等离子体源离子注入半圆碗状球内壁离子能量和角度分布

在等离子体源离子注入（PSII）技术中,被加工材料表明形状的弯曲使附近鞘层中电场结构出现聚焦效应,从而引起离子束流和离子注入剂量在材料表明上分布非常不均匀．在半圆容器表面情况下,这种情况尤为明显．利用MonteCarlo方法,考察了有共心附加零电位电极时半圆容器内底中央部位Ar^＋注入能量和角度分布及真空室中气压参数的影响．通过在不同半径的鞘层边界上随机抽取与半径成正比的离子数量,计算了注入到内底表面的所有离子能量分布和角度分布．在模型中,通过考虑两种主要碰撞过程：电荷交换碰撞和弹性碰撞．对不同工作气压下的离子注入进行了考察．随着中性气体压力的增加,离子在穿越鞘层的过程中与中性粒子经历比较频繁的碰撞．这些碰撞一方面使离子失去能量,另一方面也使离子改变运动方向,导致注入的低能离子和不垂直于表面入射的离子增多．     

氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

等离子体方法实现金属管件内表面改性研究进展

综述了近年来国内外利用等离子体方法实现金属管件内表面强化的研究进展. 介绍了几种管件内表面等离子体源离子注入和沉积技术，并对其优缺点分别加以分析. 详细介绍了中国科学院物理研究所等离子体物理实验室先后提出的几种等离子体源离子注入方法用于金属管件内表面改性的原理、技术特点及最新研究进展. 力图展望管件内壁离子注入技术研究的发展前景.     

MEVVA离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体.通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是MEVVA离子源技术.将载能离子束用于离子注入,可以实现材料表面改性.经过MEVVA源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此MEVVA离子源在离子注入材料表面改性技术中得到很好的应用.另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同时,过滤掉真空弧产生的液滴(大颗粒),当工件加上适当的负偏压时,等离子体中的离子在工件表面沉积,可以得到高质量的、平整致密的薄膜,称为磁过滤等离子体沉积.是一种先进的薄膜制备的新技术.此外,将MEVVA离子注入与磁过滤等离子体沉积相结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的方法制备薄膜,可以极大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜.适用于基材与薄膜性能差别大,结合不易的情况(例如陶瓷、玻璃表面制备金属膜).本文简要介绍了MEVVA离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和MEVVA复合技术的发展和应用状况.     

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。     

等离子体源离子注入装置中离子到达靶表面的…

等离子体源离子注入，是将待注入的靶直接浸入等离子体源中，靶上施加一系列负高压脉中，离子在变化的电场中获得能最后注入靶中，建立了离子的蒙特卡罗模拟模型，考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射，模拟了不同气压下氮离子到达靶表面的能量分布和入射角分布。     

碱性溶液中离子注入钯的玻璃碳电极上硝基苯的电化学还原

用循环伏安法在离子注入钯的玻璃碳电极上 ,研究了硝基苯在 0 .1 mol/L Na OH溶液中的电还原过程 ,通过 AES测量了离子注入电极的表面组成和各元素的浓度 -深度分布 .在 40 ke V下 ,将注入剂量为 1× 1 0 1 7离子 /cm2 的钯注入到玻璃碳 (GC)中可产生钯原子最大百分含量为2 0 %的近表面区 ,原基体注入钯后比未注入的 GC对硝基苯 (NB)的电还原有更高的活性 .用现场ESR与电化学方法联用检测到硝基苯的单电子还原产物硝基苯阴离子自由基 ,用现场 UV光谱法也检测到硝基苯的电还原产物苯胺 ,根据实验结果讨论了硝基苯电化学还原的机理     

空心电极对容性耦合等离子体放电特性影响

为了提高容性耦合等离子体源的等离子体密度,采用空心电极来代替传统平板电极进行放电。本文采用流体力学模型对容性耦合空心电极放电进行建模仿真,研究不同空心电极的孔隙结构、放电电压及极板间距下,空心电极对容性耦合等离子体放电特性,特别是对等离子体密度的影响。结果表明,采用传统平板电极放电得到的等离子体密度仅为1.86×1015m^-3;当采用倒梯形孔隙结构空心电极进行放电时,空心阴极效应被抑制,等离子体密度仅有少量增长;采用矩形或梯形孔隙结构的空心电极进行放电时,孔隙下方的等离子体密度显著提高,达到2.37×1015m^-3以上。研究还发现,随着放电电压从50 V增至125 V,空心阴极效应和静电边缘效应都显著增强,放电中心处的电子密度从4.76×10¹⁴m^-3迅速增加到3.98×1015m^-3,但等离子体密度在径向分布上出现两个明显的峰值,导致均匀性变差。随着极板间距的增加,等离子体密度显著提高,等离子体均匀性受扩散效应的影响得到明显改善。     

