地质界根据探测资料论定:大陆地壳比海洋地壳厚,它为双层结构,由上面的硅铝层和下面的硅镁层(即花岗岩层和玄武岩层)构成;大洋地壳则比大陆地壳薄,大都只有硅镁层一层,基本缺失硅铝层,仅少数洋区有硅铝薄层。这是什么原因造成的?一般的地质书籍均避而不谈,有的则说其中奥秘有待人们去探索。笔者就此问题进行研究认为,大洋地壳基本缺失硅铝层的实质,是原本完整的硅铝层破裂碎散了,造成这种情况的机制只有两种:一种是“地球膨胀”,即原始地壳仅硅铝层一层,后地球膨胀,地壳破散,之后,液态硅镁层才凝成固态;另一种是“外星撞击”,即在某地质年代,一颗外星撞击地球,使只有硅铝层一层的原始地壳破裂碎散,之后,硅镁层才凝成固态。但根据一些地质现象进行分析,很可能是这两种机制综合作用遂使大洋地壳基本缺失硅铝层,其中“外星撞击”是主要因素。现分几步加以阐述
渗硅工艺及渗层组织的研究 姚彦桃 （河北理工大学轻工学院07q轧钢1 35 ） 摘要本文研究了渗硅，金属渗硅，气体渗硅，液体渗硅等工艺，各渗层组织的性能，介绍了个试验参数对渗硅层厚度和性能的影响。关键词渗硅渗层组织性能 0前言 渗硅是指以硅原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性，如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。将金属工件放在含有渗入金属元素硅的渗剂中,加热到一定温度，保持适当时间后,渗剂热分解所产生的渗入元素的活性原子便被吸附到工件表面，并扩散进入工件表层，从而改变工件表层的化学成分、组织和性能。 1渗硅工艺 渗硅工艺可用固体法、液体法和气体法，应用较多的是固体粉末渗硅，此外还有真空渗硅、流动粒子炉渗硅、机械能助渗硅等]1[。 1.1固体渗硅
固体渗硅常用粉末法，供硅剂是硅铁，活化剂是氯化铵，填充剂用石墨、耐火土、氯化铝。如：80%硅铁+12%氯化铵+8%氯化铝，渗层多孔，孔隙率46%~54%，有减摩作用。在固体渗剂中加入一定量的氯化镁、氯化钙或氧化铁可减少、甚至消除渗硅层的孔隙，如80%硅铁+12%氯化铵+4%氯化镁+4%氯化钙，于1000~1050℃，保温3～6 h, 渗硅层厚度为0.10～0.15 mm,硬度为360HV,表面层致密无孔隙,抗蚀性明显提高，在10% HCl溶液中，比未渗硅的试样提高17倍。40%～60%硅铁＋3%NH 4 Cl+38%石墨1050℃×4h，渗硅层厚度为0.9～1.1mm，渗剂不黏结。 硅粉＋3% NH 4 Cl，；（900～1100）℃×4h，用于钛渗硅，形 成0.05～0.127 mmTiSi 2、 Ti 5 Si 4 渗硅层。 1.2机械能助渗硅 山东大学用自己研制的设备和渗剂进行机械能助渗硅，将渗硅温度由常规的1000℃左右，降低至480～600℃，45钢540℃ ×4h获得60 um渗硅层，组织为Fe 3 Si相无孔的白亮层，含 Si18%，硬度为700HV 1.0 。机械能助渗硅温度低、时间短、节能效果显著，很有应用前途。 1.3液体渗硅 液体渗硅有电解法和非电解法。 非电解法常用的盐浴成分为65%（2/3 Na 2SiO 3 +1/3 NaCl）混合盐+35% SiC，于950～1050℃保温4～6 h，渗硅层厚度为80～140um。也可用
固体粉末包埋渗铝概念 渗铝是金属材料表面化学热处理的一种方法，是把钢制工件或介质加热到一定温度使铝原子渗入并扩散到钢材基体内的过程。根据不同的使用要求、渗铝可在碳钢、低合金钢及高铬镍合金钢基体上进行。这些材料经过渗铝后，在其表面形成一层具有特殊性能的铁—铝合金层，从而提高材料的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。渗铝的方法有多种，一般按处理过程的介质状态，操作方法及加热手段可分为：固体粉末包埋扩散渗铝；液体热浸扩散渗铝；气体渗铝；涂刷和喷涂渗铝；静电喷涂渗铝；电泳沉积渗铝；熔融盐电解渗铝；中频高频料浆快速感应渗铝等多种方法。