离子束轰击硅橡胶表面键合状态的研究

本文研究了医用硅橡胶材料被离子束轰击后,其表面浸润性,白蛋白吸附性的变化,硅橡胶样品分别在40,60,80,100keV能量下注入N~+和A_r~+,注入剂量范围为2×10~(12)×10~(17)cm~(-2)。注入后的样品测量了水接触角和白蛋白吸附量。结果表明:随注入剂量的增加,表面水接触角从86°降低到59°。表面白蛋白的吸附量从16μg/cm~2增长到32μg/cm~2。用傅立叶变换衰减全反射红外光谱[FT—IR—ATR]研究了注入后表面键合状态,发现离子束打断了一些表面化学键,形成了一些新的自由基。扫描电子显微镜观察到注入前后表面形貌的变化。     

Al_2O_3膜的离子注入增强腐蚀效应研究

本文研究了N~ 注入硅表面上Al_2O_3膜后,离子注入层在稀释氢氟酸中的增强腐蚀效应.实验研究了N~ 的注入剂量分别为2×10~(14)/厘米~2、5×10~(14)/厘米~2、1.3×10~(15)/厘米~2及3×10~(15)/厘米~2时,注入层在23%稀释HF酸中腐蚀速率随温度变化的关系,发现当腐蚀液温度增加到一定程度时,腐蚀速率随温度增加而迅速增加,而在一定的腐蚀条件下,腐蚀速率随注入剂量增大而增大,并最后趋向饱和.     

聚合物材料的离子束表面改性及工程应用前景

介绍了运用高能离子束对聚合物材料进行表面改性的新工艺。聚合物材料经高能离子注入后其电导率、表面硬度、耐磨性等性能都得到了提高。特别是其表面硬度远高于目前公认的最硬的马氏体钢,其耐磨性明显优于滚珠轴承钢。通过比较几种不同类型的聚合物材料在注入前后表面硬度的变化,分析注入离子种类、注入能量、注入剂量等工艺参数对聚合物的影响。利用交联网状结构模型分析聚合物强化机理,比较好地解释了上述性能改善的原因。并对这种新工艺的工程应用前景进行了探讨。     

Mo离子注入Al_2O_3的表面改性

研究Ｍｏ离子注入Ａｌ＿２Ｏ＿３表面机械性能的变化及产生变化的原因，结果表明，Ｍｏ离子的注入，在Ａｌ＿２Ｏ＿３表面产生辐射损伤，使表面残余应力、表面硬度及断裂韧性提高；注入剂量Ｄ＞１×１０￣１７ｃｍ￣－２时，随着离子注入剂量增加，表层开始非晶化，导致表面残余应力及硬度下降，而断裂韧性仍继续得到改善。     

重离子注入对小麦染色体畸变率的影响

采用中科院近代物理研究所100kev、200kev及20mev离子注入机,产生不同剂量的C~(1 )、N~(1 )、Fe~(1 )对春小麦品种“81529”及N~(7 )对“82579”进入注入实验,研究对小麦染色体畸变率的影响及其生理生化效应。 研究结果表明:①不同离子同一剂量对小麦染色体畸变率的影响不同;②同一离子随剂量的增加染色体畸变率呈上升趋势;③小麦剥皮后提高了离子注入的敏感性;④中能离子注入对小麦染色体畸变率的影响更为明显;⑤Fe~(1 )离子注入可使小麦种子呼吸强度增强;⑥重离子N~(7 )注入对小麦可溶性蛋白质和过氧化物酶的影响效果随剂量的增加更为明显。     

四探针研究N~+注入Si的退火特性

本文用四探针法测量了在不同剂量和不同能量下的N~+注入Si后的薄层电阻率及其退火效应,结果表明,N~+注入Si的退火特性曲线为“W”形,曲线中的两个波谷是两个好的退火区:其中间的波峰是逆退火区,在退火温度为1080℃附近时,当注入剂量为1×10~(14)N~+/cm~2,注入能量为170kev和注入剂量为5×10~(14)N~+/cm~2注入能量为160 kev时,薄层电阻率都有急剧增大的趋势,最后,本文对上述这些实验结果进行了初步的分析和讨论。     

MEVVA源强流Ti离子注入纯铜表面层的结构与性能研究

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源技术对强流Ti离子束注入到纯铜表面的结构和性能进行了系统的研究.材料表面层的机械性能测试表明:强流Ti离子注入纯铜后材料表面的硬度和耐磨性均有提高,相对于纯铜基体,5×1017 cm-2注量注入可以使材料表面硬度提高2.3倍,使表面摩擦因数下降14%.注入层的X射线结构分析表明:金属离子注入后,在纯铜表面注入层中析出了合金相,合金相的析出是材料的表面硬度和耐磨性提高的主要因素.     

