离子轰击二次发射电子枪束流引出问题的仿真与实验研究

为应对电子束荧光技术对电子枪的需求,本文开展了离子轰击二次发射电子枪的研究工作。首先介绍了离子轰击二次发射电子枪的工作原理,将工作过程划分为离子产生及引出、二次电子产生和引出两个部分并展开理论分析;基于辉光放电原理建立了简化的空气放电仿真模型,利用Comsol软件获得了正离子密度及其分布;对于加速室内的二次电子发射过程采用静电聚焦的方式聚焦电子束,利用Comsol软件基于Nelder-Mead算法获得二次电子引出的最佳结构参数;最后,搭建了电子枪原理样机,实验结果表明:采用空气作为工作气体,利用气体放电产生的正离子轰击金属铝使其发射二次电子,最终获得了加速电压为20 kV,束流强度为16 mA的电子束,完成了此类电子枪的原理验证并为性能提升工作奠定基础。

扫描式氩离子枪的电子光学系统研究

扫描式离子枪是样品表面清洁、表面刻蚀和深度分析的常用部件,加速电压在500V到3kV之间可调,具有效率高、性能可靠等优点。电子光学系统是离子枪的重要组成部分,是决定离子束流品质的重要因素。本文利用计算机模拟软件CST对离子枪整体结构进行建模,研究了离子枪聚焦系统不同结构和电压参数对离子束电流密度和束斑尺寸的影响,同时得到了离子枪偏转系统在不同电压分布下的离子分布情况,通过仿真分析确定了电子光学系统的设计方案,并进行了实验验证。结果表明:工作距离为25mm、氩气工作气压为6×10-3Pa、加速电压为3kV时,氩离子束的束流大小为3μA;束斑大小在7mm到12mm之间可调;当偏转电压为300V时,偏转角度为4.6°。实验与仿真结果基本对应,同时该离子枪的性能指标可获得表面原子精度构造。

聚焦离子束系统中微波离子枪的束光学特性研究

通过实验和数值模拟研究了聚焦离子束系统中微波离子枪的离子束光学特性，该离子枪由微波等离子体源和Orloff-Swason引出透镜组成。该透镜除了广泛用于场致发射离子枪外，在等离子体源情况下，也能获得很好的离子束光学性能。

HIRFL-CSR电子冷却系统空心电子束性能研究

电子冷却系统中冷却力的大小与电子束的温度密切相关。由于强流电子束自身产生的空间电荷场,使得电子束的速度离散,增加了电子束温度,降低了冷却效率。为了减小空间电荷效应,HIRFL CSR的电子冷却系统将首次采用空心电子束对储存环中的重离子束流进行冷却。通过分析实心电子束和空心电子束的空间电荷场,研究了其对电子束速度和温度的影响。

转基因技术的研究及应用进展

转基因技术的飞速发展不仅为基因表达、调控和遗传研究提供了一个理想的实验体系,更重要的是为生物定向改良和分子育种提供了一种较佳的方法,使其成为基因工程和育种的最有效途径。为了能够深刻地了解目前主要的三种转基因技术——农杆菌、基因枪、离子束介导技术,本文简要地阐述了这三种转基因技术的原理、特点,并通过对比较详尽的说明了各技术目前存在的问题,总结了近年来转基因技术的研究及应用进展,并在最后阐明了三种技术的前景及展望。

微波离子枪离子束光学的数值模拟

用数值模拟方法研究了聚焦离子束系统中微波离子枪的束光学性能.将离子枪看作由源等离子体极和Orloff-Swanson透镜组成的双级加速系统,分析了各参量对束发散特性的影响.结果展示出引出束光学主要取决于引出导流系数和电势分布,在一定条件下可获得发散度小的离子束.

