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.     

Si^＋和S^＋注入SI—GaAs白光快速退火特性

研究了 Si~+和 S~+注入 SI-GaAs 经白光瞬态退火后的电特性,得出最佳的退火条件为930～960℃,5s.在适当的注入和退火条件下,得到了陡峭的载流子剖面分布没有拖长的尾巴.发现Si~+注入白光快速退火样品比常规热退火样品有较好的电特性.使用 Si~+注入白光快速退火制作出了性能良好的全离子注入平面型 MESFET.     

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.     

等离子体浸没离子注入豌豆种子对过氧化物酶同工酶的影响

用等离子体浸没离子注入设备对豌豆种子进行N~+注入.用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对豌豆胚芽中的过氧化物酶同工酶进行分离,用联苯胺染色法进行显色.发现过氧化物酶同工酶的活性和数量随离子注入剂量的变化而呈明显变化.酶谱分析可知,注入离子影响了过氧化物酶同工酶酶谱和迁移率.说明离子注入对生物体的影响可在同工酶水平上得到反映.从一个侧面证实了注入离子与生物酶分子之间存在质量沉积和电荷交换效应.     

N+注入GCr15钢摩擦磨损性能研究

通过多种表面测试手段对氮离子注入GCr15钢的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,由于离子注入引起注入层显微硬度提高,表面残余压应力增大,表面粗糙度降低,以及注入层形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε-Fe2-3N,使摩擦磨损机理发生了变化,从而改善了材料的摩擦学性能.在本实验条件下,所得最佳参数为注入剂量4×1017ions/cm2,注入能量100 keV     

MeV P^＋／Si^＋共注入SI—GaAs制备高品质n^＋埋层

采用不同注量和注入顺序的MeV能量的P~+(3MeV,1×10~(14)～3×10~(14)cm~(-2))与MeV能量的Si~+(3MeV,1×10~(14)cm~(-2))共注入于SI-LEC GaAs晶体中。对不同退火条件的共注入样品的有源层电特性、载流子浓度分布、晶格的损伤和恢复状况以及剩余缺陷等进行了分析。研究表明,较大注量的P~+与Si~+共注入,可以降低注区薄层电阻,有效地提高MeV Si~+的激活效率,改善有源层迁移率,得到高品质的n~+埋层。共注入样品的HALL迁移率大于2400cm~2/(V·s),激活率可达95％以上。     

氮离子轰击对合金钢及硬质合金表面硬度的影响

用不同剂重的N~+注入合金钢及硬质合金表面,分析测试各种条件注入和未注入时材料表面显微硬度的变化。实验发现硬度值并不随注入剂量D的增加而单调增加,而是存在一个剂量阈值D_(th),在该阈值下注入N~+,可以使材料的表面硬度得到最大程度的提高。     

硅雪崩击穿冷微阴极的电子发射特性

制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键.本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果. 器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P~+N~(++)区是电子发射有源区.N~+环区为接触区.P~+和N~(++)区分别由硼和砷离子注入形成.硼注入条件为25 KeV,1.5 E13cm~(-2)+60 KeV,1.5 E13cm~(-2).硅片在B~+注入后放入900℃氮气中退火1小时,使硼离子得到有效激活.砷注入条件为10～     

硅雪崩击穿冷微阴极的电子发射特性

制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键。本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果。器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P~+N~(++)区是电子发射有源区。N~+环区为接触区。P~+和N~(++)区分别由硼和砷离子注入形成。硼注入条件为25KeV,1.5 E13cm~(-2)+60 KeV,1.5 E13cm~(-2)。硅片在B~+注入后放入900℃氮气中退火1小时,使硼离子得到有效激活。砷注入条件为10～12.5 KeV,5E14cm~(-2) ,注入后经1150℃、15秒快速热退火以使As离子得到有效激活而尽量减少杂质分布的变化。由此形成的N~(++)P~+结的结深约为300A。外加电压V_R通过N~+接触区和硅片底部加到N~(++)P~+结上。此外加电压极性使N~(++)P~+结反偏。当反偏电压V_R使N~(++)P~+结工作在雪崩击穿区时,     

Ag~+注入对TiO_2薄膜光催化、抗菌和亲水性能的影响

为提高TiO2材料的光催化能力,采用匀胶法在载玻片上制备TiO2薄膜,通过离子注入技术在TiO2薄膜表面掺杂Ag+,离子注入时加速电压为40kV,注入剂量分别为5×1015、1×1016、3×1016、6×1016和1×1017ions/cm2.以甲基橙为降解物,研究了Ag+注入对TiO2薄膜紫外光作用下光催化效率的影响,并通过大肠杆菌在紫外光照射下的存活率考察了Ag/TiO2薄膜的抗菌效率.此外,利用接触角测量仪测量Ag/TiO2薄膜分别在避光和紫外光照射下水接触角的变化情况,研究了Ag+注入对TiO2薄膜亲水性的影响.实验结果表明:注入剂量为1×1016ions/cm2时,TiO2薄膜光催化效率最高,与未注入薄膜比较提高了约1.26倍.此外,适量的Ag+注入有利于TiO2薄膜抗菌效率的提高,并改善了薄膜的亲水性能,紫外光作用下,薄膜具有最佳抗菌性和亲水性时,Ag+的注入剂量为3×1016ions/cm2.     