ＭＥＶＶＡ 离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体．通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的 金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是 ＭＥＶＶＡ 离 子 源 技 术．将 载 能 离 子 束 用 于 离 子 注 入,可 以 实 现 材 料 表面改性．经过 ＭＥＶＶＡ 源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此 ＭＥＶＶＡ 离子源在离子注入材料表面改 性技术中得到很好的应用．另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同 时,过 滤 掉 真 空 弧 产 生 的液滴（大颗粒）,当工件加上适当的负 偏 压 时,等 离 子 体 中 的 离 子 在 工 件 表 面 沉 积,可 以 得 到 高 质 量 的、平 整 致 密 的 薄 膜,称为磁过滤等离子体沉积．是一种先进的薄膜制 备 的 新 技 术．此 外,将 ＭＥＶＶＡ 离 子 注 入 与 磁 过 滤 等 离 子 体 沉 积 相 结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的 方 法 制 备 薄 膜,可 以 极 大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜．适用于基材与薄膜性能差别大,结合不 易 的 情 况（例 如 陶 瓷、玻 璃表面制备金属膜）．本文简要介绍了 ＭＥＶＶＡ 离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和 ＭＥＶＶＡ 复合技术的发展和 应用状况      

离子注入材料改性用强流金属离子源

为满足离子注入材料改性研究和实际应用的需要。研制了一个金属蒸汽真空弧(简称MEVVA)离子源.这是一新型离子源种,它利用阴极和阳极间的真空弧放电原理由阴极表面直接产生高密度金属等离子体,经一多孔三电极系统引出得到强流金属离子束.该源脉冲工作方式,已引出Al,Ti,Fe,Cu,Mo和W等离子,脉冲离子束流强度为0.6～1.26A,Ti的平均束流强度已达10mA.引出束流大小与源的工作参数、引出结构和电压以及阴极材料有关。该源没有气体负载,工作真空度为3×10~(-4)Pa。     

带翼缘板圆钢管顶进过程地表变形研究

采用带翼缘板圆钢管顶进形成地下管幕支护空间,相比传统的顶管工法具有诸多优点,已被用于建造城市地下空间.但由于翼缘板的存在,导致管周土压力分布复杂,顶进引起的地表变形与圆形顶管差异较大.基于此,在带翼缘板圆钢管管周土压力作用机理研究基础上,采用弹性力学Mindlin解推导出带翼缘板圆钢管顶进过程管周摩擦力引起的地表变形计算公式.基于沈阳地铁九号线奥体中心站暗挖段带翼缘板圆钢管顶进工程,采用Midas有限元分析软件对带翼缘板圆钢管顶进过程进行数值模拟计算.得出带翼缘板圆钢管顶进过程中,横截面地表变形呈“U”型沉降槽,纵截面监测点地表变形随顶管扰动逐渐增大,顶进截面超过监测面一节管长后地表变形趋于稳定;并分析了不同土体黏聚力、内摩擦角对顶进过程地表变形的影响.     

ERT／ECT双模态敏感阵列电极优化设计

在过程层析成像系统中,传感器电极阵列的设计直接影响到整个系统．为了使系统获得更高的图像分辨率,通过电磁场有限元仿真软件COMSOL分析,构建ERT／ECT双模态敏感阵列电极三维模型．基于敏感场分布的均匀性、相关系数及空间分辨率等优化指标,进行了ERT／ECT双模态敏感阵列电极优化设计．实验表明,三维ERT电极选圆形电极,且其电极直径为0．3s;而三维ECT阵列电极选矩形电极,其宽为0．65s,高为1．8R（s为2πR／16;R为管道半径）为佳．优化设计的敏感阵列电极可获得较均匀的灵敏场分布及较高图像质量．     

