多晶硅薄膜太阳电池电子辐照研究

利用静电加速器对多晶硅薄膜太阳电池进行了电子辐照实验。电子能量为1MeV,分别以1014e/cm2、1015e/cm2和1016e/cm2电子辐照注量进行辐照,首次获得了多晶硅薄膜太阳电池在高注量的电子辐照后,性能衰降比晶体硅大的结果。结合太阳电池理论和半导体材料的电子辐照效应给出了合理的解释。     

电子辐照BaF2晶体的正电子寿命谱研究

用不同能量和注量的电子辐照BaF2∶Sr晶体,分别测量了辐照前后的正电子寿命谱和吸收谱。为了与正电子寿命谱结果对比,也测量了相应的荧光谱。结果表明,在能量为1.5MeV和1.8MeV,注量为1.25×1015到2.57×1016e-cm-2mai的电子辐照情况下,在BaF2∶Sr晶体中主要产生F-H对,F色心和其它一些由杂质引起的色心;辐照温度对这些色心的形成和演化过程有较大的影响。     

初始粉体状态对氧化铝/氧化锆纳米陶瓷烧结性能的影响

通过放电等离子体烧结(SPS),分别以纳米多晶粉体和非晶粉体作为原料制备了Al2O3-ZrO2纳米陶瓷复合材料,并研究了初始粉体状态对致密化过程和微观结构的影响。将纳米多晶粉体通过SPS烧结为致密的纳米块体,所需的最低烧结温度为1 400℃,所得产品的晶粒尺寸约为320nm;非晶粉体完全致密所需的SPS温度为1 200℃,所得产品的晶粒尺寸约为150nm。相比于纳米多晶粉体,非晶粉体可以在较低的温度下烧结成为致密纳米块体,我们将这一现象归结为非晶粉体在烧结中的相转变。这一发现为纳米陶瓷块体的低温烧结提供了新的思路。     

离子辐照形成空心银纳米颗粒

离子辐照是控制金属纳米颗粒分布和结构的有效方法。将能量为200 keV、剂量为5×10^16ions/cm2的Ag＋注入到非晶SiO2中,形成Ag纳米颗粒层,再用能量为200和500 ke V的Ar＋辐照Ag纳米颗粒。Ar＋辐照后,在部分较大的Ag纳米颗粒中出现空洞,空洞的平均尺寸随着Ar＋辐照剂量的增加而变大。辐照前,Ag纳米颗粒在非晶SiO2中沿纵向呈近似高斯分布;辐照后,投影射程附近的较大的Ag纳米颗粒平均尺寸变大,而投影射程下面的小颗粒逐渐消失。结合Trim程序模拟分析结果可知,Ar＋辐照时的核能量损失和电子能量损失是影响Ag纳米颗粒尺寸分布和结构的重要因素。     

纳米镁铝尖晶石粉体的低温燃烧合成与表征

以硝酸盐和蔗糖为原料,利用低温燃烧合成制备纳米镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)粉体,研究了不同煅烧温度、气氛以及加热速率等因素对纳米MgAl_2O_4粉体特性的影响.结果表明:随着前驱体煅烧温度的升高,纳米MgAl_2O_4晶粒尺寸逐渐增大;在O2环境中煅烧前驱体可以降低纯MgAl_2O_4相的形成温度,促进反应物质扩散、增大晶粒尺寸.在快速升温、蔗糖与硝酸盐物质的量比为2∶1以及通入O2的条件下,在400℃下煅烧生成MgAl_2O_4相,700℃时得到单相MgAl_2O_4纳米粉体.低温燃烧合成制备纳米MgAl_2O_4粉体结晶度高、晶粒尺寸细小,呈松散的软团聚态,有利于降低MgAl_2O_4陶瓷致密化烧结温度.     

18MeV质子辐照对Zr-Sn-Nb合金性能影响的研究

作者通过HZ B串列加速器用能量 18MeV的质子 ,研究了两种Zr Sn Nb合金的质子辐照效应 .结果表明 ,经 1.5× 10 14 /cm2 注量质子辐照处理后 ,其样品的电阻率升高 ,而显微组织没有明显的变化 .通过计算在此能量和注量下锆合金的初级撞出能量为 770keV ,足以产生级联碰撞 ,致使样品中的原子移位而生成点缺陷 ,从而电阻率上升 ,但因注量较小不能使显微组织发生明显的变化     

电子辐照MgAl2O4透明陶瓷诱导缺陷退火行为的研究

作者用能量为1.7MeV、束流强度0.7μA*cm-2、总注量6.3×1016cm-2的电子,辐照处理镁铝尖晶石透明陶瓷,并对辐照后的样品进行等时退火,利用UV-VIS和PAT测试表明,经电子辐照处理的样品在237nm和370nm处产生主要是由F心及V型色心引起的吸收带.通过退火可以消除由F心及V型色心引起的吸收峰,但消除F心的消除温度要高于V型色心,且在退火过程中形成F聚集心,F聚集心随F心聚集的增加将使其峰位向紫外移动.     

