?1．離子化學(xué)(xué)熱處理的機(jī)理與組織性能研究 離子化學(xué)(xué)熱處理是在低溫等離子體中進(jìn)(jìn)行的，存在各種高能離子、高能電子以及高能中性原子等粒子，因而決定了離子化學(xué)(xué)熱處理反應(yīng)的復(fù)雜性。
關(guān)(guān)于離子化學(xué)(xué)熱處理的機(jī)理，目前公認(rèn)觀(guān)點(diǎn)(diǎn)大致有以下幾種：
(1)濺射與沉積理論這是1965年J.Kölbel在研究和完善B.Berghous的離子轟擊模型的基礎(chǔ)上提出來(lái)(lái)的，他認(rèn)為：離子滲氮時(shí)(shí)，滲氮層是通過(guò)(guò)陰極濺射反應(yīng)而形成的。
(2)分子離子理論 1973年，M.Hudis根據(jù)4340鋼在濺射很弱的情況下，仍然可以得到顯著(zhù)的硬化效果這一事實(shí)(shí)得出：在離子滲氮時(shí)(shí)，雖然濺射很明顯，但這不是主要的控制因素，對(duì)滲氮起決定作用的是氮?dú)浞肿与x子化的結(jié)果，并認(rèn)為氮離子也能滲氮。
(3)中性氮原子模型 1974年，G.Tibbetts在N2-H2混合氣離子滲氮時(shí)(shí)，于試樣外加一網(wǎng)(wǎng)狀柵極，以濾掉轟向試樣的正離子，只讓不帶電荷的中性粒子到達(dá)試樣。試驗(yàn)表明，有、無(wú)(wú)柵極的狀況下，滲氮效果相同。因此，G.Tibbetts認(rèn)為，對(duì)離子滲氮起作用的實(shí)(shí)質(zhì)(zhì)上是中性氮原子，NH2+離子的作用是次要的。
(4)活性氮原子碰撞離析理論這是我國(guó)學(xué)(xué)者在20世紀(jì)80年代提出的，他們認(rèn)為，活性氮原子在離子滲氮過(guò)(guò)程中起決定作用。 從上述幾種離子化學(xué)(xué)熱處理機(jī)理不難看出，各種結(jié)論都是在相對(duì)獨(dú)立的條件下得到的，過(guò)(guò)于強(qiáng)調(diào)某一種粒子的作用，弱化了其他粒子的貢獻(xiàn)。離子滲氮顯然不同于氣體滲氮，等離子場(chǎng)(chǎng)組成復(fù)雜，各種粒子交互作用，共同完成了離子滲氮過(guò)(guò)程。在一般狀況下(而不是某種特定的試驗(yàn)條件)，哪一種粒子的貢獻(xiàn)更大，仍然是值得深入研究的。 對(duì)離子化學(xué)(xué)熱處理后所獲得的各種滲層組織與性能的研究，我國(guó)的科技工作者一直沒(méi)(méi)有停止這方面的工作。由于處理過(guò)(guò)程在低壓無(wú)(wú)氧化的氣氛中進(jìn)(jìn)行，較之于常規(guī)化學(xué)(xué)熱處理，其滲層質(zhì)(zhì)量更好，綜合力學(xué)(xué)性能更高，特別是離子滲氮層組織結(jié)構(gòu)可控的特點(diǎn)(diǎn)，在實(shí)(shí)際生產(chǎn)(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。如通過(guò)(guò)調(diào)整爐氣成分可獲得耐蝕性較好的單一ε相結(jié)構(gòu)或韌性較高的單一γ′相結(jié)構(gòu)的化合物層；為減小高速鋼滲氮處理后脆性增加的問(wèn)(wèn)題，可改變工藝參數(shù)，以獲得無(wú)(wú)化合物層的滲層結(jié)構(gòu)等。近幾年，許多單位又在復(fù)合處理方面下了較大功夫，尤其是對(duì)離子滲硫(及其復(fù)合處理)層的組織和性能進(jìn)(jìn)行了大量研究，使得該項(xiàng)技術(shù)(shù)得以長(zhǎng)(cháng)期發(fā)(fā)展。