沉积态铀薄膜表面氧化的X射线光电子能谱

含铀(U)薄膜在激光惯性约束聚变的实验研究中有重要的用途.研究其在不同气氛下的氧化性能可以为微靶制备、储存及物理实验提供关键的实验数据.通过超高真空磁控溅射技术制备了纯U薄膜及金-铀(Au-U)复合平面膜,将其在大气、高纯氩(Ar)气及超高真空度环境中暴露一段时间后,利用X射线光电子能谱仪结合Ar~+束深度剖析技术考察U层中氧(O)元素分布及价态,分析氧化产物及机理.结果显示,初始状态的U薄膜中未检测到O的存在.Au-U复合薄膜中的微观缺陷减弱了Au防护层的屏蔽效果,使其在3周左右时间内严重氧化,产物为U表面致密的氧化膜及缺陷周围的点状腐蚀物,主要成分均为二氧化铀(UO_2).在高纯Ar气中纯U薄膜仅暴露6 h后表面即被严重氧化,生成厚度不均匀的UO_2.在超高真空度环境下保存12 h后,纯U薄膜表面也发生明显氧化,生成厚度不足1 nm的UO_2.Ar~+束对铀氧化物的刻蚀会因择优溅射效应而使UO_2被还原成非化学计量的UO_(2-x),但这种效应受O含量的影响.     

高温下镜面纯Fe的表面质量研究

研究了真空状态下保温60min不同退火温度对镜面纯铁的表面粗糙度、表面形貌及晶粒取向的影响。结果表明:在纯铁的多晶型性转变温度点以下,面均方根粗糙度随退火温度的升高而缓慢增大;在多晶型性转变温度及以上发生突变,从面均方根粗糙度为4~5nm的镜面突变到700nm;用扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面,发现在810℃出现再结晶细小晶粒。研究了原材料及860~960℃之间几个温度点的X射线衍射{200}晶面极图,结果发现:晶粒在860℃开始择优取向,随温度升高,取向越来越明显;再结晶对表面粗糙度的影响不大,晶粒的择优取向使得晶粒在不同方向的膨胀系数不同,以及多晶型性转变导致体积的变化使得晶粒之间挤压造成晶粒之间的凹凸不平和表面较深较粗的晶界,这是造成粗糙度突变的主要原因。     

退火工艺对ICF靶用冷轧镍膜的影响

 为了满足惯性约束聚变（ICF）和状态方程（EOS）实验以及靶装配工艺的需要，在薄膜轧制过程中间以及轧制工艺完成以后需要对镍膜进行热处理来改善其组织结构和力学性能。对多辊轧机冷轧的方法制备的厚11 mm镍膜中间退火工艺进行了研究，根据确定的合适的退火工艺退火后继续轧制得到成品镍膜厚7 mm，表面粗糙度小于50 nm，基本满足目前状态方程实验对箔膜的要求。金相显微照片表明镍膜晶粒经500 ℃保温1 h退火由轧制前的条带状变为等轴晶；镍膜硬度经500 ℃退火后由4 GPa降低到了2.3 GPa左右；XRD衍射测试表明镍膜经500 ℃以上温度退火后，高角度的衍射峰开始出现，织构得到一定程度的改善。由此可以确定镍膜合适的中间退火温度为520 ℃保温1 h。     

磁控溅射沉积铝/贫铀与金/贫铀镀层的界面研究

采用磁控溅射技术沉积制铝/贫铀/铝(Al/DU/Al)、金/贫铀/金(Au/DU/Au) "三明治" 薄膜样品. 利用高分辨扫描电镜、 X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、 扫描俄歇微探针对Al/DU/Al, Au/DU/Au样品的Al/DU, Au/DU界面行为进行表征与研究. 结果表明: 沉积态DU层以柱状晶生长; Al/DU界面扩散明显, 物理扩散过程中伴随着Al, DU化学反应形成Al₂U, Al₃U金属化合物; 金属化合物的形成导致界面处Al 2p电子结合能向高能端移动, U 4f电子向低能端移动; 微量O在Al/DU界面处以Al₂O₃及铀氧化物形式存在; DU镀层中以铀氧化形式存在; 沉积态的Au/DU界面扩散为简单的物理扩散, 团簇效应导致Au/DU界面处Al 2p, U 4f电子结合能均向高能端移动; 在Au/DU界面及DU镀层中, 微量O以铀氧化物形式存在; Al/DU界面扩散强于Au/DU; 相同厚度的Al, Au保护镀层, Al镀层保护效果优于Au镀层. 关键词： Al/DU界面 Au/DU界面 磁控溅射 界面扩散     