质子辐照对2Cr13不锈钢的作用机理研究

该研究以航天机构常用材料2Cr13不锈钢为对象,在980℃油冷淬火后与600℃和700℃回火的两种热处理工艺以及在2×1014质子/cm2、2×1015质子/cm2、2×1016质子/cm2三种累积注量的条件下,开展了质子辐照试验研究。分析了2Cr13不锈钢经不同累积注量质子辐照后,材料的微观组织结构、表面硬度、力学性能、拉伸断口附近的变形行为。用纳米机械试验仪测试了经质子辐照后的摩擦系数以及纳米划痕相貌特征及其摩擦学特性。在该试验研究中发现,对于相同质子辐照条件下的2Cr13不锈钢,其表面硬度和摩擦系数的变化与热处理的回火温度关系甚大,在较高温度回火时表面硬度的降低和摩擦系数的的变化均比较低温度回火时表现的明显,这可能是由于在较高的温度下回火,使动态回复再结晶过程的晶粒尺寸变大有关。这个试验结果对航天机构的制造加工具有重要的指导意义,即通过控制合理的热处理制度,可以使航天机构的材料获得更好的综合性能,有利于改善和提高航天机构的可靠性和寿命。     

粒子束辐照在AlGaAs/GaAs量子阱材料中引入的深能级缺陷

作者对AlGaAs/GaAs结构调制掺杂材料及多量子阱材料,分别使用电子束或质子束辐照.电子束辐照能量为0.4～1.8MeV,辐照注量为1×1013cm-2～1×1016cm-2,质子束辐照能量为20～130keV,辐照注量为1×1011cm-2～1×1014cm-2.辐照前后的样品均经过深能级瞬态谱(DLTS)的测试.测试结果表明,电子束辐照引入了新缺陷,其能级位置为E3=Ec-0.65eV,而质子辐照引入的深缺陷能级为E1=Ec-0.22eV,电子和质子束辐照同时对与掺Si有关的原生缺陷Dx中心E2=Ec-0.40eV也有影响,即浓度发生改变,峰形亦不对称,说明其中包含有其他邻近缺陷的贡献.DLTS测试给出了这些深中心的浓度及俘获截面等参数.     

Sm-Gd掺杂CeO_2基纳米粉体的制备

采用均相沉淀法,以CO(NH2)2和(CH2)6N4为沉淀剂,Ce(NO3)3.6H2O,Sm2O3,Gd2O3为起始原料,经过700℃焙烧4.5h,分别制备了Sm,Gd掺杂及Sm和Gd共掺杂的CeO2基纳米粉体.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和BET等方法,对焙烧粉体的物相、形貌、晶粒尺寸及比表面积进行分析表征.结果表明,通过控制反应条件可对粉体的形貌和粒径进行有效控制;当混合金属离子总浓度为0.04mol/L,起始沉淀剂浓度为0.5mol/L,pH值为6.8时所得前驱体粉末经过焙烧,其产物为具有立方萤石型晶体结构及良好相纯度和结晶性、粒度分布为21～28nm的球形纳米粉体.该方法不失为低温...     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7(x=0.42和x=0.86)设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3(Nd3+作三价锕系核素替代物)粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明:在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。     

纳米结构ZrO_2(Y)和ZrO_2(Y)-Al_2O_3粉体低温退火前后的结构和性质

研究等离子体 -化学方法制备的纳米结构 Zr O2 -Y2 O3 和 Zr O2 -Y2 O3-Al2 O3 粉体及其不同温度退火前后的结构、性质变化 .结果表明 ,用这种方法制备的粉体 ,烧结后具有很好的聚合性能 ,聚合结构可达到 1～ 2 μm,且内部晶粒尺寸很小 (2 5～ 35 nm) ;在 12 0 0℃以下退火 ,X射线衍射图谱上没有 Al2 O3 的衍射峰 ;对于两种体系 ,主相 Zr O2 的结构虽大致相同 ,但当低温退火 (<12 0 0℃ )时其在 Zr O2 -Y2 O3 体系中的晶格畸变比在 Zr O2 -Y2 O3-Al2 O3 系统中的变化更大 ;晶粒尺寸 (D)为 10～ 15 nm的粉体几乎没有晶格畸变     

铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.     

