一种用于剂量效应模拟的新型分子动力学统计噪声改进算法

提出了一种用于分子动力学(MD)模拟晶体靶材料中离子注入的加速算法.READE(包含剂量效应的稀有事件算法)方法可以很好的加速含剂量效应的离子注入的分子动力学模拟.在保证高精度和剂量效应的同时,模拟的时间大幅度减小.同时,在模拟中许多导致统计噪声的细节在READE中被考虑进来,并使得READE更加合理和可信.     

N离子注入金刚石膜方法合成的CNx膜的成键结构

使用N离子(能量分别为10keV,60keV)注入金刚石膜方法合成CNx膜,用Raman光谱和XPS光谱研究注入前后金刚石膜的成键结构.结果表明,金刚石膜经10keVN离子注入后,在Raman光谱中出现一个较强的金刚石峰(1332cm-1)和一个弱的石墨峰(G带,～1550cm-1).而XPSN15资料显示两个主峰分别位于～398.5eV和～400.0eV.金刚石膜经60keVN离子注入后,N15XPS光谱中的主峰位于～400.0eV;相应地,Raman光谱中的石墨峰变得较强.通过比较,对注入样品的XPS谱中N15的成键结构作如下归属～400.0eV属于sp2C-N键;～398.5eV则属于sp3C-N键.     

Fe离子注入ZrO2的研究

陶瓷材料的表面性能在很大程度上取决于其表面条件.例如:陶瓷的表面微裂纹影响着机械强度,而磁学及电学性能则对其表面结构及化学成份非常敏感.近年来离子注入法已经开辟了研制现代材料的新途径,并被广泛应用于金属、半导体及部分聚合物材料中.对于陶瓷材料,目前大多数有关这方面的研究集中于改善陶瓷表面的机械性能,很少有论文涉及其表面电性能的改善.本文介绍了一种改善ZrO2陶瓷表面导电性能的新方法.ZrO2陶瓷是绝缘体,常温下其电阻率大于1012Ωcm.通过不同剂量的离子注入可以使得样品表层产生不同程度的电性能变化.试验表明,当采用2×1017Fe/cm2注入,并在950℃下真空退火30分钟,ZrO2的表面电阻率将下降十余个数量级,从而大幅度提高了样品的导电性.文中还通过应 用X射线衍射及光电子能谱技术,分别对注入元素的化学结合状态及表面注入层的结晶相进行了较为详细的讨论.从XPS测试发现,注入离子在ZrO2表层中以Fe2+、Fe3+及Fe0三种形式的状态存在;X射线衍射数据表明,注入层中除ZrO2主晶相外,还存在少量的FeZrO3等晶相.文章的最后部分讨论了离子注入样品的导电机制.     

用Mo＋C和W＋C双离子注入H13钢制备表面优化复合…

首次给出了Ｍｏ＋Ｃ和Ｗ＋Ｃ双离子注入Ｈ１３钢合成优化表面层机理的研究结果，包括表面薄碳膜和弥散硬化的形成。电镜中观察到这些离子注入时晶粒细化的密集位错的出现，同时在晶间析出相以ＭｏＣ为主，在晶界内折出相则以Ｆｅ２ＭｏＣ和ＭｏＣ为主；这将使晶界强化和位错强化效果增强。Ｘ射线衍射分析表明，注入层中出现了弥散的Ｆｅ２Ｃ，Ｆｅ５Ｃ２，ＦｅＭｏ，Ｆｅ３Ｍｏ２，ＭｏＣ，ＭｏＣｘ，Ｍｏ２Ｃ，Ｆｅ２Ｗ，ＦｅＷ６，     

氦离子行为与钨中相关缺陷演化的研究

本文通过离子注入向钨体中注入100keV氦离子,并使用慢正电子束分析(SPBA)手段研究了不同注量的氦在钨体内的行为以及氦相关缺陷的演化.实验结果表明:在不同的氦注量条件下,样品的S-W参数呈相同线性分布显示氦离子的注入会引入同一类型的空位型缺陷,并且随着氦离子注量增加,S参数的增大表明引入空位型缺陷浓度的逐渐增加.通过与其他未退火样品对比发现样品退火后的S参数出现明显改变,该结果表明相对于其他影响因素如注量,钨中空位型缺陷更容易受热效应的影响.     

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.     

离子注入聚酯薄膜的导电和介电性能的研究

离子注入导电聚合物在电子和电气工程中有着巨大的潜在应用价值.正确使用其导电性,不仅应查明电导机理,而且应了解使用这种导体给连接器件带来的影响,迄今后者尚未引起人们的注意.本文以聚酯为试样,经不同剂量 As 离子注入后,研究了薄膜的导电和介电性能,试验结果表明,电导的机理是导电微粒之间的隧道效应,电导率的温度关系可用σ=σ。exp(-b/T~(1/2))表示;离子注入聚酯薄膜的介质损耗具有松驰特性,损耗角正切的最大值达到0.45,松驰频率随着离子注入剂量的增加而增加.最后作者以等效电路和电子迁移速度分别讨论了松弛损耗的机理.     

硅离子注入聚合物表面改性的研究

采用MEVVA离子注入机引出的Si离子对聚酯薄膜(PET)进行了改性研究, 原子力显微镜观察表明, 注入后的聚酯膜表面比未注入PET更光滑. 用透射电子显微镜观察了注入聚酯膜的横截面表明, 注入层结构发生了明显的变化. 红外吸收测量揭示了Si-C和C-C的形成. 说明了碳化硅和碳颗粒的形成. 这些颗粒增强了注入层表面强化效果, 改善了表面导电特性. 表面电阻率随注入量的增加而明显地下降. 当硅注入量为2×10¹⁷ cm^-2时, PET表面电阻率小于7.9 W·m. 用纳米硬度计测量显示, Si离子注入可明显地提高聚酯膜表面硬度和杨氏模量. 表面硬度和杨氏模量分别比未注入PET时大12.5和2.45倍. 硅注入表面划痕截面比未注入PET的划痕窄而浅. 说明表面抗磨损特性得到了极大的增强. 最后讨论了Si离子注入聚酯膜改善特性的机理.     

Hank's人工模拟体液中碳离子注入TAMZ合金缝隙腐蚀行为

在人体模拟体液Hank's溶液中对碳离子注入TAMZ合金缝隙试样的缝隙腐蚀行为进行研究.结果表明,随着Hank's溶液中pH值的减小,注入碳离子TAMZ合金缝隙试样的阳极电流密度增大,促进了合金缝隙腐蚀历程.Hank's溶液中电化学测试结果表明:注入碳离子TAMZ合金缝隙试样的腐蚀电位升高、阳极极化电流密度降低,改善了电化学性能.这是由于碳离子注入后形成了碳化物的无序层膜,抑制了合金的活性溶解,提高了合金的耐缝隙腐蚀性能.     

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。