离子束动态混合形成非晶膜及其特性研究

同时用离子溅射及高能离子轰击相结合的离予束动态混合技术,直接在轴承钢GCr15衬底土制备富Ta表面合金。适当控制沉积温度及原子·离子到达比,可形成一定组分的非晶合金膜。分别用TEM、EDAX与XPS观察膜的结构与其所含主要成分。在NaCl、H_2SO_4溶液中检验了膜的抗局部腐蚀和均匀腐蚀能力。通过硬度测试、摩擦、磨损试验考查了膜的机械性能。实验表明,用此工艺形成的GCrl5-Ta非晶合金膜,具有优良的化学性质和物理性质。在盐溶液中的自腐蚀电位、点蚀电位和保护电位均明显上升,在酸溶液中的极化电流密度降低2～3个数量级,钝化区大大扩大。

多元素离子同步注入及离子束动态混合时元素表面层分布的计算机模拟

增加了靶表面不断沉积的过程以便研究动态混合． 放宽了原程序适于三元靶的限制， 这样就可以对合金靶的离子注入、动态混合表面改性以及多元素同时注入的过程模拟 （这些都是材料表面改性领域正在研究的课题）． 对原程序的结构作了局部修改后模拟计算了表面改性方面的一些实例，

动态离子束混合制备的钛氧化物薄膜的AES和XPS研究

分别采用O+和Ar+离子束轰击的动态离子束混合技术,在不锈钢基体上制备钛的氧化物薄膜。经X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)分析,研究这两种工艺制备薄膜的化学组成和价键状态。结果表明,采用动态离子束混合技术制备的薄膜,可形成与基体有组分梯度的界面过渡层,减小了薄膜内应力,同时薄膜与基体具有较好的热学相容性,从而提高了薄膜的附着性能。Ar+束轰击的动态离子束混合沉积钛的氧化物薄膜中,Ti主要以+4价存在,而O+束轰击的动态离子束混合沉积形成的钛氧化物薄膜中含有次价态的钛氧化物。

动态离子束混合对水轮机材料空蚀改性的研究

在国内外水电厂水轮机的运行中，空化空蚀一直是个普遍存在而棘手的问题。由于空蚀，许多大中型水轮机的大修期被迫由4年改为3年甚至2年，而且检修费用大，检修工期长，严重影响电力生产，造成了巨大的经济损失。笔者采用近几年发展起来的动态离子束混合技术，对常用水轮机材料0Cr13Ni9Ti不锈钢的空蚀改性效果进行了研究，取得了满意的结果。研究表明，对0Cr13Ni9Ti而言，采用动态离子束混合技术比用常规离子注入方法具有更好的空蚀改性效果。在本项研究中，以重量损失率（WLR）计的空蚀改性效果达到未处理材料的3倍以上。此外，本文首次提出了空蚀等效时间（CDT）新指标，指出以CDT来衡量材料的抗空蚀能力比用重量损失率（WLR）更为合理。

动态离子束混合技术制备固体薄膜

本文简要介绍动态离子束混合技术制备薄膜的原理及其特点，通过形成膜的分析了解有关影响生成膜性质的若干因素。

动态离子束混合技术制备氧化铬薄膜的X射线光电子能谱与俄歇电子能谱研究

本文介绍的动态离子束混合技术制备氧化铬薄膜系在不锈钢基体上进行1keV氩离子束溅射沉积铬(同时通入一定量的O),并用100keV的氩离子束或氧离子束轰击该样品。对两种离子束轰击形成的氧化铬薄膜进行了X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy,AES)的分析研究。发现Ar+离子束制备的氧化铬薄膜主要是Cr2O3化合物,而O+离子束制备的氧化铬薄膜含有其它价态的铬氧化物。Ar+离子束制备氧化铬薄膜的污染碳少于O+离子束制备。与O+离子束制备相比较,相同能量的Ar+离子束轰击更有利于提高沉积的Cr原子与周围O2的反应性;Ar+离子束制备的氧化铬薄膜过渡层的厚1/3左右,较厚的过渡层显示了制备的薄膜具有较好的附着力。

两种离子束方法制备Cr膜的分析研究

在室温下,采用离子束溅射同时经100 keV Ar+离子轰击的动态离子束混合技术和采用离子束溅射技术这两种方法制备Cr膜,并用XPS,SEM及AES对薄膜的结构、表面形貌、薄膜与基体附着力的影响等进行分析对比。结果表明,与离子束溅射技术制备的Cr膜相比较,动态离子束混合技术制备的Cr膜表面平滑,膜致密呈无气隙的柱状结构,且薄膜元素与基体元素混合形成的组分过渡层较宽,因而有效地提高了Cr膜的附着力。

大面积强流直流离子源

为了适应离子注入和离子束动态混合沉积技术工业应用的要求,中国科学院等离子体物理所致力于具有大辐照面积的强流直流离子源的研制。目前引出的离子流对氢为350mA,氮为200mA,氩为150mA,能量达到50keV。源等离子体如同ORNL一样由热阴极反射型弧放电形成,但中间电极几何尺寸与ORNL有较大的不同。引出系统由加-减速栅组成,19个孔径为6mm的孔在三电极上六边形排列。引出面直径为6cm,在距引出栅2m处直径为25cm的靶上测得束的均匀性约90%。

聚四氟乙烯薄膜表面滴状冷凝传热实验研究

为了探索实现滴状冷凝传热的新表面涂层 ,采用离子束动态混合注入技术制备了紫铜基聚四氟乙烯(PTFE)薄膜 ,显著地提高了水蒸气冷凝传热性能。实验表明 ,该表面涂层能够实现常压水蒸气稳定的滴状冷凝形态 ,在表面过冷度 9.8— 1 4 .2K范围内 ,滴状冷凝传热通量和传热系数比膜状冷凝结果提高 30—47倍。同时发现 ,在大气压附近 ,热通量和冷凝传热系数都随着水蒸气蒸汽温度的增加而增加 。