离子注入铜薄膜后的氧化行为

为克服铜易氧化造成薄膜电阻增加、机械性能下降的缺点，采用离子注入技术对铜薄膜表面进行改性研究。离子注入后进行了氧化试验，并结合Ｘ射线衍射和卢瑟福背散射进行了分析。结果表明，离子注入对原有薄膜的电阻影响是很小的； 随注入剂量的增大，抗氧化能力提高；离子注入不但改善了铜薄膜的抗氧化能力，而且氧化行为及氧化层的结构也发生了变化，未经注入的铜薄膜形成的氧化铜以Ｃｕ２Ｏ为主，注入后氧化铜则为Ｃｕ２Ｏ 和ＣｕＯ 的复合结构。离子注入提高了铜薄膜抗氧化性能。     

SIMOX样品导电类型反型的研究

氧离子注入Ｐ型（１００）单晶硅形成ＳＩＭＯＸ样品，经俄歇电子能谱、扩展电阻仪测试，形成了ＳＯＩ结构；经霍尔测试仪测试，制备的ＳＩＭＯＸ样品表层硅膜反型为Ｎ型导电类型，ＳＩＭＯＸ样品的反型是硅中的氧施主所致，由近自由电子的类氦模型计算，氧施主电离能力为０．１５ｅＶ，该值与早期文献报道的实验值一致。     

航空轴承表面合成DLC薄膜的结构特征和滚动-接触疲劳物理模型

利用等离子体浸没离子注入与沉积（PIIID）复合强化技术,在AISI440C航空轴承钢表面合成了类金刚石碳（DLC）薄膜。Raman光谱分析揭示出所制备的DLC膜层主要是由金刚石键（sp³）和石墨键（sp²）组成的混合无定形碳膜,且sp³键含量大于10%。原子力显微镜（AFM）形貌表明,DLC膜层表面光滑,结构致密均匀,与基体结合良好。被处理薄膜试样在90%置信区间下的疲劳寿命L₁₀,L₅₀,特征疲劳寿命L_a和平均寿命较基体分别延长了10.1,4.2,3.5和3.6倍。ANSYS模拟结果显示,最大剪切应力出现在膜基结合处并且靠近膜层内部,最大值达到2 150 MPa。结合ANSYS模拟结果和扫描电镜（SEM）观察形貌分析发现,膜层内部存在的微观缺陷是滚动接触疲劳裂纹产生的诱因,循环载荷所形成的最大剪切应力和润滑油中污染颗粒的共同作用是疲劳磨坑最终形成的外在动力。建立了循环载荷条件下PIIID DLC/AISI440C轴承接触疲劳破坏的5阶段物理模型。     

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研究了Nb离子注入的γ-TiAl合金在1123K和1173K空气中的高温循环氧化行为,用配有能谱仪的扫描电子显微镜对氧化层的形貌、显微结构进行了分析,用俄歇谱仪分析了注入元素和氧化层中各元素的分布.结果表明:Nb离子注入可以提高γ-TiAl合金的抗循环氧化性能.提高其抗氧化性能的主要原因归结于Nb离子在TiO₂中的掺杂作用.高价Nb的掺杂,降低了TiO₂的缺陷浓度,使TiO₂的生长受到抑制,在氧化初期形成了Al₂O₃保护层,从而推迟了氧化层的剥落时间.但Nb离子注入的γ-TiAl合金不具有长期的抗循环氧化性能.     

离子注入改善电接触微动磨损研究

以AgCu10合金为对象, 研究和探讨了离子注入提高电接触材料的抗氧化和抗磨损性能并改善电接触微动磨损的技术. 试验结果表明,离子注入后的AgCu10合金大大减少了磨损颗粒的产生,降低了磨损过程中产生的金属转移, 减轻了磨损颗粒的氧化污染, 从而提高合金表面耐磨损和抗腐蚀性能, 改善电接触微动磨损性能.     

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。     

Residual Stress Measurement for Ion-implanted NiTi Alloy by Using Moiré Interferometry and Hole-drilling Combined Method

Residual stresses in ion-implanted NiTi alloy are measured by a combined method of Moiré interferometry and hole-drilling. Oxygen ions are implanted into the NiTi alloy under a voltage of 30 kV by a dose of 1.0×1017 ions/cm2 for one hour. Subsequently, in order to avoid dimensional error, a hole is drilled exactly in the center of the sample. The distribution of residual stresses around the hole is measured. It is indicated that the method which combines the Moiré interferometry with hole-drilling is able to be used to measure residual stresses produced by ion implantation.     

离子注入生物诱变实验注入剂量的测量与控制

离子注入生物诱变是不同于传统辐射生物学的人工诱变新方法。在离子注入生物诱变实验中,注入剂量决定了生物样品的辐射损伤程度,是要求精确测定并控制的一个重要参量。本文介绍５０ｋｅＶ离子注入生物诱变实验装置注入剂量的测量和控制方法,对系统的硬件结构和软件设计作了较详细的说明。实验结果表明：注入剂量的测量与控制准确、可靠。     

GCr15钢离子注入表面改性研究

对航空轴承用钢ＧＣｒ１５进行了硼离子、氮离子及其复合注入试验。利用扫描电镜和Ｘ射线衍射仪对注入层的组织结构进行了分析，并测试了注入层的硬度、耐磨性、耐蚀性。结果表明：ＧＣｒ１５离子注入层形成了多种弥散相和非晶相，表层的残余奥氏体含量也有所减少。表层的硬度、耐磨性以及耐蚀性经离子注入后明显增加。     

空间用9Cr18 钢PIII 复合离子注入表面改性工艺研究

采用等离子体浸没离子注人(PⅢ)技术对9Cr18轴承钢表面进行了双注入及共注入Ti+N工艺处理.测试了处理前后试样的显微硬度及真空摩擦因数,并表征分析了表面磨损形貌.结果表明:处理后试样的显微硬度都有大幅提高,最大增幅达68.7％；表面真空摩擦因数由0.15下降到0.08；磨斑尺寸及粗糙度分别减少了54.4％和37.4％.双注入与共注入方式在相同参数下,双注入处理后的试样表面综合性能更加优异.