提高陶瓷表面耐磨性的一種方法
【專利摘要】本發(fā)明改善陶瓷表面潤滑耐磨性的表面處理方法是利用離子注入機對紅寶石陶瓷進行碳離子注入，造成陶瓷表層的非晶化和陶瓷表面非晶石墨相的產(chǎn)生。表面非晶石墨潤滑相的出現(xiàn)，則會減小了表面電阻和滑動的摩擦系數(shù)，降低陶瓷與鋼的摩擦。陶瓷表層的非晶化使注入層的表面韌性和耐破碎臨界負荷提高，引起紅寶石陶瓷表層的塑性變形，改善了磨損性能。
【專利說明】提高陶瓷表面耐磨性的一種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明敘述了一種改善陶瓷表面潤滑耐磨性的表面處理方法，它是利用離子加速器對紅寶石陶瓷進行碳離子注入的表面改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷材料具有高硬度、高強度以及優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和在高溫下的力學性能優(yōu)良等特點。隨著陶瓷材料的應用向高、精、尖方向發(fā)展，其突出的問題是摩擦系數(shù)和磨損率比較高。因此，陶瓷材料的表面改性正日益受到人們的關(guān)注。金剛石上的T1、Cr離子注入研究結(jié)果表明注入后，能夠明顯改善其表面的耐磨性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種改善陶瓷表面潤滑耐磨性的離子注入技術(shù)，造成陶瓷表層的非晶化和陶瓷表面非晶石墨相的產(chǎn)生，減小陶瓷表面電阻和滑動的摩擦系數(shù)，降低其與鋼的摩擦磨損。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下措施來實現(xiàn):本發(fā)明是將單晶紅寶石切片，依次用28~3微米金剛砂、鉆石膏把樣品拋光成鏡面。在離子注入機上注入碳離子，注入能量50~220千伏，注入靶室靜真空度1.0 X 10_3~1.0 X 10_5帕，束斑直徑50~300毫米，注入束流密度4~120微安/cm2，注入劑量1.0 X IO16~1.0 X IO19碳/cm2，注入時紅寶石基體水冷。
[0005]碳離子注入陶瓷表面引起表層的非晶化和陶瓷表面非晶石墨相的產(chǎn)生，使注入層的表面韌性及耐破碎臨界負荷提高和減小了陶瓷與鋼的滑動摩擦磨損。
[0006]本發(fā)明的陶瓷表面處理方法簡單，陶瓷表面處理后與鋼的摩擦系數(shù)低，應用性強，適合于精密機械、光學儀器、醫(yī)療器械、汽車發(fā)動機、電子機械等工業(yè)的干摩擦運動部件上。本發(fā)明所述的改善陶瓷表面潤滑耐磨性的表面處理方法，具體條件為在200千伏離子注入機上進行碳離子注入，注入能量100千伏，動真空度I~2X10_3帕，束斑直徑50~300毫米，束流密度10~20微安/cm2，注入劑量1.0X IO16~1.0X IO19碳/cm2。
[0007]本發(fā)明的特點如下:
[0008]1.潤滑耐磨性
[0009]SRV摩擦磨損試驗機:球(0 10毫米GCrl5)-盤(注入陶瓷)點接觸往復滑動方式?；?.2毫米，往復頻率20赫茲，載荷20牛頓。碳離子注入紅寶石表面后的摩擦系數(shù)和磨痕寬度(900秒后)如表1。
[0010]表1
[0011]
注入劑量(碳/Cm2) 摩擦系數(shù)磨痕寬度(毫米)
【權(quán)利要求】
1.一種改善陶瓷表面潤滑耐磨性的表面處理方法，包括將單晶紅寶石切片拋光，其特征是用離子注入機對陶瓷表面進行碳離子注入。 離子注入技術(shù)的具體條件為:
注入離子碳、氮
注入能量50 -220千伏
注入靶室靜真空度1.0 XKT3~1.0 X10'5帕
束流光斑直徑Φ50~300毫米
注入束流密度4~120微安/ cm2 注入劑量1.0Χ1014~1.0Χ1019 碳/cm2
注入基體溫度基體水冷。
【文檔編號】C04B41/80GK103664228SQ201210358916
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】袁萍 申請人:無錫慧明電子科技有限公司