高剂量氮离子注入技术显著提升2195铝锂合金摩擦学性能与耐腐蚀性研究

来自材料科学领域的研究人员通过30 keV氮离子注入技术，系统研究了2195铝锂合金的微观结构与性能变化。研究发现，注入后虽出现表面软化现象，但摩擦系数降低（最优剂量5×1015 ions/cm2），磨损和腐蚀抗力显著提升，腐蚀电流密度降低两个数量级，腐蚀速率减少62%，为航空航天材料改性提供有效策略。

　　

氮离子注入技术被应用于2195铝锂合金（Al-Li alloy）的表面改性，以能量30 keV进行轰击。通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）及摩擦学测试仪的系统分析，发现注入虽引发材料表面软化，却同步显著提升了合金的耐磨性与耐腐蚀性。

随着注入剂量增加，摩擦系数呈现先降后升的趋势，并在剂量为5×10¹⁵ ions/cm²时达到最优磨损性能。腐蚀性能亦随剂量增加而持续改善：相较于未处理基材，注入样品的腐蚀电流密度下降两个数量级，腐蚀速率降低62%。尽管未检测到氮化物形成，但研究证明高剂量氮离子注入是提升铝锂合金综合表面性能的有效手段。

图像摘要部分进一步强调，氮离子注入显著改善了铝锂合金的电化学腐蚀抗力和浸泡腐蚀抗力，同时优化了其摩擦学行为，为高端工业材料的表面工程提供了重要参考。

作者声明无利益冲突。