质子辐照与电子辐照对空间GaAs/Ge太阳电池性能影响比较

利用地面实验室加速器提供的离子束模拟空间质子、电子辐射,分别对空间实用GaAs/Ge太阳电池进行不同注量的辐照,并跟踪测试其电性能变化和深能级瞬态谱,研究这种太阳电池的电性能参数随质子、电子辐照注量的变化关系,得到质子、电子辐射效应及两者辐射效应的联系规律.结果表明:引起电池性能参数衰降相同时,1 MeV电子辐照注量比10 MeV质子的通常要大3个量级,质子辐照与电子辐照使电池性能参数Pmax下降了25%时,辐照注量有近似关系Φ1 MeV(e)≈2 500×Φ10 MeV(p).10 MeV,3×1012cm-2质子辐照在电池材料中引入Ec-0.18 eV和Ec-0.65 eV深能级,1 MeV,1×1015cm-2电子辐照在电池材料中引入Ec-0.12 eV和Ec-0.18 eV深能级,电子、质子辐照产生的损伤缺陷不尽相同.     

电子辐照CuZnAl形状记忆合金马氏体稳定化的研究

用能量 1.7MeV不同注量的电子辐照CuZnAl形状记忆合金样品 ,通过循环水冷的方法 ,将辐照控制在马氏体相进行 .实验结果表明 ,样品被辐照处理后 ,其马氏体相变温度和相变滞后 ,以及相变特征温度T0 都随辐照注量的增大而升高 ;当辐照注量在 6 .30× 10 2 0 m- 2 ～ 1.89×10 2 1m- 2 时 ,其相变温度变化渐趋平缓 .作者认为 ,这是由于电子辐照产生的点缺陷造成了马氏体相点阵畸变 ,从而诱生了马氏体稳定化     

正交结构Gd_2TiO_5陶瓷材料的轻重离子辐照效应比较

钛酸盐Ln_2TiO_5因其优异的物理化学性能,可作为高放射性核废物(HLW)和锕系元素(钚)的重要候选固化材料之一.采用传统的陶瓷烧结工艺制备多晶正交结构Gd_2TiO_5陶瓷材料.样品经抛光后,在室温下用400keV He+和800keV Kr2+辐照.辐照后,样品结构变化利用掠入式X射线衍射(GIXRD)表征.结果发现:采用重离子Kr2+辐照时,样品Gd_2TiO_5发生非晶化转变现象,从结晶相转变为非晶相;而采用轻离子He+辐照时,在辐照剂量为1.0×1016 cm-2时,辐照样品几乎完全从正交结构转变为立方结构,另外,当He+辐照剂量为5.0×1016 cm-2,Gd_2TiO_5仍没有发生非晶化转变现象,但完全从正交结构转变成立方结构,同时,样品晶格体积收缩约3.0%.样品在高剂量He+辐照下没有发生非晶化转变现象可归因于400keV He+辐照引起的强电子能损抑制了Gd_2TiO_5的非晶化转变过程.     

尿素-硝酸盐低温燃烧法制备Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)纳米粉体

以尿素为还原剂,硝酸盐为氧化剂,利用低温燃烧合成法制备了Ce0.8Gd0.2O1.9纳米粉体。分析了凝胶的热分解行为、合成粉体的物相结构及微观形貌,以及尿素与硝酸盐摩尔比(nU/nN)对凝胶的燃烧特性及合成粉体性能的影响。结果表明:尿素-硝酸盐干凝胶的点火温度约为279.0℃;制得的粉体经600℃焙烧后即形成了单相立方萤石结构的纳米级固溶体;当尿素与硝酸盐摩尔比(nU/nN)为7∶1时,制得的粉体比表面积最大、晶粒尺寸最小,分别为105.71m2/g和20.15nm。     

化学镀法制备Ni-P/Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200 nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P/Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷.这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面.结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9.32%,含磷量为2.38%.为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1 700 ℃降低至1 350 ℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3.0 MPa·m1/2提高到6.91 MPa·m1/2,增加了130.3%;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当.     

电子辐照MgAl2O4透明陶瓷诱导缺陷退火行为的研究

作者用能量为 1.7MeV、束流强度 0 .7μA·cm-2 、总注量 6 .3× 10 16cm-2 的电子 ,辐照处理镁铝尖晶石透明陶瓷 ,并对辐照后的样品进行等时退火 ,利用UV VIS和PAT测试表明 ,经电子辐照处理的样品在2 37nm和 370nm处产生主要是由F心及V型色心引起的吸收带 .通过退火可以消除由F心及V型色心引起的吸收峰 ,但消除F心的消除温度要高于V型色心 ,且在退火过程中形成F聚集心 ,F聚集心随F心聚集的增加将使其峰位向紫外移动     

化学镀法制备Ni—P／Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200 nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P/Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷。这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面。结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9.32%,含磷量为2.38%。为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1 700℃降低至1 350℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3.0 MPa.m1/2提高到6.91 MPa.m1/2,增加了130.3%;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当。