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離子氮化原理是怎樣的?

信息來源:http://www.gzzyw.com.cn/ 作者:離子氮化爐公司 發(fā)布時(shí)間:2021-05-25 17:22

  離子氮化又稱輝光滲氮,是利用輝光放電原理進(jìn)行的。輝光放電是當(dāng)氣體越過電暈放電區(qū)后,若減小外電路電阻,或提高全電路電壓,繼續(xù)增加放電功率,放電電流將不斷上升。同時(shí)輝光逐漸擴(kuò)展到兩電子之間的整個(gè)放電空間,發(fā)光也越來越明亮。當(dāng)電子能f提高,也就是增強(qiáng)電場的操作參數(shù),則能使電暈放電過渡到輝光放電。


  離子滲氮向工件表面滲入的氮原子,不是像一般氣體那樣由氨氣分解而產(chǎn)生的,而是被電場加速的粒子碰撞含氮?dú)怏w分子和原子而形成的離子在工件表面吸附、富集而形成的活性很高的氮原子。


  離子滲氮時(shí),工件放在爐內(nèi)的陰電子盤上,接上電源抽真空,當(dāng)爐內(nèi)壓力降到6Pa左右時(shí),充入氨氣,使?fàn)t內(nèi)壓保持在1.3×102—1.3×103Pa范圍內(nèi)。由于爐內(nèi)壓力低,隨后又經(jīng)過加熱作用,進(jìn)入爐內(nèi)的氨氣將發(fā)生分解:2NH3=N2+3H2爐內(nèi)反應(yīng)所得到的氣體的體積分?jǐn)?shù)為的低壓環(huán)境。


  在以含氮?dú)怏w的低真空爐體內(nèi)的條件下,氣源通常采用純氨,也可采用分解氨。把金屬工件作為陰電子爐體為陽電子,在陰電子(工件)與陽電子(爐體)之間加上高壓(300~900V)直流電源后,稀薄氣體被電離并產(chǎn)生輝光放電,形成氮、氫陽離子,在陰陽電子之間形成等離子區(qū)。在等離子區(qū)強(qiáng)電場作用下,氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。離子的高動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜峁ぜ砻嬷了铚囟取5涞日x子在電場的加速下轟擊零件表面,產(chǎn)生很大熱量以加熱零件,同時(shí)使部分鐵原子濺射出來與氮結(jié)合生成FeN由于離子的轟擊,工件表面產(chǎn)生原子濺射,因而得到凈化,同時(shí)由于吸附和擴(kuò)散作用,繼而分解出活性氮原子向工件內(nèi)部擴(kuò)散而形成氮化層。其在工件表面形成滲氮層,主要有能量轉(zhuǎn)換、陰電子濺射、凝附等具體過程的發(fā)生。


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