新型低后坐膨胀波火炮的原理分析及模型研究

系统地介绍了各种低后坐武器的工作原理和存在的相应缺陷,并在此基础上全面介绍了一种新型低后坐武器——膨胀波火炮的工作原理、性能,以及目前尚待解决的技术问题。同时根据膨胀波火炮的工作方式,考虑发射过程中混合流体的相间作用,采用两相流理论中的分流法建立描述膛内射击过程的内弹道两相流气动力模型,分析了其减小后坐和降低身管温度的机理,并给出了相应的数值解法。

采用石英玻璃作为离子减薄制样仪离子枪高压绝缘体的应用

针对离子减薄制样仪的离子枪高电压绝缘体(环)污染失效、再生变型等问题,提出了以石英玻璃环替代陶瓷环为绝缘体的方案,设计实施方法并进行实践验证.结果表明:使用高光洁度石英玻璃绝缘体显著提高了抗金属粉尘污染的能力,寿命长且经济耐用,还能经热处理清洁后再生重复使用,大大延长了更换绝缘体的时间,具有重要的应用价值.

聚焦离子束系统中离子枪的优化设计

叙述了聚焦离子束离子光学系统中离子枪的优化设计，采用复合形法进行优化设计后的离子枪，其发射性能、光学性能和工作寿命都显著提高。

GL－69型离子减薄仪的维修与改进

文中对ＧＬ－６９型离子减薄仪的真空检测系统、高压电路系统、气流控制系统、样品台对离子束的倾斜角等问题提出了见解与改进方法，并得出了离子束流与时间的关系曲线，可供任用离子减薄仪的技术人员参考。

离子源辅助电子枪蒸发制备Ge_(1-x)C_x薄膜

应用电子枪蒸发纯Ge,考夫曼离子源辅助的方法在Ge基底上沉积了Ge1-xCx薄膜.制备过程中,Ge作为蒸发材料,CH4作为反应气体.通过改变CH4/（CH4＋Ar）的气体流量比（G）,制备了G从40%到85%的Ge1-xCx薄膜.应用X射线衍射仪（XRD）测量了Ge1-xCx薄膜的晶体结构,使用傅里叶红外光谱仪（FTIR）测量了2～22 μm的光学透过率,X射线光电子能谱测试（XPS）计算得到C的含量随G的变化关系,用纳米压痕硬度测试计测量了Ge1-xCx薄膜的硬度,原子力显微镜（AFM）测量了G为60%,85%时Ge1-xCx薄膜的表面粗糙度.测试结果表明：制备的Ge1-xCx薄膜在不同的G值下均为无定形结构.折射率随着G值的增加而减小,在3.14～3.89之间可变,并具有良好的均匀性以及极高的硬度.

RLPG点火过程中贮液室压力振荡分析

建立了 2 3 mm RLPG点火过程分析模型 ,研究了贮液室产生压力振荡的主要原因 .分析了 RLPG在点火过程中贮液室液体压力振荡现象 ,此期间压力振荡频率相对较低 ,危害较大 .分析模型考虑了高压下液体可压缩性 ,模拟计算结果表明 ,液体可压缩性是此期间压力振荡的主要原因 .经过改进 RLPG结构 ,采用合理措施 。

炮钢表面多弧离子镀两种Ti_xAl_(1-x)N薄膜的高温氧化性能

用多弧离子镀技术在炮钢表面沉积两种TixAl1-xN薄膜,薄膜在空气中850℃恒温氧化10h,采用XRD、SEM和EDS对薄膜微观结构进行分析,检测其恒温抗氧化性能。结果表明,Ti0.5Al0.5N薄膜的抗高温氧化性能明显优于Ti0.7Al0.3N薄膜。Ti0.7Al0.3N薄膜由于基体Fe元素扩散至薄膜表面,使其表面形成Fe2O3和Fe3O4氧化物,导致薄膜过早失效;而Ti0.5Al0.5N薄膜的表面形成致密且粘附性好的Al2O3和TiO2混合氧化物,表现出优良的抗高温氧化性,同时基体元素和薄膜元素的适度扩散能提高薄膜与基体的结合力。

鞍型场离子枪特性研究

本文简述了鞍型场离子枪的工作原理,并给出了我们所研制的鞍型场离子枪的特性。实验结果表明,我们研制的这种枪在放电功率为16W 时,枪体的温度为300℃,因而不需水冷;再有,这种枪所发射的束流中有很多荷能中性粒子。在放电电流为1.2mA、放电电压为4～7kV 时,中性粒子占全束流的70%～80%。本文对中性束流的实验结果进行了讨论。

