Ar离子辐照非晶态合金表面发泡和针孔形成研究

150keV和195keVAr离子室温下辐照非晶态合金(Co₉₄Fe₄Cr₂)₇₈Si₈B₁₄,表表面发泡和溅射腐蚀是两种主要的表面损伤过程.针孔出现较表面发泡要晚,它的密度随剂量增加迅速地增加,并且在一定的辐照剂量时趋向饱和,这时,一种多孔粗糙的表面损伤结构形成.针孔的形成影响了表面发泡,导致了发泡密度随剂量增加急剧地减小.用溅射和气泡破裂解释了针孔形成和在高剂量时趋向饱和的原因.     

150keV Ar离子辐照非晶态合金表面发泡和溅射形貌研究

150keV Ar离子辐照非晶态合金Fe₃₉Ni₃₉Mo₂Si₁₂B₈、Fe₄₀Ni₄₀Si₁₂B₈、Fe₃₉Ni₃₉V₂Si₁₂B₈、Fe₇₇Cr₂Si₅B₁₆和Fe₇₈Si₁₀B₁₂,用扫描电子显微镜(SEM)观测研究了表面损伤形貌剂量变化的过程.低剂量时表面发泡形成.发泡随剂量增加受到溅射腐蚀,表面形成坑洞或针孔,针孔密度随剂量增加而增加,高剂量时,表面损伤以溅射为主,溅射对表面的腐蚀导致多孔粗糙的表面损伤结构建立,并且这些结构与靶材料有着密切的关系.     

离子辐照石墨生成的纳米尺寸Ar泡

用60keV的Ni⁺和Ar⁺在相同实验条件下,先后分别辐照同一块石墨靶,剂量均为10¹⁸/cm².带能量色散X射线分析和电子衍射分析的高分辨透射电子显微镜观察和分析发现,尺寸不同的纳米Ar泡嵌在类玻璃碳薄片中,部分泡内的Ar可能已形成固体结构.     

高能Ar离子辐照PET引起的光吸收变化研究

采用紫外–可见光吸收技术分析和研究了35MeV/uAr离子辐照聚酯膜引起的光吸收改性.结果表明,Ar离子轰击聚酯膜时引起了碳键的共轭体系形成,从而导致了紫外–可见光区域中光吸收明显增加,光吸收增加的幅度依赖于离子的照射剂量、离子在样品中的平均电子能量损失以及光的波长,剂量越高,电子能损越大,光吸收增幅越大;而光的波长越长,光吸收的增加则越不明显.利用测量到的光吸收曲线,同时还定量地研究了各种辐照条件下聚酯膜的光能隙和碳原子团的尺寸.     

快重离子辐照非晶态合金引起的塑性形变研究进展

简单介绍了国内外关于快重离子低温辐照非晶态合金引起的各向异性的塑性形变研究新进展，并对该领域今后的研究方向作了展望. Present status in study of fast heavy ion beam induced plastic deformation in amorphous alloys is briefly reviewed. Further research trend and relevant problems are also discussed.     

Ar离子辐照单晶Si引起的顺磁缺陷研究

采用电子顺磁共振研究了112MeVAr离子50K以下的低温辐照的单晶Si中缺陷产生和退火效应.结果表明:Ar离子辐照Si引起了中性四空位(Si-P3心).非晶化区域等缺陷的形成,Si-P3心分布在电子能损起主导作用的辐照区域,并在200℃的退火温度消失,伴随着四空位的退火,复杂的空位团,如Si-P1心.Si-A11心等出现,并保持到较高的温度.孤立的非晶区域的完全再结晶发生在350℃左右的退火温度,理论估算表明低剂量Ar离子辐照Si产生的非晶区域的半径分布在16-20A之间,定性地讨论了结果.     

非晶合金的离子辐照效应

非晶合金作为一种快速凝固形成的新型合金材料,引起了材料研究者的极大兴趣.微观结构上长程无序、短程有序的特征使其具有独特的物理、化学和力学性能,在许多领域展现出良好的应用前景,尤其是有望成为核反应堆、航空航天等强辐照环境下的备选结构材料.本文深入探讨非晶合金的辐照效应,主要讨论离子辐照对非晶合金微观结构、宏观力学性能以及其他物理化学性能的影响,可为进一步理解非晶合金的微观结构和宏观力学性能之间的关系提供有效的实验和理论基础,也可为非晶合金在强辐照环境下的服役性能预测提供实验依据,对推进非晶合金这一先进材料的工程化应用具有重要的理论与实际意义.     

