离子注入高分子材料表面改性的研究进展

叙述了离子注入技术的特点，并着重介绍了其在高分子材料表面改性中的应用．综述了国内目前在这方面的研究现状及试验结果．     

使用金属蒸汽真空弧离子源的金属离子注入

用金属蒸汽真空弧离子(MEVVA)源注入金属离子,能以较低的离子能量而获得较厚的注层.掺杂浓度高,容易诱生金属间化物沉淀,是一种有工业应用价值的强流离子源.讨论了注入原子的状态和分布特征,说明了 MEVVA 源可能的使用前景.     

管型材料离子注入内表面改性研究进展

利用在管材中心引入同轴接地电极并在金属管材上加脉冲负偏压以产生径向离子加速电场,实现了金属管材内表面离子注入。目前国内外还有其它一些技术手段实现材料内表面改性,如脉冲放电爆炸金属箔注入、离子束溅射沉积、等离子体化学气相沉积法等。这些实验方法所遇到的主要问题是离子注入沿轴向不均匀、膜与基底结合不牢。在原实验方法基础上,又提出了一种新的方法——栅极增强等离子体源离子注入法。实验结果表明：此方法不但可以大大提高离子注入沿轴向的均匀性,而且可以实现气体离子和金属离子两种离子的共同注入。     

离子注入对玻璃材料的改性

简要地评述了离子注入对玻璃风化、化学稳定性、晶化和非线性光学性质的影响。指出采用离子注入法，在不影响磷酸盐玻璃重要性质的前提下，提高其化学稳定性；锂硅酸盐玻璃在注入Ｎｄ＾＋后，可提高玻璃的耐水性。强调指出离子注入在玻璃改性上有着广泛的应用前景。     

50型MEVVA源离子注入机

详细介绍了50型强束流、大束斑MEVVA源注入机的结构和各项性能.50型MEVVA源注入机是北京师范大学低能核物理研究所于九五期间承担的"八六三"计划项目"先进离子束注入技术的工业应用"所取得的成果,是专用于工业生产的MEVVA源离子注入机.     

离子注入材料表面改性及其在摩擦学中的应用

对离子注入材料表面改性及其在摩擦学中的应用进行了综述.大量文献资料表明,离子注入是改善材料摩擦学性能的一种有效方法,许多金属离子或非金属离子均可注入到金属、陶瓷、高分子等材料的表面以改善其摩擦学性能.离子注入对材料表面耐磨性能改善的效果取决于注入离子的种类、注入剂量、注入能量和注入温度.讨论了为使该技术更加广泛地应用于实际摩擦学体系还须研究的一些问题.     

WC—Co硬质合金的MEVVA源离子注入表面改性研究

采用了卢瑟福背散射，俄歇电子能谱和Ｘ射线衍射等现代表面分析技术，研究了Ｔａ离子米注入和Ｔａ＋Ｃ双注入的钴粘结碳化钨硬质合金表面的微化学和微结构变化。在此基础上，进行了进口和国产的ＷＣ－Ｃｏ刀具的Ｔａ注入和Ｔａ＋Ｃ双注入的表面改性研究，取得了明显的应用效果。     

大束斑强流金属离子源

介绍了新研制成的 MEVVA-Ⅱ和 MEVVA-ⅡA 离子源的结构特点和某些实验结果.新源采用大面积引出,引出直径60mm.该源脉冲工作,最大束流占空比为6%,已引出 Mg,Al,Ti,V,Cr,Fe,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Mo,Nb,Sn,W 和 Pb 等金属元素的离子,平均束流强度在10mA 以上,最大平均束流强度已超过20mA.MEVVA-ⅡA 源还采用了可推进的阴极结构,使阴极寿命大大提高,在引出平均束流10mA(Ti)条件下,已连续稳定运行16h.     

