纳米铁渗氮热力学和渗氮层生长动力学研究

纯铁样品经表面机械研磨处理后能在表面形成大约20微米厚的纳米晶层。该纳米层在300摄氏度（远低于粗晶铁的渗氮温度）的氨气气氛中保温9小时可实现低温渗氮，一些氮化物（Fe2-3N）的临界形成氮势也明显降低。可见纳米铁具有不同于传统粗晶铁的渗氮行为。本项目针对这些实验现象，采用新近开发的可控气氛渗氮炉深入研究不同氮势条件下纳米铁氮化物的形成规律，通过穆斯堡尔谱和X射线衍射分析确定氮化层的相组成、电子探针测量氮原子的浓度分布、扫描电镜和透射电镜观察确定渗氮层的厚度和结构等项实验，弄清纳米化（主要是大量晶界的存在）对渗氮热力学和渗氮层生长动力学的影响，揭示引起其渗氮行为变化的主要原因。本研究成果不仅对纳米铁渗氮行为深入理解具有重要的理论与实际意义，而且对整个工业渗氮过程的改进具有特别的促进意义，研究结果可望丰富和拓展传统的渗氮理论。