6061-Al合金的自离子辐照损伤效应

铝合金是国内外研究堆的主要结构材料,在前期300#研究堆主要结构材料铝合金辐照性能研究的基础上,通过离子辐照研究6061-Al合金的微观结构损伤和引起的硬度变化,以开展较高辐照剂量下6061-Al合金损伤效应的前期探索。结果表明,经过自离子辐照后,6061-Al合金中产生了夹角为72°的位错环等缺陷,随着辐照剂量从0.218×1016 cm?2增加到4.367×1016 cm?2,缺陷密度明显增加,但选区电子衍射表明合金保持了很好的晶体结构,并没有发生非晶化。纳米压痕测试表明,不同辐照剂量下,样品中产生了不同程度的硬化,且微观硬度随着辐照剂量的增加而增加,当剂量增加到2.183×1016和4.367×1016 cm?2时,辐照硬化达到饱和,约为11%。研究结果可为初步预测较高中子辐照剂量下6061-Al合金结构和性能的变化提供数据支撑。     

Ar离子辐照导致微球玻璃机械性能的变化

为研究离子辐照导致空心玻璃微球机械性能的变化,利用Ar离子辐照与空心玻璃微球组分相同的微球玻璃薄片,结合不同温度下的等时退火处理,采用纳米压痕测试方法研究了辐照前后玻璃机械性能的变化。测试结果表明：辐照后玻璃的硬度和模量均呈下降趋势,恢复阻力明显升高;退火后的未辐照样品硬度和模量呈上升趋势,恢复阻力在误差范围内没有发生变化; 退火后的模量呈下降趋势,恢复阻力呈下降趋势;在退火温度约为300 ℃时,辐照样品退火后的恢复阻力与未辐照样品基本相同。     

35MeV/uAr离子辐照聚酯膜引起的效应研究

采用多种手段研究了 35Me V/u的 Ar离子辐照聚酯 (PET)膜产生的微观结构变化 .结果表明 ,辐照使聚酯的化学键断裂并产生了炔端不饱和基团和自由基 .断键主要发生在乙二醇残留物、苯环的对位和酯的 C— O键上 .随着吸收剂量的增加 ,材料的结晶度逐渐降低 ,由原始的41 .7%减至最高辐照量时的 1 5.0 % .研究发现 ,聚脂的非晶化转变截面与电子能损呈线性关系 ;断键和非晶化效应主要取决于样品的吸收剂量 ,并存在一个约 4.0 MGy的阈值.Stacked polyethylene terephthalate films were irradiated with 35 MeV/u Ar ions at room temperature. The ion induced effects were studied by ultraviolet visible spectrometer, Fourier transform infrared spectroscopy, X ray diffractometer, X ray photoelectron spectroscopy, electron spin resonance spectroscopy and differential scanning calorimetry. Bond breaking and the formation of alkyne end groups and free radicals were observed. The bond breaking processes occurred mainly...     

快重离子辐照引起Ni/SiO2界面原子混合及相变研究

在室温下用308 MeV的Xe离子和853 MeV的Pb离子辐照Ni/SiO2样品, 用卢瑟福背散射和X射线衍射技术对样品进行了分析。 通过分析Ni/SiO2样品中元素成分分布和结构随离子辐照剂量和电子能损的变化, 探索了离子辐照在Ni/SiO2样品中引起的界面原子混合与结构相变现象。 实验结果显示, Xe和Pb离子辐照均能引起明显的Ni原子向SiO2基体的扩散并导致界面附近Ni, Si和O原子的混合。 实验观测到低剂量Xe离子辐照可产生NiSi2相, 而高剂量Xe离子辐照则导致了Ni3Si和NiO相的形成。 根据热峰模型, Ni原子的扩散和新相的形成可能由沿离子入射路径强电子激发引起的瞬间热峰过程驱动。Ni/SiO2 interface were irradiated at room temperature with 308 MeV Xe ions to 1×1012, 5×1012 Xe/cm2 and 853 MeV Pb ions to 5×1011 Pb/cm2, respectively. These samples were analyzed using Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and X ray diffraction spectroscopy (XRD), from which the intermixing and phase change were investigated. The obtained results show that both Xe and Pb ions could induce diffusion of Ni atoms to SiO2 substrates and result in intermixing of Ni with SiO2. Furthermore, 1.0×1012 Xe/cm2 irradiation induced the formation of NiSi2 and 5.0×1012 Xe/cm2 irradiation created Ni3Si and NiO phases. The diffusion of Ni atoms and the formation of new phase may be driven by a transient thermal spike process induced by the intense electronic energy loss along the incident ion path.     

