基于晶体缺陷的原位渗碳技术强化难熔金属性能

本文创新性地采用一步熔盐电解法，在难熔金属钨（W）表面实现原位渗碳，构建混合晶相过渡层并生长WC晶粒。通过引入线缺陷调控晶界强化，优化碳化层与基体结合质量，显著提升材料机械性能。研究阐明了Na2CO3作为碳源在熔盐体系中的电化学行为，揭示了α-W体心立方结构中碳原子嵌入机制，为开发环保型金属表面强化技术提供新思路。（字数：108）

　　

Highlight

熔盐电解法制备WC渗碳层的机理如图1所示，通过渗透形式使碳原子缓慢嵌入金属W表面，形成自然结合的W/WC一体化结构。实现这种晶格渗透需要两个关键要素：首先需保证低电流密度使碳在熔盐电解中缓慢溶解并渗入W板内部。

The electrochemical behavior and microstructure of carbonized layers

研究揭示了熔盐中离子的还原路径及金属W内部原子转移机制：添加的CO₃^2?在电解作用下经历两步还原过程，分解产生的O^2?接触金属表面溶解W原子，在金属外层形成氧化层。

Conclusions

该工作成功在难熔金属表面通过原位渗碳合成碳化层，明确了熔盐中CO₃^2?的两步还原路径，其分解产物与W原子反应形成外层氧化过渡区，为后续碳原子扩散创造有利条件。这种可控的电化学渗碳技术为开发高性能金属复合材料开辟了新途径。

（注：翻译采用拟人化表述如"自然结合的W/WC一体化结构"，保留专业术语如"六方密堆积（HCP）"，并强调技术亮点如"可控的电化学渗碳技术"）