高能重离子辐照的低活化钢硬化效应

为了探讨聚变堆候选低活化钢的抗辐照性能,在兰州重离子加速器国家实验室HIRFL的材料辐照终端,利用63 MeV的~(14)N离子和336 MeV的~(56)Fe离子在-50?C下对一种国产低活化钢进行辐照实验.借助离子梯度减能装置,使入射离子能量在0.22—6.17 MeV/u之间变化,从而在样品表面至24μm深度范围内产生0.05—0.20 dpa的原子离位损伤坪区.利用纳米压痕仪测试样品辐照前后的显微硬度,通过连续刚度测量(constant stiffness measurement)得到低活化钢硬度的深度剖面信息.使用Nix-Gao模型很好地描述了纳米压痕硬度随深度递减的现象(压痕尺寸效应,indentation size effect),从而有效避免了低能离子辐照的软基体效应(softer substrate effect).正电子湮灭寿命谱显示低活化钢在辐照之后长寿命成分增加,说明样品中产生了大量缺陷形成空位团,从而导致了材料力学性能的变化,在离子辐照剂量增加至0.2 dpa时,平均寿命τ_m增加量逐渐变慢,材料中辐照产生的缺陷趋于饱和.     

低速高电荷态重离子辐照的GaN晶体表面X射线光电子能谱研究

利用低速高电荷态Xeq+和Pbq+离子对在蓝宝石衬底上生长的GaN晶体膜样品进行辐照,并利用X射线光电子能谱(XPS)对样品表面化学组成和元素化合态进行了分析.结果表明,高电荷态离子对样品表面有显著的刻蚀作用;经高电荷态离子辐照的GaN样品表面氮元素贫乏而镓元素富集;随着入射离子剂量和所携带电荷数的增大,Ga—Ga键相对含量增大;辐照后,GaN样品中Ga—Ga键对应的Ga3d5/2电子的束缚能偏小,晶格损伤使内层轨道电子束缚能向低端方向偏移.     

一种低活化铁素体/马氏体钢的高能重离子辐照效应研究

低活化的铁素体/马氏体钢是先进核能装置（如聚变堆）的重要候选结构材料。 在聚变堆实际工作环境下, 由于高温和高氦产生率引起的材料失效是这类材料面临的一个重要问题。 本项研究以兰州重离子加速器（HIRFL）提供的中能惰性气体离子束（20Ne, 122 MeV）作为模拟辐照条件, 借助透射电子显微镜, 研究了一种低活化的9Cr铁素体/马氏体钢（T92B）组织结构的变化和辐照肿胀。 实验结果表明, 高温下当材料中晶格原子的撞出损伤和惰性气体原子沉积浓度超过一定限值时, 材料内部形成高浓度的空洞, 并且空洞肿胀率显著依赖于辐照温度和剂量; 在马氏体板条界面及其它晶界处空洞趋于优先形成, 并且在晶界交汇处呈加速生长。 基于氦泡的形核生长与空洞肿胀的经典模型探讨了在不同辐照条件（He离子、 Ne离子、 Fe/He离子双束、 快中子、 Ni离子）下铁素体/马氏体钢中肿胀率数据的关联。Low activation Ferritic/Martensitic steels are a kind of important structural materials candidate to the application in advanced nuclear energy systems. Possible degradation of properties and even failure in the condition of high temperature and high helium production due to energetic neutron irradiation in a fusion reactor is a major concern with the application of this kind of materials. In the present work microstructural evolution in a 9Cr Ferritic/Martensitic steel (T92B) irradiated with 122 MeV 20Ne ions at temperatures between 0.3—0.5 Tm (Tm is the melting point of the material) was investigated with transmission electron microscopy. High concentration voids were observed in the specimens irradiated at high temperatures when the displacement damage dose and Ne concentration exceed a certain level. Preferential formation of voids at lath boundaries and other grain boundaries was found. The data of void swellings in 9Cr ferritic/martensitic steels irradiated in different conditions (such as with He ions, Ne ions, Fe/He dual beams, fast neutrons, Ni ions etc.) were compiled and analyzed based on a classic model of helium bubble formation, and bubble to void transition.     

电子辐照改性PAN/PEO基体凝胶电解质对染料敏化太阳电池性能的提高

采用电子束（EB）对聚丙烯腈/聚氧化乙烯（PAN/PEO）凝胶电解质进行了剂量为13～260 kGy的辐照, 并对辐照改性的电解质组装的染料敏化太阳电池(DSSC)进行了性能测量。 结果表明, 改性后的DSSC的光电转化效率比改性前的高; 并且随EB辐照剂量的增加, DSSC效率先迅速增加(0～65 kGy), 然后缓慢减小(65～130 kGy)直至趋于一个平衡值(130～260 kGy)。 提升DSSC效率的最佳辐照剂量为65 kGy, 此时效率提高了约36%。 对比DSSC短路电流、 开路电压和填充因子随辐照剂量的变化, 发现DSSC效率的提高主要是由短路电流的提高引起的。 测量表明, 辐照改性后的DSSC时间稳定性得到了改善, 并且辐照剂量越高, 稳定性的改善越明显。 In this work, PAN/PEO (polyacrylonitrile/polyethylene oxide) based gel electrolyte was irradiated by electron beam (EB) with dose from 13 to 260 kGy. Then, DSSC (dye sensitized solar cell) was fabricated by the irradiated electrolyte and characterized. The results show that the efficiency of the DSSC fabricated by irradiated electrolyte is promoted comparing with DSSC fabricated by un irradiated electrolyte. And with irradiation dose increasing, the DSSC efficiency increases rapidly at first (0～65 kGy), then, drops down slowly (65～130 kGy), finally trends to a stable value (130～260 kGy). It indicates that there is an optimal irradiation dose, at which the promotion of DSSC efficiency is the highest, approximate 36%. Observed from the change of short circuit current, open circuit voltage and fill factor, short circuit current promotion by EB irradiation is found to be the main reason of DSSC performance promotion. The time stability measurement of the DSSC indicates that EB irradiation on PAN/PEO electrolyte reduces the loss of efficiency and the limiting effects become more apparent as the irradiation dose increases.     

