Mo/B_4C软X射线多层膜结构特性研究

在 6.7<λ<1 0 .0 nm波段选择 Mo/ B4 C作为多层膜材料 ,并采用磁控溅射法制备出多层膜样品 .这些多层膜样品的周期结构为 3 .3 5 nm～ 5 .5 2 nm.采用 X射线衍射仪和透射电镜 (TEM)对样品的微观结构进行研究 .结构表明 ,这些多层膜样品的结构质量很高 ,并有很好的热稳定性 .

磁控溅射法制备Mo/B_4C软X射线多层膜

用DC和RF磁控溅射法制备出了波长小于 10nm波段的Mo/B4 C软X射线多层膜反射镜。掠入射X射线衍射仪的测量结果表明 ,磁控溅射法有很高的控制精度 ,制备出的Mo/B4 C软X射线多层膜周期结构非常好 ,表 (界 )面粗糙度非常小 ,约为 0 4nm。

磁控溅射法制备极紫外6.8～11.0nm波段Mo/B_4C横向梯度多层膜（英文）

用直流磁控溅射法结合掩模板控制膜厚的方法在Si衬底上制备了工作于6.8～11.0nm波段的[Mo/B_4C]60横向梯度多层膜。利用X射线掠入射反射测试以及同步辐射反射率测试对梯度多层膜的结构及性能进行了测试。X射线掠入射反射测试结果表明,多层膜周期厚度沿着长轴方向从4.39nm逐渐增加到7.82nm,周期厚度平均梯度为0.054nm/mm。对横向梯度多层膜沿长轴方向每隔5mm进行了一次同步辐射反射率测试,结果显示,横向梯度多层膜在45°入射角下的反射率约为10%,反射峰的半高全宽介于0.13nm到0.31nm之间。

高反射率Mo/B_4C多层膜设计及制备

运用遗传算法优化设计了Mo/B4C多层膜结构。入射光入射角度取10°时,设计的理想多层膜膜对数为150,周期为3.59 nm,Gamma值(Mo膜厚与周期的比值)为0.41,峰值反射率为33.29%。采用恒功率模式直流磁控溅射方法制作Mo/B4C多层膜。通过在Mo/B4C多层膜与基底之间增加15 nm厚的Cr粘附层,提高多层膜与基底的粘附力。另外,还采用调整多层膜Gamma值的方法减小其内应力,调整后多层膜结构周期为3.59 nm,Mo膜厚1.97 nm,B4C膜厚1.62 nm,峰值反射率26.34%。制备了膜对数为150的Mo/B4C膜并测量了其反射率,在波长7.03 nm处,Mo/B4C多层膜的近正入射反射率为21.0%。最后对测量结果进行了拟合,拟合得到Mo/B4C多层膜的周期为3.60 nm,Gamma值0.60,界面粗糙度为0.30 nm。

软X射线Mo/B_4C多层膜应力和热稳定性研究

为了实现7nm波段Mo/B4C多层膜反射镜元件的制备,研究了不同退火方式对Mo/B4C多层膜应力和热稳定性的影响。首先,采用直流磁控溅射方法分别基于石英和硅基板制作Mo/B4C多层膜样品,设计周期为3.58nm、周期数为60,Mo膜层厚度与周期的比值为0.4。其次,采用不同的退火方式对所制作的样品进行退火实验,最高退火温度500℃。最后,分别采用X射线掠入射反射、X射线散射和光学干涉仪的方法对退火前后的Mo/B4C多层膜的周期、界面粗糙度和应力进行测试。测试结果表明采用真空退火方式能够有效降低Mo/B4C多层膜的应力,且退火前后Mo/B4C多层膜的周期和界面粗糙度无明显变化,证明Mo/B4C多层膜在500℃以内具有很好的热稳定性。