GCr15钢和40Cr钢N＋注入后表面残余应力研究初探

本文研究了Ｎ＋注入ＧＣｒ１５钢和４０Ｃｒ钢表面残余应力的变化及沿层深的分布情况。结果表明：Ｎ＋注入后，材料表面残余应力（均为压应力）均有增加趋势，在近表层几个μｍ内增加较明显，并且随着注入能量和剂量的不同，表面残余应力增加趋势亦不同，离子注入使材料表面残余压应力的增加，有利于改善材料的摩擦学性能。     

聚焦离子束无掩膜注入单晶硅离子浓度浓度分布的研究

随着聚焦离子束(focused ion beam, FIB)无掩膜微细加工能力的迅速发展,结合精确定位能力,FIB已成为新型且出色的纳米制造工具.对FIB无掩膜注入单晶硅衬底的注入效果与离子束流、注入剂量的关系进行研究发现,以固定能量注入的离子,当注入剂量恒定,离子浓度随深度的分布与离子束流大小无关;当离子束流恒定,注入离子的表面浓度随注入剂量的增加而增加,但是由于FIB注入的同时会刻蚀材料表面,注入剂量达到饱和值后,会造成材料一定程度的减薄.     

聚焦离子束无掩膜注入单晶硅离子浓度深度分布的研究

随着聚焦离子束(focusedion beam,FIB)无掩膜微细加工能力的迅速发展,结合精确定位能力,FIB已成为新型且出色的纳米制造工具.对FIB无掩膜注入单晶硅衬底的注入效果与离子束流、注入剂量的关系进行研究发现,以固定能量注入的离子,当注入剂量恒定,离子浓度随深度的分布与离子束流大小无关;当离子束流恒定,注入离子的表面浓度随注入剂量的增加而增加,但是由于FIB注入的同时会刻蚀材料表面,注入剂量达到饱和值后,会造成材料一定程度的减薄.     

硬质合金表面离子注入层的强化机理研究

将75keV氮离子注入到WC—8％c_0硬质合金表面形成注入强化层,使硬质合金表面硬度和动摩擦特性均得到明显改善。用TRIM算法计算了注入后的氮离子浓度分布和辐照损伤分布。X衍射实验表明,注入后形成了间隙固溶体,析出δ—WN第二相,并使晶粒细化。因溶强化、分散强化、细晶强化是使注入后硬质合金表面性能得到改善的主要原因。     

双注入匹配的计算机模拟和Ti^＋＋N^＋双注入的实验结果

为在金属中形成所需要的合金或金属间化合物而采用双重离子注入技术.2种注入离子注入能量和注量需要合理匹配.还考虑了溅射效应和扩散效应存在时的各种修正.在计算机模拟的基础上,对 Ti~++N~+双注入 H13钢中 Fe_2Ti,TiN 和 Fe_2N 等化合物进行了测量.这些合金相和金属间化合物的形成提高了钢表面抗磨损特性.还讨论了双注入金属表面的硬化机理.     

Ti离子注入聚合物纳米结构分析

采用MEVVA源引出的Ti等离子注入聚酯 (PET)薄膜 ,注量在 1× 10 172× 10 17cm- 2 范围 .用透射电子显微镜分析了金属离子注入PET纳米结构随注量增加的变化 .结果表明 ,注入的Ti原子在PET中形成了密集的纳米相 ,这些纳米相均匀地弥散分布在注入层中 .用透射电子显微镜 (TEM )观察横截面表明 ,注入层为 3层结构 .可见Ti的注入已经在注入层中形成了金属化表面 .表面硬度、抗磨损特性和电导率明显地增加 .最后分析了金属离子注入对聚合物特性的改善机理 .     

