溅射效应对离子注入聚合物表面形貌的影响

采用 MEVVA离子注入机引出的离子进行了聚酯薄膜改性研究 ,考虑到注入离子对表面溅射的强弱与离子的质量密切相关 ,所以选用质量大小不等的 3种离子 Cu,Si和 C为注入离子 ,注入后的聚酯膜表面结构发生了很大的变化 ,用原子力显微镜观察了注入样品表面形貌的变化 ,表面粗糙度与注入离子质量密切相关 .实验结果表明 ,注入前聚酯薄膜表面粗糙 ,表面突起密集地分布在表面 ,其高度可达 2 0～ 2 5 nm,C和 Si注入后表面突起高度下降到 5 nm,随注入离子质量的增加 ,在注入层粗糙度增加 ,Cu注入后在表面形成了弥散分布 Cu原子的析出纳米颗粒 . Cu颗粒起伏高度可达到 5 0 nm.这些变化对聚酯薄膜表面物理化学特性有着重要的影响 .

氦离子轰击器壁的再释和溅射脱附效应研究

通过理论和四极质谱法 (QMS)获得了氦辉光放电清洗时的氢释放特性和氦再释特性 .氢在GDC(He)时的出气为双指数衰减规律 ,但壁脱附的衰减常数远大于机组和电离抽除的衰减时间常数 ,故主要表现为脱附衰减特性 ,这与实验基本相符 .GDC(He)后硅化层中的氦再释出气率的规律为 :氦的再释放与时间的 - 3/ 2成正比 .

择优溅射对深度剖析谱和深度分辨率的影响

择优溅射是深度剖析实验中导致所测量元素的成分分布偏离实际的一个重要因素。本文首先在广泛应用于溅射深度剖析定量分析的MRI模型基础上,引入了一个描述择优溅射效应的参数,推导出了这个参数对所测量的深度剖面引起改变的一个解析式,并定量地模拟了择优溅射效应在深度剖析中对深度剖面形状和深度分辨率的影响。最后,应用拓展的MRI模型,定量分析了Ar+和N2+溅射Ni/Cr多层膜所得到的AES深度剖析数据,比较了相应的择优溅射比率和深度分辨率。

离子束抛光高陡度离轴非球面的去除函数修正

研究了三轴离子束系统抛光大口径高陡度离轴非球面过程中镜面曲率变化对离子束抛光去除函数的影响。提出了利用修正矩阵修正各驻留点处的去除函数信息,进而实现对高陡度离轴非球面高精度抛光的方法。该方法通过对离轴非球面进行坐标转换来降低陡度变化对去除函数的影响;基于Sigmund溅射理论分析离子束抛光非球面材料的去除率,建立离子束抛光非球面去除函数模型,计算了材料去除率在非球面各驻留点处的变化。最后,根据投影原理计算在各驻留点处去除函数的半宽,得到以驻留点矩阵为基础的去除函数修正矩阵,从而掌握每一个驻留点处的去除函数信息,然后根据计算机控制光学表面成形(CCOS)原理解得加工驻留时间分布。选取口径为900mm×680mm,离轴量为350mm的离轴体育场型非球面镜进行了抛光实验,实验显示抛光后非球面镜面形精度的RMS值由32.041nm达到11.566nm,收敛率达2.77,对实际加工具有指导意义。

离子束抛光去除函数计算与抛光实验

由于传统的离子抛光工艺采用的确定去除函数的方法操作复杂且成本很高,本文提出了利用法拉第杯对离子束流空间分布进行测量、标定的方法,并计算得到不同离子源工作参数对应的去除函数。首先,基于离子束抛光材料去除原理,研究了离子束抛光过程中束流分布与能量对去除函数的影响,并提出简化的离子束抛光去除函数模型。然后,设计实验并得出离子束流空间分布与去除函数相关参数间的关系,计算得到了不同离子源工作参数产生的离子束流对应的去除函数。对硅和融石英玻璃的相关实验表明:利用法拉第杯扫描结果计算相同材料的去除函数的单位时间体积去除率与实际测量值误差小于2%。结合抛光实验,对Φ800mm碳化硅表面硅改性层平面镜进行抛光,得到的初始面形误差均方根(RMS)值为57.886nm,两次抛光后RMS值为11.837nm,收敛率达到4.89,满足精密光学加工对去除函数的确定性及精度的要求,并大大提升了确定去除函数的效率。

降雨对PR雷达海面风速探测的影响及校正

针对降雨雷达（PR）海面测风精度易受降雨影响的特点，本文从雨滴对雷达信号的二次路径衰减效应、体后向散射效应以及雨滴对海表的“溅射”效应这三个因素出发，推导了降雨条件下PR雷达方程，并利用Ku波段雨滴衰减模型、球形雨滴体后向散射模型结合2010年6-8月的PR观测数据以及TMI风速数据对PR降雨雷达方程进行逆向求解，定量分析了降雨对PR测风精度的影响，发现降雨对PR回波信号的影响主要表现为雨滴的二次路径衰减效应和雨滴对海表的“溅射”效应，雨滴的体后向散射效应相对最弱；而且，雨滴的二次路径衰减效应和雨滴的体后向散射效应均随降雨强度以及雷达波束在降雨层传输经过的路径增加而增强；雨滴对海表的“溅射”效应对回波能量具有衰减作用，且衰减作用随降雨强度以及入射角的增加而增强。最后，将雨滴体后向散射效应和雨滴对海表的“溅射”效应合并考虑，构建了降雨条件下PR雷达降雨辐射传输模型，并结合2012年6～10月三次台风观测数据对模型精度进行了验证，结果表明，校正前PR观测等与海面风场引起的扩平均偏差为2.95dB，均方差为3.10dB；校正后二者之间的平均偏差为0.64dB，均方差为1.61dB，表明本文方法能有效补偿降雨对PR观测σ^0衰减的部分。

小行星433-Eros土壤厚度分布和表面强度估计

根据Near探测器飞跃433-Eros小行星时观测得到的重力数据分析,在433-Eros小行星外侧边缘处存在轻微的负布格异常现象(Garmier et al.,2002).本文借鉴Geissler在Ida小行星上的结论,认为该异常是由其表面撞击过程中高速溅射物聚集效应产生的.文中计算表明:在合理范围内调整模型Z参数和强度P参数,Eros上高速溅射物将聚集在其表面边缘外侧,这与Geissler实验结论是一致的.计算结果同时表明433-Eros行星表面的土壤层厚度以及布格异常数值与433-Eros表面物质的强度相关,通过这一相关性,可以约束433-Eros表面的强度参数P及其土壤层分布.取Z模型中Z参数为2.5时,我们估计出Eros表面物质的强度值大约为106Pa,土壤层的堆积情况是全球平均堆积厚度约为30 m,Eros边缘末端处厚度为50 m.