真空等离子体喷涂B_4C-Mo复合涂层耐磨性能研究（英文）

采用真空等离子体喷涂技术制备了B_4C-Mo复合涂层,并对其耐磨性能进行了研究。与B_4C纯涂层相比,复合涂层结构更为致密,(B,Mo)C过渡相的存在改善了B_4C相与Mo相之间的润湿性,进而有效提高了涂层的抗摩擦磨损性能。此外,Mo在喷涂过程中形成了大量的纳米晶,这也在一定程度上促进了复合涂层耐磨性能的提高。

B_4C/TiC/Mo陶瓷复合材料的力学性能和微观结构

采用热压法制备了B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料,分析了烧结工艺和TiC含量对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能和显微结构的影响。当烧结参数为1900℃,45min,35MPa时,85.3%(质量分数,下同)B4C/10%TiC/4.7%Mo陶瓷复合材料的抗弯强度、韧性、硬度和相对密度分别为705MPa,3.82MPa.m1/2,20.6GPa,98.2%。添加的TiC在烧结过程中与B4C发生化学反应生成了TiB2,利用生成的TiB2与添加的Mo协同增韧补强B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料。

B_4C/TiB_2/Mo喷嘴冲蚀性能及其冲蚀机理

利用热压工艺,成功制备了B4C/TiB2/Mo系列喷嘴。利用SiC磨料,对BMT系列喷嘴进行了冲蚀实验。根据冲蚀实验结果得到了BMT系列喷嘴的冲蚀磨损特性。结果表明,BMT系列喷嘴具备优良的抗冲蚀特性,其体积冲蚀磨损率最低可达0.81×10-3mm3/g。BMT系列喷嘴体积冲蚀磨损率由小到大依次为:BMT21<BMT31<BMT22<BMT23<BMT33<BMT11<BMT12<BMT32<BMT13。采用Abaqus仿真技术,结合扫描电镜技术,分析了BMT32喷嘴的冲蚀磨损机理。结果表明,BMT32喷嘴在入口处的冲蚀机制主要为脆性断裂;在出口处的冲蚀机制主要为疲劳断裂;在中间部分的冲蚀机制主要是微切削。

钼合金表面Zr和B4C反应烧结制备陶瓷涂层

以Zr和B_4C等粉末为原料,采用喷涂和反应烧结方法在钼合金表面形成陶瓷涂层,研究反应烧结工艺对涂层表面形貌、相组成和相结构的影响,再通过硅扩散反应形成抗氧化涂层,研究抗氧化涂层对钼合金在1 500℃静态抗氧化行为的影响。结果表明:钼合金表面Zr-B_4C在1 700℃反应烧结2h形成多孔陶瓷结构,烧结产物主要含ZrC及少量的Mo_2C和MoB等物相。涂层在1 500℃抗氧化寿命达10h以上,1 500℃氧化1 h,质量增加速率为1.175 mg/cm^2。

等离子喷涂碳化硼/钼涂层氚的滞留性能研究(英文)

为了保证核能源的使用安全,对氚在第一壁材料表面的滞留数量以及深度进行定量表征非常重要。在本研究中,制备了一系列潜在的第一壁材料B4C/Mo涂层,并采用成像板(IP)和β射线激发X射线(BIXS)法对其表面的氚滞留情况进行了测定。IP图像表明,涂层表面吸附的氚含量遵循以下顺序:B4C>BM15>BM5>Mo。而BIXS结果进一步表明,对于B4C涂层,大部分氚扩散到了涂层内部;而对于其他三种涂层,氚仅在其表面发生吸附。扫描电镜(SEM)结果显示,B4C涂层气孔率最高,而其他三种涂层尽管气孔率较低,但其截面仍能观察到大量气孔和微裂纹的存在。涂层中的这些缺陷为氚的吸收和扩散提供了通道,而气孔与微裂纹的尺寸最终决定了氚在涂层表面的吸附数量。实验结果还表明,涂层杂质成分Ti的存在也对氚的滞留产生了一定影响。