利用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜

用能量11.4MeV/u和注量1×108ions/cm2的197Au离子垂直辐照聚丙烯薄膜,通过电导测量法监测温度、硫酸浓度和重铬酸钾浓度对径迹蚀刻速率的影响,得到合适的蚀刻条件;成功制备出孔径范围在600—1000nm的重离子径迹聚丙烯孔膜,并用场发射扫描电镜对孔的形状及孔径大小进行了表征,对孔洞锥角的形成进行了分析,为重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜提供了实验数据。     

快重离子辐照对非晶态SiO2薄膜光致发光谱的影响

用湿氧化法在单晶硅表面生长了非晶态SiO2薄膜,再用高能Pb和Xe离子对薄膜进行辐照,最后用荧光光谱分析了辐照参数(剂量、电子能损值)与发光特性改变的相关性.研究发现,快重离子辐照能显著影响薄膜的发光特性,进一步分析显示,辐照导致了SiO2薄膜内O-Si-O缺陷、缺氧缺陷和非桥式氧空位缺陷的产生,且缺氧缺陷和非桥式氧空...     

Influence of the Swift Heavy Ion Irradiation on the Short Range Order in Amorphous FeNiSiB Alloys

The influence of the high-energy heavy ion irradiation on the short range order and magnetic texture in amorphous FeNiSiB alloys are studied by Mössbauer spectroscopy. The rf-Mössbauer measurements reveal clear changes of the local structure induced due to high electronic energy deposition and related to the anisotropic growth effect. In the substantial volume fraction of irradiated samples the spins change their orientation from the in-plane to the perpendicular one.

     

重离子辐照SiO2通过能量损失产生发光色心的研究

通过红外光谱和荧光发射光谱分别对600 keV、4 MeV和5 MeV Kr离子辐照的SiO2进行发光特性的研究。在低能量辐照体系中,简单色心(F2色心)的形成在损伤过程中占据主导地位,其主要诱发蓝光发射带;在高能离子辐照条件下,离子径迹上的能量密度较大,因此缺陷浓度的增大产生了一些缺陷团簇和离子径迹,形成了复杂的色心(F2+和F3+色心等)并诱发了强烈的绿光发射带和红光发射带。该实验结果与能量损失过程中统一热峰理论模型(一个综合的基于电子能损与核能损的非弹性碰撞模型和弹性碰撞模型)的模拟结果能够很好地吻合,表明在keV～MeV能区上存在电子能损过程与核能损过程的协同效应。     

Magnetic Study of Nanocrystalline Ferrites and the Effect of Swift Heavy Ion Irradiation

100 MeV Si⁺⁷ irradiation induced modifications in the structural and magnetic properties of Mg_0.95Mn_0.05Fe₂O₄ nanoparticles have been studied by using X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and a SQUID magnetometer. The X-ray diffraction patterns indicate the presence of single-phase cubic spinel structure of the samples. The particle size was estimated from the broadened (311) X-ray diffraction peak using the well-known Scherrer equation. The milling process reduced the average particle size to the nanometer range. After irradiation a slight increase in the particle size was observed. With the room temperature Mössbauer spectroscopy, superparamagnetic relaxation effects were observed in the pristine as well as in the irradiated samples. No appreciable changes were observed in the room temperature Mössbauer spectra after ion irradiation. Mössbauer spectroscopy performed on a 12 h milled pristine sample (6 nm) confirmed the transition to a magnetically ordered state for temperatures less than 140 K. All the samples showed well-defined magnetic ordering at 5 K, whereas, at room temperature they were in a superparamagnetic state. From the magnetization studies performed on the irradiated samples, it was concluded that the saturation magnetization was enhanced. This was explained on the basis of SHI irradiation induced modifications in surface states of the nanoparticles.     

Ar离子溅射生成碳纳米管

用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TE),研究了离子溅射石墨表面的形貌特征和结构,证实了碳纳米管可通过溅射原子在表面形貌突起部位沉积生长.