中文摘要：

材料表面渗层仍是提高零件三大失效方式的主要手段，尚未有比它更好的技术。渗层受介质分解、原子或离子在表面的吸附与扩散所控制，故探求和发展加速三个过程的手段与方法，始终是表面渗层制备的核心问题。而微波在材料合成与加工、微波化学、微波冶金等方面应用与研究证实具有高效、节能、提高材料性能等特点，能显著加速反应过程，增强扩散速率及降低反应温度和选择性加热，这正是材料表面渗层制备中所期待的。本项目以材料表面渗硼为研究内容，研究微波高效渗硼的工艺性能，渗层的组织结构性能及渗层的形成机制，借助于渗层与界面精确分析，研究材料与微波相互作用的热效应与非热效应，开拓微波表面处理的新领域，同时为微波非热效应提供精确的实验印证。

结论摘要：

渗硼一般要在较高温度，保温数小时才能实现，这是介质的分解吸附与扩散决定的。如何加快这三个过程始终是材料表面渗层制备的核心问题。而微波具有加速化学反应，促进物质扩散，降低处理温度等效应。目前未见微波用于化学热处理。本项目在微波场下成功地在钢铁表面制备了不同厚度地渗硼层，并对渗硼层的形成，组织，性能等进行研究。结果表明(1)渗硼介质在微波场下的温度行为与微波功率，介质质量有关，控制功率和调整介质质量可以控制处理温度；(2)微波场下渗硼层的生长速率要大于常规渗硼层的组织结构与工艺有关；(3)微波场下的渗硼层形成所需的硼原子来源于介质分解活性硼原子和气台硼化物的分解，其共同作用时渗层的形成速率远远大于单纯气态硼化物分解形成的速率；(4)微波渗硼的耐磨性好于常规渗硼，耐腐性的优劣与腐蚀介质有关；(5)微波渗硼层的形成仍符合抛物规律，但碳对渗层的形成影响要小于常规渗硼；(6)微波渗硼的扩散激活能为2.66×105J﹒mol-1，与常规渗硼为同一数量级，但扩散常数为1.63×10－1m2s-1，远大于常规渗硼，这为微波效应的存在提供了佐证。