题的内容 |
12-14 |
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第2章 双辉离子渗金属技术详解 |
14-18 |
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2.1 双辉渗技术的基本原理 |
14-15 |
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2.2 双辉渗技术的基本物理过程 |
15-16 |
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2.3 空心阴极效应 |
16-17 |
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2.4 本章小结 |
17-18 |
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第3章 碳迁移的实验研究 |
18-26 |
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3.1 实验条件及方法 |
18 |
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3.2 实验结果的分析与讨论 |
18-25 |
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3.2.1 脱碳层形态及形成条件 |
18-21 |
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3.2.2 阴极电压对脱碳层深度的影响 |
21-22 |
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3.2.3 温度对脱碳层的影响 |
22-24 |
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3.2.4 加热时间对脱碳层的影响 |
24 |
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3.2.5 不同源极材料对脱碳层的影响 |
24-25 |
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3.2.6 样品含碳量对脱碳层的影响 |
25 |
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3.3 本章小结 |
25-26 |
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第4章 双辉渗金属物理过程及碳迁移分析 |
26-45 |
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4.1 双辉渗物理过程 |
26-38 |
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4.1.1 源极和工件极的粒子运动过程 |
26-31 |
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4.1.2 金属元素的渗入过程 |
31-38 |
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4.2 碳迁移过程 |
38-44 |
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4.2.1 表面轰击溅射的影响 |
38-39 |
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4.2.2 渗入金属元素对碳活度的影响 |
39-42 |
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4.2.3 碳元素的迁移过程 |
42-44 |
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4.3 本章小结 |
44-45 |
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第5章 双辉渗过程数值解法的计算机实现 |
45-64 |
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5.1 参数输入模块 |
46-47 |
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5.2 源极金属的供给量Jnet模块 |
47-48 |
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5.3 工件极的再溅射系数模块 |
48-49 |
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5.4 过饱和点缺陷的浓度分布模块 |
49-53 |
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5.4.1 确定常数和初始值 |
49-50 |
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5.4.2 迭代计算基体内部的各点缺陷浓度 |
50-53 |
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5.5 确定C~(γ/α)与C~(α/λ)的模块 |
53 |
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5.6 工件表面碳元素溅射损失系数模块 |
53-54 |
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5.7 金属浓度分布与碳浓度分布模块 |
54-59 |
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5.8 差分求解结果 |
59-63 |
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5.8.1 计算结果 |
60-61 |
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5.8.2 算法的验证 |
61-62 |
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5.8.3 算法的不足及改进 |
62-63 |
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5.9 本章小结 |
63-64 |
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结论 |
64-65 |
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参考文献 |
65-69 |
|
致谢 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.69943 |