其中应用最多的是固体粉末包埋扩散渗铝和液体热浸扩散渗铝两种方法。凡钢材需要弯曲焊接等再加工的一般均采用固体粉末包埋扩散渗铝方法。 渗铝钢的性能 1、机械性能 总体上说，渗铝钢的机械性能取决于母材的机械性能，但在钢材表面进行渗铝后，虽然渗层很薄，但渗层的机械性能同母材的机械性能相差很大，对其基体材料的机械性能或多或少都会产生一些影响。材料表面经过渗铝后，在表面形成一层铁—铝合金层，这层合金层硬度非常高，并且很脆。但是由于渗层厚度有限，对于结构件来说，不会对使用性能产生什么影响，但是对于受压元件来说，就不得不考虑渗层对机械性能的影响，为了尽可能减少渗层对机械性能的影响程度，从两个方面加以控制，第一是调整渗剂配方，使渗层硬度降低，改善渗铝层的机械性能；第二是控制渗层厚度，在满足需要的前提下尽可能减小渗铝层的厚度，渗层薄对机械性能自然影响就小。定性上说渗铝对母材机械性能影响大小决定于渗厚度与母材厚度的比值，对于渗后做承压部件或受力部件的管材单面渗铝层厚与母材厚度的比值不宜超过0.07、且不大于0.20mm，对于双面渗铝的管材或型钢，渗铝双面厚度之和与母材厚度的比值不宜超过0.12，且每面渗层不超过0.20mm。对于薄壁管材和轻型型钢、渗铝层对机械性能影响大一些，对于厚壁管和普通型钢渗铝层对整体机械性能影响很小。因此当薄壁渗铝管材或型材用于承压或受力元件时，必须考虑渗层对该材料整体机械性能的影响。实际上关于渗铝层对机械性能的影响是一个技术问题，作为一种新材料，从技术角度必须考虑和解释清楚渗铝对材料机械性能的影响问题。在实际应用中作为普通换热器，换热管的强度问题并不是主要问题，所以渗铝后对换热管的机械性能的影响一般可以不予考虑。对于一些高压或有特殊用途和特殊要求的换热器，应当把渗铝影响材料机械性能因素考虑在内。 碳钢基体渗铝材料可以进行冷热成型，在冷态拉伸长度不超过8%，在加热到760℃以上时拉伸不超过25%时不影响渗层质量。不锈钢和其它高铬镍合金钢不允许冷成型，热成形时需加热到较高温度。 2、抗腐蚀性能 渗铝钢在240℃以上，具有很强的抗H2S、SO2、SO3和RCOOH的腐蚀能力，在同等条件下，渗铝层的铝含量在15%（wt）以上，其耐蚀性比18-8级不锈钢高三倍以上。当渗层铝含量达到20%（wt）以上时，其抗高温硫的腐蚀能力远远高于含铬28%的不锈钢。在石油加工过程中，在240℃以下原油中的有机硫化物未分解、故不存在严重的硫腐蚀问题。在240℃～340℃之间、原油中的有机硫化物开始分解，生成H2S，并随着温度的升高而腐蚀加重，反应式 H2S+Fe→FeS+H2 当温度从340℃～400℃时，H2S开始分解，此时腐蚀反应式为： H2S→H2＋SFe+S→FeS 在有RCOOH作用下，腐蚀进一步加剧。这是因为： 2RCOOH+Fe→Fe(RCOOH)2＋H2↑ FeS+2RCOOH→Fe(RCOOH)2＋H2S↑ 环烷酸（RCOOH）在220℃以下不发生腐蚀，以后随着温度升高腐蚀增加，在270℃～280℃腐蚀最大，温
固体渗硅工艺研究 1.前言 在沸腾的酸性介质中，一般钢铁或不锈钢很快就被腐蚀甚至完全溶解，故在化工机械方面有许多设备零件要采用贵重的合金或高铬镍不锈耐酸钢制造。但这些合金和铬镍是希缺的合金材料。高硅铸铁(14~18%硅)虽有良好的抗蚀性能，但其性脆，不能锻造，也很难切削加工，加之铸件废品率高，在工业上难以广泛使用。在当前我国石油化工等工业部门飞速发展的大好形势下，多快好省地发展耐酸蚀的材料，是一个急待解决的问题。 钢渗硅后，心部有一定韧性和强度，其表面则具有高硅铸铁耐腐蚀、耐磨损的特点，且对氧化性的硫酸、硝酸及大多数盐类具有良好的抗蚀性，并且其耐热性、耐磨性也较好。实践证明，低碳钢经渗硅处理后，在某些情况下可以代替贵重的高铬镍合金不锈耐酸钢使用。从节约合金材料，立足国内资沉以及降低化工机械成本等方面来看，.渗定的时间后，观察油样的变化。 一、仪器及材料 1.元底试管带橡皮塞:高度160±10毫米，内径20±1毫米，三支。 2。