|
作者简介 徐重教授，1937年8月出生于江苏省宝应县，曾任太原理工大学表面工程研究所所长、教授、博士生导师。材料加工工程国家重点学科、博士点首席学科带头人。兼北京科技大学，北京师范大学教授，博士生导师。南京航空航天大学特聘教授，博士生导师。被授予“全国先进工作者”、“国家有突出贡献专家”、“山西省科技功臣”等称号，获“五一”劳动奖章。三次被评为山西省特等劳动模范。
1930年，德国B.Berghuas是人类历史上，首位采用辉光放电现象而发明“离子渗氮技术”的科学家。该技术是世界公认的材料表面技术中最重要的发明之一。但这项技术只能应用于氮、碳、硫等非金属元素。近一个世纪以来，人们曾经尝试将辉光放电现象应用于大量的固体合金元素，但都没有取得成功。 为了打破离子渗氮技术的局限性，徐重教授在多年研究离子氮化的基础上，发现双辉光放电现象，并采用该现象发明了“双辉光等离子表面冶金技术”（Double Glow Plasma Surface Metallurgy，在美国被称为“Xu-Tec Process）。该技术在低真空条件下，应用辉光放电的离子轰击、溅射、空间传输、沉积和扩散，在金属材料表面形成具有特殊理化性质的合金层。该技术的全过程都是应用物理现象，故没有任何污染，是一项典型的资源节约型及零污染技术。 大量的实验研究已经证明，Xu-Tec技术可以利用化学元素周期表中的任何元素，包括固体合金元素和非金属元素及其组合，在导电金属材料表面可以形成无数种具有优异物理化学性能的合金。最近，该技术已引起美国，德国及英国科学界的高度重视和兴趣。美国物理研究所（AIP-American Institute of Physics）已承认和认可这一项技术是“当代的点金术”（“A Modern-Day Alchemy”）。 为了提高各种金属材料及可导电材料的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温氧化性，采用Xu-Tec技术已经成功制备了以下表面合金。 1、在碳钢表面形成的表面合金： 单元素合金：钨、钼、镍、铬、铝、钛、铌、锆、钽、钒、铂、钴、金等 多元素合金：钨钼合金，镍铬，铬铌，铝铬钨钼钛、钴钨钼、铝铬铌、镍铬钼铌、镍铬钼铜等；可以形成高速钢、不锈钢、镍基合金、超合金等。 2、钛合金表面形成的表面合金： 单元素合金：Mo，铬、锆、铌、钽、铂、钯。 多元素合金：Cr-Ni，Ti-Mo，Al-Y，Al-Cr，Mo-N，Zr-Er，Zr-Y，Cr-Co-Ni-Al-Ti-Y。 3、Ti-Al金属间化合物表面形成的表面合金： 单元素合金：Nb、W、Mo、Cr、Ta等 多元素合金：镍铬合金，铬钨，铬钼，铬铌，锆钇和Cr/CrC等。 4，在其他金属材料表面形成的表面合金： 铜和铜合金表面的钛、镍和钽合金。 Inconel 718合金表面的Ni-Co-Cr-Al-Y合金。 铌合金表面的Ir、Mo和Fe-Cr-Mo-Si合金。 Mo表面的Ir、Nb和Ir-Zr合金。 W表面的Ta和W-Ta-V-Cr合金。 Zr表面的CuZr2合金。 Ta表面的CrSi合金。 5，金属表面梯度陶瓷化，可增强金属与陶瓷的结合力。 碳钢表面的梯度陶瓷：如TiN、WC、TiC和Ti（CN）。 钛合金表面梯度陶瓷：如TiN、ZrC、ZrCN、TiSiN等。 6，陶瓷表面金属化，可实现陶瓷与金属的焊接。 TiSi30和Si3N4陶瓷表面的Ti、Zr、W等金属层。 金刚石表面的Ta、W、Mo、Ti、Ni、Cu合金 C/C复合材料表面的Mo、W、Ta、Fe-Al-Cr合金，WC表面的Ir合金等。 7，在不锈钢表面渗入铜、银，可形成抗菌不锈钢。 8，在钢铁材料表面形成钨，钼合金层，解决了在钢铁材料表面制备金刚石薄膜的难题。 近年来，Xu-Tec技术已经成功地在金属合金或半导体表面形成了功能化层，例如氧化石墨烯膜，纳米晶Nb层，W / Ta多层，SiC / TaxC双层涂层，Ta合金层。石英，蓝宝石等可应用于光电，高温氧化，超硬材料等许多领域。 双辉光等离子表面冶金技术于1985年获得美国专利权；1989年获得美国“能源相关发明计划”（项目）和“小企业创新计划”（项目）。1992年，获得国家发明二等奖。1994年，被中国科技部列为15项“重大关键技术项目”之一。 采用“双辉光等离子表面冶金技术”，研制成功新型的“双辉光等离子表面冶金镍铬合金耐蚀钢板”。“双辉光等离子表面冶金高速钢锯条”等。此外，对直径450mm×300mm的胶体磨进行了W-Mo合金化和渗碳处理，使其使用寿命提高了5倍。 Xu-Tec技术至今仍然是世界上最先进、最实用、最强大的表面合金化技术。该技术在机械制造、交通运输、家用电器、海洋工程、航空航天等领域具有广阔的应用前景。 为了推动这一项技术的发展，作者出版了两本详细介绍该技术的专著：①2008年由科学出版社出版的“等离子表面冶金学”；②2017年由德国斯普林格（Springer）出版社出版的“PLASMA SURFACE METALLURGY with Double Glow Discharge Technology---Xu-Tec Process”。 双辉光等离子表面冶金技术开辟了“等离子表面冶金学”的新领域，是在材料表面合金化领域的重大突破，是金属材料和机械制造领域的原创基础共性发明技术。该技术可以大幅度提高金属材料的表面性能，全面提升机械制造产品的质量和寿命，为人类节约大量珍贵的合金元素，创造巨大的经济效益，造福于全人类。 *感谢论文作者团队对本文的大力支持。 |
|
|