铝在氢氧化钠溶液中的电解加工与钝化机理

采用电解腐蚀装置,研究铝芯轴在1mol/L的氢氧化钠溶液中4~28V电压条件下的电流随时间的变化,得到电压与稳定时刻电流的关系曲线。通过改变电解液温度(20~35℃),对数据拟合后得到活化能。当电压高于28V时,铝表面完全钝化,采用扫描电子显微镜得到未钝化样品和钝化样品的表面形貌,采用X射线衍射仪对未钝化样品和钝化样品进行分析表征,得出了钝化样品表面钝化层的主要成分为三羟铝石。从钝化产物的主要成分,推断出表面反应过程及钝化机理。     

状态方程实验用铜多台阶靶制备工艺

 采用单点金刚石切削技术,通过合理的刀具设计、夹具设计及工艺过程设计,确定了加工工艺参数,完成了厚度几μm至几十μm的无氧铜多台阶靶的制备。通过触针式轮廓仪,台阶仪,白光干涉仪对表面轮廓及粗糙度进行了测量。结果表明：通过单点金刚石切削技术加工成形的铜多台阶靶,各台阶表面均方根粗糙度小于50 nm,工件表面轮廓平直,台阶垂直度较好。采用阿基米德原理对材料密度进行测量,加工成形后密度为(8.945±0.074) g/cm3,接近材料理论密度。     

陶瓷基钯银合金膜制备技术及性能研究

报道采用浆料涂敷与化学镀相结合法在陶瓷支撑上沉积钯银合金膜,采用浆料涂敷法,将含钯银的浆料涂敷在支撑体上,干燥后热分解,使支撑体表面沉积部分钯银。然后,采用化学镀在50℃下沉积钯银膜,热处理后,得到表面较光洁、厚度约为3μm、银含量为23%(原子百分含量)、合金化较完全的钯银合金膜,该膜在压差为0.1MPa,温度为300℃时的渗氢通量达45cm^3(STP)/(cm^2·min),分离因子达500,研究了钯银合金膜中银含量随热处理温度的变化规律,由实验结果发现,银逐渐向表面扩散,并在一定的温度条件达到基本平衡。     

Cu空心微球的精密连接技术

以Cu作为代用材料,通过分解实验方法,研究了扩散连接各工艺条件对靶丸参数的影响关系,获得适宜的工艺参数(温度小于600℃,压强小于6 MPa,时间60 min)。据此,实际连接Cu半球并制备出Cu空心微球。采用白光干涉仪、扫描电子显微镜、微米X射线断层扫描机等仪器对样品进行测试,结果显示连接界面无明显缺陷,内表面粗糙度小于50 nm,内球面直径差值小于20μm,连接强度满足机械加工要求。     

密度泛函理论研究LiX(X=H,D,T)体系的热力学性质

运用量子力学从头计算方法,计算了氢化锂(氘化锂、氚化锂)分子的部分热力学函数和力学、光谱学性质。基于准简谐Debye模型,计算了固体Li的振动内能、振动和电子熵,探讨了Li吸收氢同位素气体生成一氢化物的反应熵变、生成焓变和生成Gibbs自由能及氢同位素的平衡离解压。结果显示:在Li吸收同位素气体生成一氢化物的反应中,生成焓变和反应熵变均为负值,且随温度升高,绝对值越大,Gibbs自由能则向正的方向增加。热力学上,在相同温度和压力下,氢置换一氢化物中的氘和氚、及氘置换氚的反应更易发生。     

衬底温度对PLD制备的Mo薄膜结构及表面形貌的影响

 运用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)基片上沉积了金属Mo薄膜。在激光重复频率2 Hz,能量密度5.2 J/cm²,本底真空10^－6 Pa的条件下,研究Mo薄膜的结构和表面形貌,讨论了衬底温度对薄膜形貌与结构的影响。原子力显微镜(AFM)图像和X射线小角衍射(XRD)分析表明,薄膜表面平整、光滑,均方根粗糙度小于2 nm。沉积温度对Mo薄膜结构和表面形貌影响较大,在373~573 K范围内随着温度升高,薄膜粗糙度变小,结晶程度变好。