电热恒温箱((0~200 ℃)一台。 二、实验步骤 3。将盛油试管取出，慢慢的将其倒转，又还原，如此操作六次，然后在室温下静置一小时。 三、试验结果评定 将以上经过试验操作的油样，在白色光线下进行观察，三个试管均不应显示相的变 化或分离的痕迹，即为合格。 附录2 防锈油脂磨削物测稳定方法(草案)(同S Y 1575-77S附录2) 附录3 置换型防锈油重迭面防锈性测定方法(同S Y 1575-77 S附录5) 硅工艺具有一定的政治、经济意义。 本文介绍以还原性反应为主的固体渗硅工艺及低碳钢固体渗硅试件的抗酸性能和生产试用情况，以期引起有关方面的一教视，使渗硅这一工艺进一步发展和在生产上得到更广泛的应用。由于我们对不少问题尚未深入研究，错误之处，请批评指正。 二、渗硅方法的选择 固体渗硅的研究，在国外已有几十年的历史（1），但至今仍未能用于生产（2）。我们对各种渗硅的方法进行了试验分析。实践证明，以氢气为携带气体(H2+ SiC14)以还原性反应为主（3）的气体渗硅方法抗腐蚀性能较好，而所谓经典的固体渗硅(Si+SiO2+NH4C1)方法的抗腐蚀性能较差。可是从目前生产条件来看，固体渗硅工艺简单，容易实现。 毛主席教导我们：“一切矛盾都依一定条件向它们的反面转化。”如果能够试验出一种以还原性反应为主的固体渗硅剂，是有可能解决固体渗硅工艺的质量问题的。在实践中，我们先后试验得出两组效果较好的以碳、氢和碱金属钾、钠为还原剂的固体渗硅工艺。初期试验的渗硅剂是由硅铁+石墨+氟化钠+木炭所组成，渗剂中的木炭和石墨在高温下与氟作用生成大量的活性碳原子（4），起清洁工件和作为渗剂以及促进渗硅作用。以后又以氟化氢钾代替木炭，将原来的渗硅剂进一步改进为硅铁+石墨+氟化钠+氟化氢钾。 由于氟化氢钾比木炭的还原性更强，所得渗硅层与莱休结合得更好，抗酸性能也有 很大的提高，上述两组渗硅剂基本上具有相同的工艺性能。 三、渗硅机理 在上述渗硅剂中，由于有碳和双暇催化作用，渗硅层的形成机理是很复杂的，有关 这方面的资料报导也很少见，我们对此还没有深入研究。渗硅过程可以认为有以下反应
铝合金表面处理的方法及应用 作者姓名：侯建宇 专业班级：材控08-2 指导老师 专业技术职务
目录 摘要 (2) 前言 (2) 1化学转化膜处理 (2) 1.1阳极氧化法 (2) 1.2化学氧化法 (2) 1.3稀土转化膜 (3) 1.4微弧氧化法 (3) 1.5有机硅烷化处理 (3) 1.6电泳涂漆处理 (3) 1.7磷化底漆处理 (4) 2.1激光处理 (4) 3.1离子注入 (4) 4.1热喷涂 (4) 5.离子束处理 (4) 5.1等离子体浸没注入 (4) 5.2磁控溅射 (5) 5.3双层辉光离子渗金属 (5) 6复合技术 (5) 7结语 (5)
摘要：综述了铝及铝合金表面处理技术的研究进展,讨论了铝及其合金表 面处理的各种方法,并对它的应用前景进行了简述。 关键字：铝合金；表面处理；应用前景 前言 对铝及其合金进行表面处理产生的氧化膜具有装饰效果、防护性能和特殊功能,可以改善铝及其合金导电、导热、耐磨、耐腐蚀以及光学性能等。因此,国内外研究人员运用各种方法对其进行表面处理,以提高它的综合性能,并取得了很大进展。目前,铝及其合金材料已广泛地应用于建筑、航空和军事等领域中。本文分类论述了铝及其合金材料表面处理 的主要方法。 1 化学转化膜处理 金属表面处理工业中的化学转化处理时使金属与特定的腐蚀液接触，在一定条件下，金属表面的外层原子核腐蚀液中的离子发生化学或电化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的难溶的腐蚀生成物膜层。换言之，化学转化处理是一种通过除去金属表面自然形成的氧化膜而在其表面代之以一层防腐性能更好、与有机涂层结合力更佳的新的氧化膜或其他化合物的技术。 1.1 阳极氧化法 铝的阳极氧化法是把铝作为阳极,置于硫酸等电解液中,施加阳极电压进行电解,在铝的表面形成一层致密的Al2O3膜,该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。