工程金属材料的表面纳米化与化学处理

(中国科学院金属研究所)

一、成果内容简介： 利用表面机械研磨处理(SMAT)技术对工程金属材料进行处理,在材料上制备出表面为纳米晶、晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大的组织(图1),一方面通过表面组织与性能的优化提高材料整体的综合性能和服役行为,另一方面大幅度地提高材料化学处理的效率和效果(即降低处理温度和时间,提高化学元素的渗入深度和浓度)(图2),从而为利用纳米技术赋予材料高性能和多功能提供一条切实可行的途径。 目前,本所与法国合作已开发出多种制备技术和设备,并在多个国家申请了多项发明专利,研究成果居国际前沿.在大量前期工作的基础上,已开始与大企业合作进行产业化探索。 二、主要技术指标： 表面纳米化处理 温度: 室温 时间: 几十秒～几十分钟 纳米层厚度: 10～100 微米 化学处理 温度: 低于常规处理温度100～300°C 时间: 约为常规处理时间的1/3～2/3 三、应用范围： 各种工程金属材料(零部件)的表面纳米化处理及化学处理(如渗N、Cr、Al等),以提高材料的表面性能和整体综合性能,如强度、硬度、疲劳、耐磨性和耐蚀性等。 四、市场前景及经济效益预测： 工程金属材料用量大、用途广,而表面纳米化技术简单、处理成本低、对各种工程金属材料均具有普适性,它能有效地实现材料结构功能一体化设计,为传统工程金属材料赋予高性能和多功能,因此有着无限的市场开发空间。 五、合作方式: 联合开发。