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成果信息

該成果主要研究了多種金屬材料的表面納米化和氮化過(guò)程,；磁場(chǎng)對(duì)納米材料的熱穩(wěn)定性,、晶粒生長(zhǎng)的影響規(guī)律和作用機(jī)理,；磁場(chǎng)下納米材料氮化反應(yīng)的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué),；磁場(chǎng)下納米材料中原子擴(kuò)散和相變過(guò)程等,。發(fā)現(xiàn)表面納米化對(duì)不銹鋼,、38CrMoAl,、42CrMo、40Cr和20CrMnTi等鋼的氣體氮化,、離子氮化和離子氮碳共滲等過(guò)程有明顯的催滲作用,，可以大幅度降低處理溫度，減小熱變形,，縮短處理時(shí)間,，總結(jié)確定了金屬工件表面納米化低溫氮化的工藝準(zhǔn)則。發(fā)現(xiàn)在“強(qiáng)磁場(chǎng)”和“納米化”雙促進(jìn)條件下制備納米氮化鐵,，氮化反應(yīng)可以在低溫條件下緩慢進(jìn)行（200 oC左右,，30h～60h）,，這樣的氮化有利于巨磁性的a¢¢－Fe16N2相的形成，抑制其它氮化鐵（比如g¢－Fe4N等）的生成,，所制備的納米氮化鐵中a¢¢－Fe16N2的含量為65％～90％,。發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)可以提高納米鈦合金的熱穩(wěn)定性，提出采用表面納米化（納米助滲）和強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)（抑制納米晶粒長(zhǎng)大）相結(jié)合的方法可大幅度降低鈦合金氮化溫度,，實(shí)現(xiàn)低溫快速氮化,，并獲得高硬度、高耐磨的納米結(jié)構(gòu)氮化鈦層,。)

背景介紹

隨著納米材料研究的不斷深入與納米技術(shù)的發(fā)展,，將表面改性與納米材料相結(jié)合來(lái)制備納米材料受到了人們的重視，其特點(diǎn)是通過(guò)提高材料表面性能來(lái)提高構(gòu)件服役性能,。表面納米化技術(shù)被認(rèn)為是今后一段時(shí)間可將納米材料應(yīng)用于工程實(shí)際的最重要技術(shù)之一,。通常金屬材料的失效往往開(kāi)始于表面，如疲勞裂紋,、摩擦磨損和腐蝕等,，通過(guò)表面納米化處理后，可在金屬材料表面形成納米結(jié)構(gòu)層,，從而提高材料的綜合性能,，增加工件的服役壽命。表面納米化為納米技術(shù)與有色金屬常規(guī)材料相結(jié)合提供了切實(shí)可行的途徑,，巧妙地避開(kāi)了制備塊體納米材料遇到的技術(shù)難題,，將在工業(yè)中發(fā)揮巨大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力。)

應(yīng)用前景

對(duì)金屬材料進(jìn)行表面納米化處理能夠在其表面制備出晶粒為納米級(jí)別的納米晶層,，從而達(dá)到通過(guò)改性而提高材料某些性能的目的,，因此具有很高的應(yīng)用價(jià)值。這種技術(shù)將納米晶體材料的優(yōu)異性能與傳統(tǒng)工程金屬材料相結(jié)合,，在工業(yè)應(yīng)用上具有廣闊的應(yīng)用前景,。)