阳极氧化时,氧化膜的形成过程包括膜的电化学生成和膜的化学溶解两个同时进行的过程。当成膜速度大于溶解速度时,膜才得以形成和成长。通过降低膜的溶解速度,可以提高膜的致密度。氧化膜的性能是由膜孔的致密度决定的。 1.1.1 硬质阳极氧化铝的硬质阳极氧化是在铝进行阳极氧化时,通过适当的方法,降低膜的溶解速度,获得更厚、更致密的氧化膜。常规的方法是低温(一般为0℃左右)和低硫酸浓度(如<10%H2SO4)的条件下进行,生产过程存在能耗大、成本高的缺点。 改善硬质阳极氧化膜的另一种方法是改变电源的电流波形。氧化膜的电阻很大,氧化过程中产生大量的热量,因此,传统直流氧化电流不宜过大,运用脉冲电流或脉冲电流与直流电流相叠加,可以极大地降低阳极氧化所需要的电压,并且可使用更高的电流密度,同时还可以通过调节占空比和峰值电压,来提高膜的生长速度,改善膜的生成质量,获得性能优良的氧化膜。 1.1.2复合阳极氧化复合阳极氧化法是一种新型的阳极氧化技术。日本的吉村长藏等[4]往铝阳极氧化液中添加一些难溶粉体,发现氧化膜的厚度,硬度均有很大变化。曾凌三、梁东[5]也做了类似的实验,结果发现这些难溶粉体表面带电状态和膜层表面之间发生电化学反应,粉体沉积在膜层中,同时也有一部分粉体在机械搅拌作用下进入膜孔内,氧化膜的性能改变取决于粉体的性质和悬浮浓度。 1.2 化学氧化法 在一定温度下，通过化学反应在率零件表面生成一层薄的氧化膜，称为绿的化学氧化法。
渗铝使一种或多种金属原子渗入金属工件表层内的化学热处理工艺。将金属工件放在含有渗入金属元素的渗剂中,加热到一定温度，保持适当时间后,渗剂热分解所产生的渗入金属元素的活性原子便被吸附到工件表面，并扩散进入工件表层，从而改变工件表层的化学成分、组织和性能。与渗非金属相比,金属元素的原子半径大,不易渗入，渗层浅，一般须在较高温度下进行扩散。金属元素渗入以后形成的化合物或钝化膜，具有较高的抗高温氧化能力和抗腐蚀能力，能分别适应不同的环境介质。 渗金属的方法主要有固体法（如粉末包装法、膏剂涂渗法等）、液体法（如熔盐浸渍法、熔盐电解法、热浸法等）和气体法。金属元素可单独渗入，也可几种共渗，还可与其他工艺（如电镀、喷涂等）配合进行复合渗。生产上应用较多的渗金属工艺有：渗铝、渗铬、渗锌、铬铝共渗、铬铝硅共渗、钴（镍、铁）铬铝钒共渗、镀钽后的铬铝共渗、镀铂（钴）渗铝、渗层夹嵌陶瓷、铝-稀土共渗等。 渗铝钢铁和镍基、钴基等合金渗铝后，能提高抗高温氧化能力，提高在硫化氢、含硫和氧化钒的高温燃气介质中的抗腐蚀能力。为了改善铜合金和钛合金的表面性能，有时也采用渗铝工艺。 渗铝的方法很多。冶金工业中主要采用热浸、静电喷涂或电泳沉积后再进行热扩散的方法，大量生产渗铝钢板、钢管、钢丝等。静电喷涂或电泳沉积后，必须经过压延或小变形量轧制，使附着的铝层密实后再进行扩散退火。热浸铝可用纯铝浴，但更普遍的是在铝浴中加入少量锌、钼、锰、硅，温度一般维持在670℃左右,时间是10～25分。机械工业中应用最广的是粉末装箱法，渗剂主要由铝铁合金（或纯铝、氧化铝）填料和氯化铵催化剂组成。 渗铝主要用于化工、冶金、建筑部门使用的管道、容器,能节约大量不锈钢和耐热钢。在机械制造部门,渗铝的应用范围也不断扩大。低碳钢工件渗铝后可在780℃下长期工作。在900～980℃环境中，渗铝件的寿命比未渗铝件显著提高。18-8型不锈钢和铬不锈钢渗铝后，在594℃硫化氢气氛中,抗腐蚀能力比未渗铝的大大增加。760℃ 时在含铅燃料燃烧产物的腐蚀下工作的汽车排汽阀，或是在900℃下工作的燃气轮机叶片,渗铝后的腐蚀抗力都有明显增加。 渗铬碳素钢和合金钢（包括耐热钢和高温合金）在渗铬后，可提高耐蚀、耐磨和抗高温氧化性能。 渗铬主要有粉末法、气体法和熔盐法，其中以粉末法在工业上应用较多。粉末渗剂由铬粉、卤化铵和氧化铝组成。渗铬温度1000～1100℃，保温时间一般为4～8小时。渗铬后的镍基合金,在850℃时有相当高的抑制硫化物腐