一个适用于园盘电极上的计时电流精确式

本文推导得到一个形式简单、结果精确、适用于任何时间的有限园盘电极上计时电流方程式,其结果为: 式中r为电极半径,t为时间     

铜离子选择电极测定磁钢中钴

钴加入钢铁中可以提高高速钢的高温硬度、耐热钢的高温强度等，其含量从百分之几至百分三十几不等，磁钢便是一种含钴、镍量较高的新型钢材．本文以Ｃｕ－ＥＤＴＡ为指示剂，铜离子选择电极指示滴定终点，用ＥＤＴＡ标准溶液络合滴定磁钢中的钴．在强酸性条件下，对大量铁及部分镍进行萃取分离，消除干扰，以ＫＮＯ＿３为离子强度调节剂，ＨＡｃ－ＮａＡｃ为缓冲液，在ｐＨ６．５的条件下进行测定，取得较好结果，且方法简便、快速．     

电磁磨料射流直管射流水介质运动特性数值模拟分析

针对传统磨料设备存在的技术瓶颈,结合电磁磨料射流的技术优势,建立标准的k-ε涡黏模型.基于有限体积法方法模拟加速后的金属磨料粒子对水平圆管流道内水介质的加速和受力特性,揭示金属磨料粒子周围附近水介质的加速影响规律。研究表明,除金属磨料粒子前端附近水介质,金属磨料粒子表面附近其他区域水介质受到压力值较小,金属磨料粒子上侧和下侧附近水介质压力最小;距离金属磨料粒子中心10 mm甚至更远距离,水平圆管管道流体速度变化趋于平缓,水平圆管中心轴线附近水介质区域速度达2. 3 m/s左右;金属磨料粒子前端附近水介质加速趋势相对缓慢,金属磨料粒子后端附近水介质加速趋势显著,在金属磨料粒子后端附近水介质速度峰值可达到14 m/s。     

离子透镜程序及其应用

离子透镜程序 ( IL P)用来模拟平面对称或轴对称的静电场作用下的电场分布以及离子在电场中的运动轨迹。作者所开发的 ILP,其电场分布计算采用有限差分法。IL P面向实际应用 ,适合于不同电极尺寸、不同初始条件下的静电场分布计算和离子轨迹模拟 ,给出系统终点时的束流半径、散角、能量等参数。ILP可用于离子源、电子枪等装置的引出加速系统设计及参数验证。ILP被应用于两个不同系统的静电场计算 ,其结果与实际情况符合     

基于激光点云的大跨度曲线圆管结构线形高效自动检测方法

大跨度曲线圆管类结构在工程上应用广泛,但该类结构存在线形获取效率低、整体线形难以保证等问题,因此提出一种基于激光点云的大跨度曲线圆管结构线形高效自动检测方法。利用三维激光扫描仪对结构全方位、快速的姿态获取,然后进行目标点云降噪、删除无关点等操作,最后采用编程算法对曲线圆管的中心线实现自动化批量提取。为验证中心线线形精度,赋予中心线合适半径值完成曲线圆管的重构,并将重构模型与点云进行三维对比分析。以某大跨度曲线圆管围护结构为分析对象,试验表明,由该方法逆向得到的大跨度曲线结构整体线形精度高、效率上大幅度提升,有良好的工程应用前景。     

Penning阱中离子运动及存储条件的研究

根据在实验中所采用的Penning离子阱结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中各种运动进行详细分析,本文还分析了离子的存储条件.最后对所作的研究进行总结,得到如下结论：阱中离子的运动为简谐振动、回旋运动和漂移运动的叠加,这3种运动是稳定的.     

CO2激光圆形运动作用下膏药制孔的数值模拟

利用有限元计算软件Ansys模拟CO2激光匀速圆周运动作用下膏药材料产生出透气小孔的模型.计算结果表明:在连续CO2激光作用下,仅需几毫秒时间就可以使膏药材料烧穿,制备透气孔的大小随着光斑中心圆周运动轨迹半径的增大而增大.当激光速率达到3 m/s以上时,激光速率的变化对制孔直径和制孔深度几乎没有影响.     

圆管螺旋流的三维数值模拟

用数值计算方法研究圆管内带有局部起旋器的螺旋流运动,在流场计算中,利用有限差分法对柱坐系下的三维N－S方程组进行差分离散,建立了边界条件和初始条件下的三维计算模型,获得了计算区域内的流场信息,并将数值模拟的结果与实验数据进行了对比和分析,两者基本相符,为圆管螺旋流的研究提供了一条有效途径。