金属等离子体浸没Ta+和Ti+离子注入

采用由阴极真空孤等离子体源、负脉冲高压靶台和磁过滤系统组成的金属等离子体浸没注入系统,实现Ｔａ＾＋和Ｔｉ＾＋浸没注入,并对离子注入层予以表征。结果表明,等离子体浸没离子注入钽和钛的ＲＢＳ分析射程,低于按设定加速电压的注入能量计算的ＴＲＩＭ射程。     

等离子体对聚酰亚胺表面的改性研究

聚酰亚胺膜（PI）是一种特殊的功能性薄膜,缺点是与金属膜层结合力很差,表面处理是一种提高PI膜和金属膜层结合力的非常有效方法．本文结合MEVVA（金属真空蒸汽离子源）离子注入技术和磁过滤沉积技术对PI膜表面进行改性处理;经4．5×10^15 cm^-2注量的Ni离子注入后,PI膜层表面形貌变化很小,经FTIR分析表面的苯环,酰亚胺环等特征吸收峰强度未有变化,即未造成表面的键断裂等损伤．经4．5×10^15cm^-2Ni注入（10kV）＋10nm Ni沉积＋4．5×10^15cm^-2Ni注入（12kV）＋100nmNi沉积处理后的膜表面形貌发生了较大的变化,形成表面不再平整的过渡层,这过渡层和聚酰亚胺膜有机结合在一起形成了混合钉扎状态,即过渡层和聚酰亚胺表面膜层发生化学作用,这点从膜层剥离后PI膜的特征吸收的消失可以得到直接验证．还利用SRIM和TRIDYN理论模拟计算了10kV的3种不同注量的Ni离子注入PI膜层的射程以及浓度随着深度的变化曲线,比较直接的显示了Ni离子富堆积深度为17．5帆     

金属等离子体浸没离子注入技术合成NbN膜

利用无大颗粒的金属等离子体浸没增强沉积技术 ,在Si基体上进行动态离子束增强沉积NbN ,在低温下制成了NbN薄膜 .薄膜表面细密光滑 ,退火前其硬度 >16 .8MN·mm- 2 ,退火后硬度 >16 .0MN·mm- 2 .     

等离子体源离子注入柱形空心阴极内表面的蒙特-卡罗模拟

采用蒙特—卡罗方法对柱形空心阴极的氮离子(N ,N2 )注入进行了研究,考虑了氮离子与中性原子的电荷交换和弹性碰撞,计算了氮离子在不同压强下鞘层内表面的能量分布及角分布.     

金属离子注入纳米结构和特性

材料中纳米弥散相的形成对材料强化有着非常重要的作用,离子注入技术在材料表面容易形成这种结构.透射电子显微镜观察表明,经过Ti注入的钢,表面形成了直径为10～30nm丝状的FeTi和FeTi2相,其长度为150～320nm, 当束流密度分别为25～50μA*cm-2时,弥散相的密度分别为1.2×1011和6.5×1010 cm-2,其平均直径则分别为10和18nm. 扫描电子显微镜观察C+Ti样品表明, 注入后表面形成的抗腐蚀钝化层也为丝状纳米结构, 细丝直径25～60nm,长度100～200nm,密度约2.2×109 cm-2.这种致密的结构具有很强的抗磨损特性和抗腐蚀特性.抗磨损特性提高了8倍.电化学测量结果表明,随注量的增加,腐蚀电流密度Jp明显下降,用3×1017 cm-2注量的Ti注入H13钢Jp比未经注入之值降低到0.125%～0.050%; W注入聚脂膜(PET)形成了10～20nm W的析出相,这种相的析出使PET表面硬度增加,抗磨损和抗腐蚀特性增强,并使之形成了优良的导电层.     

离子束医用材料改性

给出了离子束提高改善生物材料的耐腐蚀和耐磨损的研究结果,也给出了改善生物材料生物相容性的方法和实验结果,并分析了利用离子束技术途径。     

V+离子注入制备可见光灵敏TiO2光催化薄膜

利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)源离子注入机在溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜上注入V .薄膜表面的形态和结构分别用扫描电子显微镜(SEM)和X光衍射仪(XRD)进行了研究.通过紫外可见光漫反射谱仪(UV-Vis)测量了注入和退火后薄膜吸收光谱的扩展.在波长λ>400nm辐照下,甲基橙(MO)水溶液中的光催化实验证明,这种薄膜具备可见光波段的催化能力.这种催化效果在V 注量为1×1016 cm-2时最好.