中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室盧柯博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,，利用金屬材料的表面納米化技術(shù)在解決金屬材料表面氮化這一重大技術(shù)難題上取得突破性進(jìn)展。近期出版的《科學(xué)》雜志刊登了此項(xiàng)研究成果,。

    表面氮化是一種在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的材料表面處理技術(shù),，通過該技術(shù)可在材料或部件的表面形成一層硬質(zhì)氮化物，以提高表面使役行為,，如耐磨性,、耐腐蝕性等。鋼鐵的表面氮化處理往往需要在500℃以上的高溫下進(jìn)行,，處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí),，不僅耗能，而且許多材料和部件在如此高溫下長(zhǎng)時(shí)間退火后會(huì)喪失其基體性能或出現(xiàn)變形,，因此表面氮化技術(shù)的應(yīng)用受到很大限制,。大幅度降低氮化溫度成為長(zhǎng)期以來表面氮化技術(shù)應(yīng)用中所必須解決的重要技術(shù)“瓶頸”。

    由盧柯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與法國(guó)合作者呂堅(jiān)教授共同提出的新技術(shù),，是對(duì)金屬材料表面進(jìn)行機(jī)械變形處理，通過嚴(yán)重塑性變形使其表層組織細(xì)化至納米量級(jí)，即在塊體金屬表面獲得一層通常只有幾十微米厚的納米晶組織,。

    專家介紹說，表面納米化技術(shù)不但可以大幅度提高塊體材料的表面強(qiáng)硬度,、耐磨性、抗疲勞性能等表面性能,，而且表面層的納米組織可以顯著提高其化學(xué)反應(yīng)活性,，使表面化學(xué)處理溫度下降。

    盧柯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組先對(duì)純鐵進(jìn)行表面納米化處理,，在幾十微米厚的表面層中獲得納米晶組織。然后利用常規(guī)氣體氮化處理在300℃保溫9小時(shí)后成功地實(shí)現(xiàn)了表面氮化,，獲得10微米厚的氮化物層,，而未經(jīng)處理的純鐵在同樣條件下幾乎無氮化物形成。性能測(cè)試結(jié)果表明在300℃下形成的表面氮化層具有很高的硬度,、耐磨性和耐腐蝕性,。

    有關(guān)專家認(rèn)為，這一結(jié)果證明鐵的表面氮化溫度可以利用表面納米化技術(shù)而大幅度下降,，從而使表面氮化技術(shù)的適用面大大拓寬,；同時(shí)也說明通過表面納米化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)材料表面結(jié)構(gòu)選擇性化學(xué)反應(yīng)。專家表示,，這一成果再次顯示納米技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)改造具有重要的推動(dòng)作用,。