包埋滲

包埋滲(pack cementation),是最初起源於鋼鐵的滲氮等材料表面改性工藝,後來逐漸發展成為種塗層製備技術,並已廣泛用於多種高溫塗層的製備。粉末包埋滲法是把待塗材料放在有塗層元素的加鹵化物活化劑的滲箱中,在動態真空中或在有部分惰性氣體的情況下進行熱處理,通過蒸汽遷移和反應護散形成所需組分和結構的塗層。

包埋滲層形成的過程如下: ①產生活性原子的過程,加入活化劑的包埋滲法(halide activated pack cementation) ,是在一定溫度下,被滲物質與活化劑反應產生氣相的金屬鹵化物,鹵化物在活度梯度力的驅動下向基體表面擴散,在基體表面發生分解或置換等相界面反應生成待滲元素的活性原子,然後通過與基體的反應和互擴散形成塗層; ②吸附和吸收過程,反應生成的活性原子吸附在基體金屬表面自由能高的個點上,然後陸續被基體金屬吸收; 吸收過程常見的是置換型固溶體和空位型固溶體,前者是滲劑金屬的活性原子溶入基體金屬的晶格中,並取代基體金屬的部分原子,分布於基體金屬晶格的節點位置: 後者是滲劑金屬的活性原子溶於已形成的金屬間化合物中時,所形成的二次固濟體(即中間相)點陣中出現空位,即某些點陣上沒有金屬原子;③擴散過程,包埋滲時的擴散過程主要採取兩種方式進行,即空位式機理和置換式機理。間原式機理雖然容易發生,但只是用於與基體金屬形成間隙固溶體的元素。在置換型固溶體和空位型固濟體(金屬同化合物) 中,擴散通常採取空位式機理。
包埋滲的作用
包埋滲可以以擴散的形式產生合金層。一個典型的例子是使用包埋滲的方法對鈦合金進行滲硼處理以提高其表面硬度和耐磨性。研究人員在氧化鑭(La2O3)等氧化物作用下研究發現,溫度是包埋滲產生硼化層最重要的因素。

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