用于材料表面改性的多功能等离子体浸没离子注入装置

详细叙述了新近研制的多功能等离子体浸没离子注入（ＰⅢ）装置，在装置设计中，考虑了等离子体产生手段、高压脉冲电源和真空抽气系统多项功能要求，把离子注入、涂敷和溅射沉积结合起来，该已实现了多种气体等离子体注入、气－固离子混合与注入、金属等离子体沉积与注入、离子束混合与离子束增强沉积等，以满足不同材料制成的不同零件对多种表面处理工艺的需要，初步应用结果证明，该装置对于改进４５号钢、Ｔｉ－６Ａｌ０－４Ｖ和     

在等离子体源离子注入中靶周围等离子体的行为

在等离子体源离子注入中，将待处理的工件直接放在等离子体内，并在工件上按一定的占空比加脉冲连续式负偏压，我们通过计算，分析了在工件未加负偏压时等离子体对工件的作用，并给出了在工件加上负偏压时注入工件的离子能量的简化分布模型，最后计算了在负偏压脉冲持续时间内离子阵鞘层边界的扩展。     

等离子体源离子注入（Ⅰ）—原理和技术

等离子体源离子注入（ＰＳＩＩ）是用于材料表面改性的一种新的、廉价的、非视线技术。它消除了一般束线离子注入（ＩＢＩＩ）所固有的视线限制，克服了保持剂量问题，使注入装置变得简单和价廉。介绍了ＰＳＩＩ过程、装置和基本物理与技术问题，也介绍了在美国威斯康辛大学和哈尔滨工业大学ＰＳＩＩ研究室中进行的ＰＳＩＩ技术研究及其工业应用的初步结果。     

LZ-50离子注入装置及其在材料表面改性中的应用

本文叙述了LZ-50离子注入装置及其在材料表面改性中的应用。该装置离子能量80keV,氮离子束流强～10mA,注入面积～200cm~2,性能稳定,重复性好,可长期稳态运行。利用该装置对硬质合金、工具钢、钛合金、陶瓷及其它有色金属材料进行了氮离子注入实验,并取得了一些有应用价值的工艺结果,如离子注入使Co-WC机械夹固刀片的耐磨性能提高2—4倍。     

铪离子等离子体源离子注入铜基体的数值模拟

通过SRIM软件对铪离子等离子体源离子注入铜进行了模拟。模拟了铪离子注入铜的核阻止本领、电子阻止本领、入射深度随能量的变化,以及在不同注入条件下铪离子的摩尔浓度分布,并对模拟结果进行了分析。结果显示:能量低于6 MeV时核阻止本领占主导地位,高于6 MeV时电子阻止本领成为主要的能量损失,并且离子注入过程中会出现能量沉积的Bragg峰和质量沉积区域较集中的现象,入射深度随能量的增加而增加。     

铪离子等离子体源离子注入铜基体的数值模拟

通过SRIM软件对铪离子等离子体源离子注入铜进行了模拟。模拟了铪离子注入铜的核阻止本领、电子阻止本领、入射深度随能量的变化,以及在不同注入条件下铪离子的摩尔浓度分布,并对模拟结果进行了分析。结果显示：能量低于6 MeV时核阻止本领占主导地位,高于6 MeV时电子阻止本领成为主要的能量损失,并且离子注入过程中会出现能量沉积的Bragg峰和质量沉积区域较集中的现象,入射深度随能量的增加而增加。     

等离子体浸没离子注入过程中离子质谱测量

用一个取样离子源－Ｅ×Ｂ质谱系统测定了等离子体浸没离子注入中氮等离子体的质谱，测量出的氮等离子体的离子比率作为计算机模拟ＴＡＭＩＸ程序的输入参数，以预测原子的浓度－深度分布曲线，氮注入的Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ样品用扫描俄歇微探针（ＳＡＭ）分析，获得了原子浓度－深度分布的试验数据，理论预测和用俄歇分析的结果比较，显示出很好的一致性．     

