激光與等離子體組合技術在大氣環(huán)境中實現(xiàn)鈦表面氮化的研究.pdf

1、本文利用激光與等離子體組合技術在大氣環(huán)境中對工業(yè)純鈦表面作用，得到了氮化鈦。 為了更好地應用LPN方法，我們研究了實驗所采用的小功率非平衡態(tài)氮等離子體槍的伏安特性，束流強度，進氣方式，火焰形狀，振蕩頻率，離子數(shù)密度等各種物理性能，并進一步改進等離子體槍，使其放電電極間的距離可以調(diào)節(jié)，這樣就可以更加方便地選擇激發(fā)電場，得到不同強度的等離子體流。 對實驗采用的小功率非平衡態(tài)氮等離子體槍產(chǎn)生的等離子體的流形，應用可壓縮的二維軸

2、對稱的Naver Stroke方程，通過有限體積法和出流修正對等離子體射流的速度場和溫度場分布進行了計算機模擬。得到了與實驗數(shù)據(jù)相符的結果，為實驗研究提供了初步的理論依據(jù)。 利用等離子體與激光組合，在大氣環(huán)境中以工業(yè)純鈦為基底進行了氮化處理，并利用XRD、SEM、顯微硬度計等手段對處理前后的樣品進行了測試。通過對測試結果分析表明，在大氣環(huán)境下利用激光和等離子體組合方法制備了氮化鈦，因而經(jīng)過氮化后樣品的表面硬度等物理性能得到了很

3、大的增強。這種新的制備氮化鈦的方法不僅可以降低單一激光氮化方法所需激光功率密度，而且能夠更加有效的抑制樣品氧化。論文中對激光功率密度、掃描速度以及氮等離子體流量等關鍵工藝參數(shù)對氮化效果的影響進行了分析和討論。 采用了蒙特卡羅方法對LPN方法制備氮化鈦膜層過程進行了計算機模擬。模擬建立在兩體碰撞模型的基礎上，又根據(jù)激光和等離子體組合方法的特殊性，引入了溫度因子和能量項，對原程序進行改進。使用蒙特卡羅方法編寫的程序?qū)Φ^程進行了計