金属钛的离子注入表面改性

讨论了离子注入表面改性技术在生物材料中的应用，研究了Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金表面注入Ｎ＋离子后的摩擦磨损行为，结果表明，Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ经离子注入后，摩擦磨损性能都大幅提高．     

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+。     

离子束增强纯铁的磨损行为研究

纯铁表面沉积Ｔｉ和Ａｌ膜的同时，用Ｎ＾＋离子束注入增强沉积，成功地形成了性能优越的表面改性层。与ＺｒＯ２陶瓷球对磨结果表明，经Ａｌ＋Ｎ＾＋ＡＫ Ｉ＋ｎ＾＋离子束增强沉积后，纯铁的表面显微硬度及磨损性能得到了较大的提高，磨痕形貌和元素分布观察结果表明：离子束增强沉积处理前后，磨损的机理发生了变化。     

基体偏压对CrTiAlN镀层摩擦磨损性能的影响

应用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备了一组随基体偏压变化的CrTiAlN梯度镀层,并测试了其摩擦学性能。结果表明,随偏压的增大,镀层的厚度、硬度、膜基结合强度和耐磨性能表现出先升后降、摩擦系数较低、具有良好的韧性;在-75 V左右偏压下沉积的镀层具有最佳的综合性能。通过XRD、SEM的分析表明,由CrN、TiN、AlN、Cr和Ti2N等微晶组成的复合镀层,晶粒细小,属于纳米级颗粒,从而使镀层具有良好的摩擦学性能。     

钒和碳双注入钢的纳米结构、强化机制和抗磨损特性

研究了V C双重离子注入合成纳米结构、相变和抗磨损机制．研究表明，注入后可改变钢的成分，V与Fe原子比最高可达到28％；形成了纳米相弥散强化结构和无序相强化结构．从而提高了钢表面硬度，表面硬度可提高23％～146％；抗磨损也有着明显的提高，磨损阻抗为未注入钢的2．2～3．6倍．     

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。     

氮化硅陶瓷的摩擦磨损特性

采用无压烧结和反应烧结两种方法制备氮化硅陶瓷，利用拴盘式摩擦实验机考察了氮化硅与ＧＣｒ１５球对磨的摩擦损特性，结果表明，虽然氮化硅具有较高的摩擦系数，但磨损率较低，特别是在水和油等介质存在的条件下，氮化硅具有低摩擦和磨损的特性。     

氮化硅陶瓷-金属摩擦副摩擦学性能研究

用环块磨损试验机，在石蜡基础油及石蜡基础油加０．５％ＺＤＤＰ添加剂的润 滑条件下，对Ｓｉ３ｎＮ４陶瓷－金属摩擦副进行了磨擦磨损试验。用 Ｘ射线光电子能谱 （ＸＰＳ），俄歇电子光谱（ＡＥＳ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＡＸ）等表面分析技术对摩 擦表面进行了分析，结果表明Ｓｉ３Ｎ４陶瓷－金属摩擦副具有优异的摩擦学特性；在基础 油中加入 ＺＤＤＰ添加剂作为润滑剂后，对增加磨损抗力有明显的效果。这一现象是与 在摩擦表面上形成含Ｓ，Ｐ和Ｚｎ的表面反应膜有关。     

非平衡磁控溅射CrTiAlN镀层摩擦学性能分析

为探讨CrTiAlN镀层高硬度、低磨损机理,应用UDP850/4镀层设备,在高速钢和单晶硅基体上制备了CrTiAlN复合镀层,并测试了其力学性能和摩擦学性能,采用XRD、SEM、TEM等手段对镀层微观组织结构进行了分析.结果表明:在75 V负偏压下沉积的镀层具有显微硬度高、摩擦系数小,磨损率低,膜/基结合和韧性良好;镀层由CrN、TiN、AlN、Cr2N和Ti2N等纳米晶组成;纳米晶粒弥散于非晶的结构是硬度增强的机理;良好的膜基结合、韧性好和低摩擦系数是镀层具有低磨损的原因.