氚钛靶的存储时间对D-T中子发生器靶损伤特性的影响

氚钛靶是D-T中子发生器的重要元部件,氚钛靶在存储过程中存在着内部氚衰变并积累氦的过程,氦泡的形成将对氚钛膜的稳定性产生重要影响,因此研究存储数年的氚钛靶的辐照损伤效应对了解氚钛靶的有效使用寿命有重要意义。选择采用扫描电镜、扫描电镜能谱分析和 X射线衍射对氚钛靶表层进行检测发现：束流辐照以后氚钛靶表层元素主要为Mo和少量的Ti,表面不存在任何氚化物的物相结构。结论表明：氚钛靶在长达12年的存储时间内,表层氚化钛有效层存在大量脱落的现象。     

不同工艺参数的强流辐照对钛合金表面形貌的影响

用不同工艺参数的强流脉冲离子束技术对钛基压气机叶片进行表面轰击,对离子束诱发的表面形貌进行分析。结果表明,强流脉冲离子束辐照在钛合金表面形成尺寸约为几至几十微米的熔坑和网状裂纹的典型形貌。当单脉冲能量密度为1.44 J/cm2、5次脉冲辐照时,表面熔坑密度最大;熔坑是影响表面粗糙度的主要因素。随束流密度的提高,被辐照试样表面达到相对光滑所需的脉冲次数减少。     

强脉冲离子束辐照对Ni_3Al合金表面的改性

采用X射线衍射、扫描电镜和电化学腐蚀等技术研究了 3种不同束流密度的强脉冲离子束辐照对Ni3 Al合金表面形貌与物相及电化学腐蚀性能的影响。结果表明 :IPIB辐照时 ,试样最外表面的温度远超过Ni3 Al合金的熔点 ,造成试样表面融化 ,从而清洁和抛光试样表面 ;随离子束流密度的增加 ,Ni3 Al合金表面的物相呈现规律性的变化 ,分别产生形变织构、部分非晶及新相 ,使Ni3 Al合金的抗电化学腐蚀性能得以提高     

D-T中子发生器用氚钛靶的存储时间对其结构稳定性的影响

氚钛靶是D-T中子发生器的重要元部件,氚钛靶在存储过程中存在着内部氚衰变并积累氦的过程,氦泡的形成将对氚钛膜的稳定性产生重要影响,因此研究存储数年的氚钛靶的辐照损伤效应对了解氚钛靶的有效使用寿命有重要意义。采用扫描电镜及其附带的能谱和X射线衍射对氚钛靶表层进行检测发现:束流辐照以后氚钛靶表层元素主要为Mo和少量的Ti,表面不存在任何氚化物的物相结构。结果表明:氚钛靶在长达12年的存储时间内,表层氚化钛有效层存在大量脱落的现象。     

离子束辅助轰击对电弧离子镀沉积TiAIN膜层的影响

采用俄罗斯UVN0．5D2I离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在高速钢W18C14V基材上沉积TiAlN膜层;利用N离子束对膜层沉积之前的预处理和膜层沉积时的辅助轰击,并用SEM、X射线衍射和力学测试等手段研究了N离子束轰击对膜层表面形貌、相结构、显微硬度影响．结果表明：N离子束的预处理在基材表面形成了一定厚度N的过渡层;N离子束对膜层的辅助轰击,明显地降低了膜层表面“大颗粒”的密度,改善了膜层的表面形貌;同时,形成了由过渡层成分与膜层成分动态混合的扩散层;无N离子轰击时,TiMN膜层是由（TiM）N相和Ti：A1N相组成;轰击能量为7．5keV时,TiMN膜层也是由（TiAl）N相和Ti：MN相组成,但（TiM）N（111）取向减弱,而（200）和（220）取向均增强;Ti,A1N（211）及（301）取向均减弱．N离子束辅助轰击,使膜层的显微硬度由原来的21GPa提高到25．3GPa．     

离子束辅助轰击对电弧离子镀沉积TiAlN膜层的影响

采用俄罗斯UVN 0.5D2I离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在高速钢W18Cr4V基材上沉积TiAlN膜层;利用N离子束对膜层沉积之前的预处理和膜层沉积时的辅助轰击,并用SEM、X射线衍射和力学测试等手段研究了N离子束轰击对膜层表面形貌、相结构、显微硬度影响.结果表明:N离子束的预处理在基材表面形成了一定厚度N的过渡层;N离子束对膜层的辅助轰击,明显地降低了膜层表面"大颗粒"的密度,改善了膜层的表面形貌;同时,形成了由过渡层成分与膜层成分动态混合的扩散层;无N离子轰击时,TiAlN膜层是由(TiAl)N相和Ti2AlN相组成;轰击能量为7.5 keV时,TiAlN膜层也是由(TiAl)N相和Ti2AlN相组成,但(TiAl)N(111)取向减弱,而(200)和(220)取向均增强;Ti2AlN(211)及(301)取向均减弱.N离子束辅助轰击,使膜层的显微硬度由原来的21 GPa提高到25.3 GPa.     

