10kV IGBT固态脉冲调制器技术研究

描述了一种用于材料表面改性的新技术--等离子体浸泡式离子注入,以及它的关键设备--高压脉冲调制器.我们研制了1台用于材料表面改性的光纤隔离同步控制的10 kV IGBT固态脉冲调制器.试验结果表明技术性能优良,输出电压幅值可在1～10 kV范围内调节,脉冲宽度可在2～100μs范围内改变,重复频率可在10 Hz～8.5 kHz范围内变化;在纯阻性负载时,注入电压波形的上升时间和下降时间分别为350 ns和1.64μs;在等离子体负载时,由于电缆电容和下拉电阻较大,上升时间增加到2μs,下降时间增加到30μs;如果减小电缆电容和下拉电阻,上升时间可以进一步减小,下降时间可以减小到15μs.     

适用于全方位离子注入过程的脉冲调制器上升沿参数设计的研究

本课题建立了两种物理模型来描述理想脉冲情况下等离子体中的电子运动,并建立了电子运动方程.在无限长平面靶情况下首次得到了电子运动方程的解析解,提出了理想上升沿判据.通过对保形全方位离子注入的处理工艺参数的研究,获得了各个工艺参数之间的定标关系.研究结果表明,在相同的注入脉冲宽度情况下,增加等离子体密度和离子质量都能够获得更均匀的注入分布.注入波形的上升沿对注入离子能量分布造成的影响完全可以通过提高等离子体的密度和改变离子质量来消除.因此在设计调制器时追求过陡的上升沿意义不大,从技术难度和成本效益比上看,上升沿在1～2μs之间即可满足全方位离子注入过程对电源的要求.     

全方位离子注入与沉积技术及其在航空领域的应用探讨

全方位离子注入与沉积技术在诸多领域已经得到了较为广泛的应用,在航空领域也体现出较大的应用前景,将来必定能够为改善航空关键部件的性能提供可靠的技术支持。     

2Cr13钢的全方位离子注入与离子束增强沉积复合表面强化处理

对 2Cr13不锈钢表面进行了等离子体浸没离子注入(PIII)与离子束增强沉积(IBED)复合强化处理。对强化后的试样进行了俄歇电子能谱(AES)、X光电子能谱(XPS)分析及显微硬度、摩擦磨损和耐腐蚀性能测试。结果表明,处理后的试样表面层中含有强化相TiN和CrN;与基体相比,被处理试样的显微硬度显著增大,最大增幅达80 4%;摩擦系数降至 0 2~0 3,磨痕宽度最大减少了近 4倍;腐蚀电位最大提高了 5倍,腐蚀电流密度减少了 26倍。磨损中粘着现象大大减轻,耐磨耐蚀性能得到了显著改善。