低温等离子体对材料的表面改性

 冷等离子体对材料的表面改性,通过放电等离子体来优化材料的表面结构,是一种非常先进的材料表面改性方法。冷等离子体的特殊性能可以对金属、半导体、高分子等材料进行表面改性,该技术已广泛应用于电子、机械、纺织等工程领域。等离子体是“物质的第四态”,它是由许多可流动的带电粒子组成的体系。等离子体的状态主要取决于它的化学成分、粒子密度和粒子温度等物理化学参量,其中粒子的密度和温度是等离子体的两个最基本参量。实验室中采用气体放电方式产生的等离子体主要由电子、离子、中性粒子或粒子团组成。     

磁阱等离子体源离子注入研究

本文描述在磁阱装置中利用旋转等离子体的概念给浸泡于等离子体中的样品施加直流高压的实验工作,工件电压高达-22kV,文中还对相关物理问题进行了定性分析。     

低温等离子体表面处理技术在生物医用材料中的应用

合成高分子材料无法完全满足作为生物医用材料所需要的生物相容性和高度的生物功能要求，为解决上述问题，文章介绍了一种表面处理方法－等离子体表面改性技术以其特有的优点在生物医用材料中的应用情况，通过等离子体处理后，能够在高分子材料表面固定生物活性分子，达到为生物医用材料的目的。     

表面凹陷对等离子体浸没离子注入均匀性的影响

利用二维流体模型和数值计算方法模拟了等离子体浸没离子注入（ＰⅢ）Ｋ ,具有圆弧凹槽的平面靶周围的鞘层扩展情况,计算了鞘层扩展过程中的电热分布、离子速度和离子密度变化获得了沿靶表面的离子入射角度和注入剂量的分布情况,为等离子体浸没离子注入处理复杂形状靶提供了理论基础。     

金属管件内壁栅极增强等离子体源离子注入的轴向特性研究

栅极增强等离子体源离子注入(GEPSII)一种新的金属管件内壁处理方法，该方法能够均匀地对金属管件内壁进行离子注入，并且能够生成二元金属化合物.在金属管件内轴向放置三块45号钢样品，利用GEPSII方法在金属管件内壁成功生长金黄色氮化钛(TiN)薄膜.结构分析显示TiN主要沿(111)和(200)晶面生长，深度分析显示膜的厚度大约二十几纳米，膜质地均匀且在基底有一定的嵌入深度.电化学腐蚀、硬度、磨擦学分析表明TiN薄膜很好地改善了45号钢的表面性能，并且表现出很高的轴向均匀性. 关键词： 等离子体源离子注入 内表面 氮化钛     

内表面栅极等离子体源离子注入TiN薄膜及其特性研究

阐述了栅极增强等离子体源离子注入（GEPSII）方法的基本思想.利用GEPSII方法在45号钢 基底上生成了金黄色氮化钛（TiN_x）膜.对不同条件下的TiN膜做电化学腐蚀，X PS，AES， XRD等分析.电化学腐蚀实验显示TiN薄膜改善了45号钢的耐腐蚀性能5—10倍，且在高气压下 效果更好.结构分析显示TiN膜含有TiO₂，TiN成分，主要沿（111）和（200）晶 向生长，深度分析显示膜的厚度只有二十几纳米，膜质地均匀且在基底有一定的嵌入深度. 关键词： 腐蚀 等离子体源离子注入 薄膜 氮化钛     

N+离子注入聚四氟乙烯表面改性研究

在剂量为1×1014-1×1017ions/cm2的范围内,在不同的温度条件下,用能量为160keV氮离子对PTFE表面进行注入处理,处理后的样品用可见(514.5nm)和傅里叶红外(1064nm)拉曼(Raman)光谱以及扫描电镜和x射线能谱仪进行检测.实验结果表明低剂量注入可以增强PTFE晶体结构的取向和有序性;中等剂量时溅射损失效应明显,表面粗糙度加大:高剂量注入时微观结构强烈地变化并生成CC双键,导致表面碳化.另外温度对表面改性效果有很大的影响.刻蚀率和表面的微观结构的变化随着温度的升高而增强.离子注入前,用喷射技术使样品覆盖一层150nm的金膜,薄膜的黏结性和硬度用划痕和透明胶带测试配合扫描电镜进行分析.分析结果表明,黏结性在注入剂量为10\{14\}ions/cm2时明显增强,这个结果与表面亲水性测量结果是一致的.但表面硬度只在温度为180℃时才得到了增强.