低能氢负离子激发石英玻璃发光

为研究材料辐照损伤的产生机制和缺陷的实时演变过程,在GIC4117串列加速器原有的低能负离子注入平台基础上加装光谱测量系统,实现具有"charge-up free"优点的负离子激发发光在线测量。利用20 ke V H-轰击羟基含量为20μg/g,1 100μg/g的石英玻璃测量其发射光谱,研究离子束辐照前后样品的吸收光谱。离子轰击过程中,发光中心数目随剂量先增加后缓慢衰减至平衡状态;蓝色和红色波段发光峰发光产额比可能受表面结构的影响稳定在3~4之间,低于Me V H+激发产额比。辐照前后吸收光谱反映的缺陷浓度变化与离子激发石英玻璃光谱强度变化一致。羟基含量较高的石英玻璃,发射光谱强度较低,吸收光谱强度辐照前后相对变化较小,对应产生的弗伦克尔缺陷数目较少。     

强脉冲离子束辐照对Ni3Al合金表面的改性

采用X射线衍射、扫描电镜和电化学腐蚀等技术研究了3种不同束流密度的强脉冲离子束辐照对Ni3A1合金表面形貌与物相及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：IPIB辐照时，试样最外表面的温度远超过Ni3A1合金的熔点，造成试样表面融化，从而清洁和抛光试样表面；随离子束流密度的增加，Ni3A1合金表面的物相呈现规律性的变化，分别产生形变织构、部分非晶及新相，使Ni3A1合金的抗电化学腐蚀性能得以提高。     

磁控溅射制备AlN薄膜的蒙特卡罗模拟

应用蒙特卡罗程序TRIM对Ar+轰击AIN的微观过程进行了模拟.对不同能量以及不同角度下Ar+轰击AlN引起的溅射产额进行了系统的研究.随着入射离子能量的逐渐增加,AlN的溅射产额呈上升趋势.AlN的溅射产额随入射角增加而逐渐升高,在75°左右达到峰值,超过75°后,溅射产额急剧下降.实验发现垂直入射时和斜入射时,Al和N两元素的分溅射产额的比值变化规律有着明显的不同.     

脉冲离子束辐照致TiD_2膜力学性能的变化

金属氢化物(MH_x)应用于反应堆中子慢化剂、激光离子源片材料、中子发生器用靶时,会经历极端非平衡束流的辐照。本工作提出利用TEMP-6型强流脉冲离子束装置产生的强流脉冲离子束(high intensity pulsed ion beam,HIPIB)辐照Ti D_2膜,评估极端束流对膜力学性能的影响因素和影响程度。采用涂层附着力自动划痕仪、维氏显微硬度计对原始和辐照后的Ti D_2膜进行测试分析。研究结果发现:多次HIPIB的辐照效应导致膜面重熔再结晶,使其内部结构趋于更加致密化和平整化,能降低材料的摩擦系数并在一定程度上提高其初始临界载荷;D的释放有助于膜面韧性、显微硬度的提高,从而减轻了其塑性形变程度。     

钛中氢同位素的热脱附谱定量分析研究

通过优化钛的吸氢工艺,成功制备了不同氢氘含量的氢/氘化钛样品;结合XRD分析,给出了钛吸氢前后的晶体结构变化。利用热脱附谱(TDS)技术,通过标准漏孔标定质谱仪的离子流信号强度,实现了钛中氢同位素脱附量的定量测定;TDS法测量结果与压力-体积法测量值之间的绝对误差小于6%。研究结果可为氢能、核能及核技术领域材料中氢同位素含量的准确测量提供有益参考。     

SYNTHESIS OF TiN FILM WITH ION BEAM ENHANCED DEPOSITION AND ITS PROPERTIES

The TiN films were synthesized with an alternate process of depositing titanium from a E-gunevaporation source and 40 keV N~+ bombarding onto the target.It is shown from the composi-tion analysis and structure investigations using RBS,AES,TEM,XPS and X-ray diffractionspectrum that the formed fihns are mainly composed of TiN phase with grain size of 30—40nm and without preferred orientation,the nitrogen content in the film is much less than that incase without N~+ bombarding,and an intermixed region about 40 nm thick exists between thefilm and the substrate.The films exhibt high microhardness and low friction. ZHOU Jiankun,Ion Beam Laboratory,Shanghai Institute of Metallurgy,Academia Sinica,Shanghai 200050,China     

