【摘 要】
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为了适应现代材料科学中对材料表面性能改善的需要,该文采用现代实验方法,研究了常压下大气气氛中材料表面激光氮化的方法.通过对Si,Ti,Fe等半导体材料和金属材料的激光氮化
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为了适应现代材料科学中对材料表面性能改善的需要,该文采用现代实验方法,研究了常压下大气气氛中材料表面激光氮化的方法.通过对Si,Ti,Fe等半导体材料和金属材料的激光氮化工艺的研究,探索了适合于不同材料的激光氮化工艺参数.研究了激光功率密度、扫描速度及氮束流的预热对氮化结果的影响;在实现了铁激光氮化的基础上,结合国家自然科学基金项目"激光氮化优化取向硅钢磁畴分布的研究",将该方法应用于优化取向硅钢磁畴分布、降低铁损、改善高温时效性能的研究中.利用XRD方法及电镜分析方法对激光氮化处理样品进行了分析,并采用自行配置的常效Fe<,3>O<,4>磁流体对取向硅钢的磁畴结构进行了观测.建立了激光温度场的数学模型,并利用其分别对Si,Ti,Fe的激光氮化温度场进行了计算,从理论上推导出了各材料实现激光氮化的临界扫描速度,并与实验数据进行了对比.对激光氮化的扩散过程进行了研究,在修正的Fick第一定律的基础上,考虑到激活态的氮对扩散系数的影响,对修正的Fick第一方程中的扩散系数进一步进行了修正,推导出了高的浓度梯度和温度梯度同时存在情况下,激活态氮束流作用时的激光氮化的扩散方程.
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