炮钢表面电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的性能研究

用电弧离子镀技术在炮钢表面沉积NiCoCrAlY涂层,研究了涂层的硬度与摩擦磨损性能、高温抗氧化性及耐腐蚀性。结果表明:涂层的硬度较炮钢提高了近36%,炮钢的磨损机制主要为严重的磨料磨损和塑性流动,NiCoCrAlY涂层磨损机制主要是粘着磨损,NiCoCrAlY涂层的摩擦系数(0.57～0.65)小于炮钢的摩擦系数(0.78～0.86);NiCoCrAlY涂层在850℃空气中氧化100 h后的动力学结果表明,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性能,其原因是表面形成了θ-Al2O3和α-Al2O3氧化膜阻止了炮钢基体被氧化,同时NiCoCrAlY涂层由β-(Ni,Co)Al、α-Cr与γ-Ni相转变为γ-Ni、γ′-Ni3Al和FeNi相;NiCoCrAlY涂层在3.5%NaCl溶液中较炮钢自腐蚀电位提高了近200 mV,能够显著提高炮钢的抗腐蚀能力。

添加Y对炮钢表面电弧离子镀(Ti,Al)N薄膜氧化性能的影响

利用电弧离子镀技术,在炮钢表面沉积TiAlN和TiAlYN两种薄膜,研究添加1%(原子分数)Y对(Ti,Al)N薄膜氧化性能的影响。两种沉积薄膜的样品在空气中850℃下氧化10h,用SEM、EDAX和XRD分别分析两种薄膜的形貌、成分及相组成。结果表明,在空气中850℃下氧化10h后,两种薄膜的氧化产物均为Al2O3和TiO2的混合氧化物;TiAlN薄膜的动力学曲线呈近似直线规律,而TiAlYN薄膜动力学曲线符合抛物线规律;前者表面氧化物晶粒粗大,而后者表面氧化物晶粒细小,且氧化膜厚度不足前者的一半;添加Y可以减少膜层表面液滴的数量,提高膜层的抗氧化性能。

炮钢表面电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃的高温氧化行为

用电弧离子镀方法在炮钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中950℃恒温氧化100h,借助X-射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层表面氧化膜进行分析,检测其高温抗氧化能力。结果表明,电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃空气中氧化100h后表面形成Al2O3、Fe2O3和NiCr2O4三种氧化物,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性;涂层中的Ni元素与基体中的Fe元素发生剧烈互扩散而在界面两侧呈均匀梯度分布,Cr元素在界面富集,Al元素在界面与O反应形成较致密的Al2O3氧化层;由于扩散和氧化作用,涂层中的相由原来的β-NiAl、γ'-Ni3Al、γ-Ni与α-Cr变为γ'-Ni3Al、(Ni,Fe)、(Fe,Ni)与α-Cr。

医科达Precise加速器真空系统故障检修

本文阐述了医科达Precise直线加速器真空系统的组成部件和工作原理,探讨了真空系统故障的连锁控制并分析了4例典型故障的表现,通过制定具体的检查、判断及维修方法,使故障得到解除。因此,系统掌握直线加速器真空系统的结构组成、工作原理及连锁控制,能够快速、准确的分析、判断和排除故障,减少设备故障对放疗病人的影响。

应用离子注入和爆炸喷涂技术提高液动锤射流元件寿命

射流元件是射流式液动锤的动力控制元件,其寿命的长短制约着射流式液动锤钻探技术的推广和应用。本文在分析其元件磨损机制的基础上,应用离子注入技术和爆炸喷涂技术对射流元件进行内表面处理,从而提高射流元件的使用寿命。

液态金属离子源静电透镜离子枪的实验研究

液态金属离子源（LMIS）的亚微米聚焦离子束（FIB）在现代分析技术和微细加工等领域有很多应用。介绍一种计算机控制的快速、灵活、准确的束斑测量方法；并报导用这种方法对采用Orloff—Swanson静电透镜离子枪的FIB性能的研究结果，包括源尖对中对束斑的影响、各电极电位对束斑的影响及束斑与束流的关系等。通过仔细的源尖位置调节，在束能13keV，束流1．0nA时，FIB束斑在亚微米范围。