稀土相与表面处理对Ti-60钛合金疲劳源的影响

对Ti-60高温钛合金的疲劳断口进行了扫描电镜（SEM）、二次电子像（SEI）背散射电子像（BEI）分析,根据疲劳裂纹源所在位置的不同研究了Ti-60高温钛合金的疲劳裂纹源位置。结果表明,疲劳裂纹源在表面未强化试样表面稀土相处萌生,而对表面强化试样而言,疲劳裂纹源在表面强化层下稀土相处或滑放区萌生。用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论对疲劳裂纹萌生的条件及疲劳强度的影响进行了分析。     

Improvement of the wear resistance of titanium alloyed with boron nitride by electron beam irradiation

Surface alloying of commercially pure titanium was carried out with an electron beam (EB) apparatus using a boron nitride powder which was previously deposited on its surface by Atmospheric Plasma Spraying (APS) in order to produce a composite layer with high wear resistance.Electron beam surface alloying is an important surface engineering routine that involves melting of a pre-deposited layer or concomitantly added alloying elements/compounds with a part of the underlying substrate by direct energy electron beam irradiation to form an alloyed zone characterized by a novel microstructure and composition.The present study is concerned with the influences of EB-remelting process on the wear resistance of the alloyed titanium material. The microstructure, corrosion resistance and phase analysis were also examined. Scanning electron microscopy (SEM), light microscopy (LM) and X-ray Diffraction (XRD) were performed to characterize the phase modification and morphology after the EB treatment. The sliding wear as well as the hardness of the remelted material was significantly improved (in comparison with pure Ti) through this alloying technique. The corrosion behaviour of the modified surfaces was compared with that of Ti in order to demonstrate that its initial good corrosion resistance is not strongly influenced due to surface alloying.     

离子束增强沉积合成氮化钛薄膜的计算机模拟SCIEI

本文建立了一个适用于描述离子束增强沉积(Ion Beam Enhanced Deposition,即IBED)过程的Monte-Carlo计算机模拟程序。程序由离子注入计算和蒸发沉积计算两大部分组成。离子注入计算以二体碰撞近似为基础,以随机固体为靶模型,对入射离子和所有反冲原子的力学运动进行跟踪。程序中考虑了沉积原子对靶室中某些残余气体分子的吸附;还表达了靶的组份及密度在IBED过程中的不断变化,从而实现了靶的动态化。该程序可以提供IBED薄膜组份的深度分布、界面混合以及能量沉积等信息。计算结果表明,在IBED氮化钛薄膜中,Ti沉积速率对薄膜组份有很大影响。当沉积速率较低时,薄膜组份基本与注入离子和沉积原子的到达率比(N/Ti)无关。膜与基体间的混合层厚度随离子原子到达率比(N/Ti)增加而增加。计算结果与实验测试结果符合很好。     

分离靶电弧离子镀制备TiN/TiAlN多层薄膜的微观结构和力学性能(英文)

采用分离靶电弧离子镀制备TiN/TiAlN多层薄膜。为了减少大颗粒的不利影响,利用直线型磁过滤方法来减少低熔点铝靶产生的大颗粒。结果表明,没有过滤的钛靶和磁过滤的铝靶等离子体到达基体的输出量在相同的数量级,同时,采用该方法制备的薄膜中的大颗粒数目是文献中报道的合金靶制备的薄膜大颗粒数目的1/10～1/3。Al元素的添加引起薄膜在(200)晶面的峰值降低,而在(111)和(220)晶面的峰值增强。TiN/TiAlN多层薄膜的最大硬度为HV2495,薄膜的硬度增强符合混合法则,结合力达75 N。     

Cu原子簇触发形核下的深过冷Ag-Ge合金组织演变研究

采用玻璃包覆的方法获得具有较大过冷度的亚共晶、共晶以及过共晶Ag-Ge合金熔体，并通过高能离子束轰击Cu箔产生Cu原子团簇溅射到过冷合金熔体中来触发非均质形核过程。凝固后合金显微组织的分析结果表明：在深过冷合金熔体中引入Cu原子团簇，它对亚共晶、共晶以及过共晶Ag-Ge合金的显微组织演变有着不同的影响效果，分析了显微组织的演变规律与形成机制。