高电荷态氙离子辐照下的6H碳化硅表面纳米结构变形（英）

高电荷态离子比普通的离子携带较高的势能,势能在材料表面的瞬间释放,能在材料表面形成nm量级的结构损伤。它在纳米刻蚀、小型纳米器件、纳米材料、超小尺寸半导体芯片制作、固体表面处理和固体结构分析等领域具有广泛应用前景。因此对高电荷态重离子（Xeq+）引起半导体材料表面（6H-SiC）纳米结构变形进行了研究。采用Xe18+和Xe26+离子,选取从11014到51015 ionscm-2逐渐递增的剂量,以垂直和倾斜60角两种入射方式辐照6H-SiC薄膜样品, 经原子力显微镜分析表明,辐照后的表面肿胀凸起。对于Xe18+离子辐照的样品,辐照区至未辐照区边界的台阶高度随离子剂量增加而连续增大,而对于Xe26+离子辐照的样品则先增加而后减小。在相同入射角和剂量条件下,Xe26+离子辐照样品形成的台阶高度大于Xe18+离子辐照形成的台阶高度,在相同离子和剂量的条件下,垂直照射时形成的台阶高度大于倾斜照射时形成的台阶高度。根据损伤机理和实验数据,首次初步建立了一个包括势能、电荷态、入射角和剂量等物理量的理论模型来预测高电荷态离子在半导体材料表面形成的纳米结构变形。暗示了高电荷态离子的潜在的应用价值及进一步研究的必要性。     

丹参木质素及其单体含量的测定

本文建立了一种准确、快速的检测丹参中木质素及其单体含量的方法.采用Klason法和紫外分光光度法分别对丹参根和茎中酸不溶性木质素(Klason木质素)和酸溶性木质素含量进行了测定;运用硫代酸解法并结合气相色谱-质谱法(GC-MS)分别对丹参根和茎中各木质素单体组成进行了分析.结果显示,总木质素在丹参根和茎中的含量分别为...     

小体积比两相分离早期过程的三维格子气模型研究

采用Monte Carlo模拟方法研究了小体积比三维格子气模型中的相分离过程, 比较了sc, fcc, bcc 等3种晶格类型和T/T_c=0.45–0.85等 5个相对温度的系统演化行为, 计算了系统的结构因子函数, 发现结构因子在相分离早期不满足标度关系, 生长指数等于1/6, 小于经典Lifshitz-Slyozov理论的值. 关键词： 格子气模型 相分离过程 Monte Carlo模拟 生长律     

电子束辐照剂量对PAN/PEO交联度的影响

对PAN/PEO凝胶(5%PAN,5%PEO)在1.0 MeV电子束下进行了不同剂量的辐照。红外光谱测量表明,PAN/PEO凝胶辐照后发生了化学交联。分析结果指出,PAN/PEO的凝胶分数随着辐照剂量的增加而不断增加;其凝胶分数增长率的变化可以分为3个阶段,即快速增加阶段(0~39kGy)、下降阶段(39~130 kGy)和稳定阶段(130 kGy)。拟合发现,引入材料刚性参数β的半经验修正方程与未考虑材料刚性的Char1esby-Pinner方程相比,更符合实际测量值(对于该配比PAN/PEO,β为0.166)。交联度-辐照剂量曲线显示,交联度随辐照剂量的增加而增加,为设计新型能功能材料中所需的固定交联度的PAN/PEO凝胶提供了辐照剂量参考值。     

快重离子辐照聚酰亚胺潜径迹的电子能损效应

快重离子辐照聚合物材料时，由于密集电离激发在其路径上产生几纳米直径的潜径迹，径迹形貌受离子种类、离子能量等多种因素的影响.为了研究电子能损对径迹形成所起的作用，利用1.158GeV 的Fe⁵⁶离子和 1.755GeV Xe¹³⁶离子在室温真空环境下辐照叠层聚酰亚胺(PI)薄膜，结合傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析技术对辐照引起的化学变化进行了测量.聚酰亚胺官能团的降解及炔基的生成是离子辐照聚合物的主要特征，在注量1×10¹¹到6×10¹²/cm²范围及较宽的电子能损(dE/dX)_e范围 (Fe⁵⁶ 离子：2.2 到 5.2 keV/nm， Xe¹³⁶ 离子：8.6 到 11.3 keV/nm)对官能团的断键率及炔基生成率进行了研究. 红外结果显示在实验涉及的能损范围都有炔基生成，应用径迹饱和模型对实验结果进行拟合，不同能损下的平均损伤径迹半径及炔基生成径迹半径被得到，通过热峰模型对实验结果拟合，给出了离子在聚酰亚胺中产生潜径迹的能损阈值，实验给出的径迹形貌的电子能损效应曲线与热峰模型预言走势基本一致. 关键词： 离子辐照 潜径迹 红外光谱 热峰模型     

120keV的N+注入SiC薄膜的光谱特性研究

文中主要研究了120keV的N⁺注入后SiC薄膜样品的光致发光谱(PL)和傅立叶红外光谱(FTIR)特性.从红外光谱可以看到有明显得碳氮单键、双键、三键等新结构生成.从PL光谱则发现365nm处的发光峰明显增强,这表明N⁺注入使得带隙中深的能级辐射中心复合的效率大幅度提高