Si^＋,Ti^＋与N^＋注入在H13钢摩擦学性能上的比较

比较了Si~+,Ti~+和N~+注入,包括Si~++N~+与Ti~++N~+双注入对马氏体H 13钢摩擦学性能优化的影响.摩擦学性能由销一盘式试验过程中的摩擦力数据和对磨痕的表面轮廓仪和扫描电镜分析作出定量、定性的评价.结果表明,Ti~+注入和Ti~++N~+双注入的优化效果远比N~+,Si~+注入和Si~++N~+双注入优越,其摩擦系数可由0.7降至0.2以下,耐磨性提高将近2个量级.还用AlES和TEM对离子注入引起注入层成分和微结构的变化进行了研究,并对不同元素离子注入引起上述变化的机理作了初步的讨论.     

A STUDY OF THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF NITROGEN-IMPLANTED GCr15 BEARING STEEL AND 40Cr STRUCTURAL STEEL

Friction and wear properties of nitrogen-implanted GCrI5 bearing steel and 40Cr structuralsteel were studied under different implantation conditions. It is found that physical and mechani-cal properties, as well as chemical properties of the surface layer are greatly changed by ionirradiation, such as the decrease of surface roughness, the increase of hardness accompanied withthe occurrence of compressive stress, etc.. The results of SEM and Ferro-spectroscopy show thatthese variations in surface properties closely associated with changes in the microstructure causegreat variations in friction and wear conditions, and mechanisms between implanted andunimplanted specimens. Changes in the surface microstructure with iron implantation were identi-fied by Auger electron spectroscopy, transmission electron microscopy and X-ray photoelectronspectroscopy. By means of the orthogonal experiment method, test results for each differentimplantation condition and original hardness of the materials under the same wear test conditionwere comprehensively analysed and discussed.     

Ti注入钢时金属间化合物形成对钢强化机理的研究

探讨了 Ti 注入 H13钢时形成 Ti 和 Fe 合金相的规律以及 Ti 注入钢的硬化机理.根据辐射损伤理论给出了离子注入引起的空位和间隙原子产生率微分方程,并导出了平衡态时方程的解.研究了注量、能量和靶温对合金形成的影响.注入后退火的样品表面硬度可提高40～50%.用 X衍射和透射电子显微镜测量了 Fe_2Ti 和 FeTi 合金相.用维氏硬度计测量了上述诸条件下注入样品的表面硬度,用针盘磨损机测量了样品抗磨损特性.分析了这些合金相对表面硬化和抗磨损影响的机制.     

离子注入重掺N的GaP中过带隙发光谱

为了取得蓝色发光材料,我们研究了GaP-GaN固溶体.在GaP外延片的衬底上进行了离子注入重掺N,获得了不同于GaP结构的晶体.X射线衍射花样表明,注N~+的GaP结构变成纤锌矿格子,这恰似GaN的结构.通过快速退火,进行了光致发光测量,无论退火前和后都得到了过带隙的发光.     

离子注入对Cr4Mo4V轴承钢摩擦学性能的影响

在Cr4Mo4V轴承钢表面等离子体浸没注入(PIII)了氮离子(N+)、类金刚石(DLC)、碳化钛(TiC),测量了处理前后试样表面的显微硬度,在干摩擦条件下进行了与Si3N4陶瓷球对磨的摩擦学实验,通过光学显微镜观察了磨损表面形貌,分析了磨损机理。结果表明:离子注入后显微硬度明显增大,注入TiC的试样增幅最大,达到54.7%;注入TiC的试样摩擦系数下降到约0.2,最小磨痕宽度减小了50%;未处理和注入N+试样的磨损机理主要以粘着磨损为主,但注入N+试样磨损程度有所减轻;注入DLC和TiC的试样主要磨损机理以疲劳磨损为主;离子注入TiC表面改性的表面综合性能最好,其次为注入DLC、注入N+。     

不定空间形式中具平行平均曲率向量的类空曲面

研究2 P维不定空间形式N^2p p(c)中具有常数平均曲率的紧致类空曲面，将覃永安关于三维Riemann空间形式曲面具有的曲率拓扑特征推广到不定空间形式的类空曲面。     

INVESTIGATION INTO THE SURFACE ENERGY OF IMPLANTED SURFACES

The critical surface energy of steels surface modified by ion implantation was evaluated. Zisman's method was used to investigate the critical surface energy of 40Cr, # 45, GCr15, 1Crl8Ni9Ti steels implanted under the different conditions from the contact angle data. The critical surface energy in steel shows a general tendency to decrease with the increase of implanting energy and dose. On the grounds of the relationship between the energy of adhesion of sliding interfaces and the solid surface energy, reduction of friction and increase of wear resistance of the implanted surfaces have been demonstrated experimentally.