γ射线辐照对Cu／LDPE纳米复合材料的影响

采用不同剂量的γ射线对Cu／LDPE进行辐照，并对复合材料的铜离子释放速度、力学性能、浸润性、自由体积等进行了分析。结果表明，辐照剂量不同，铜离子的释放性能发生较大改变；随辐照剂量的增加，拉伸强度先增大后减小，而材料的断裂伸长率和接触角持续减小，并初步探讨了实验结果。     

离子辐照对316L不锈钢焊缝晶体结构与力学性能的影响

目的 研究不同剂量离子辐照对不锈钢焊缝金属微观组织结构及力学性能的影响机理和影响规律.方法 通过添加3种剂量的氦离子和氘离子对316L不锈钢TIG焊焊缝金属进行辐照,分别使用XRD、纳米压痕与SEM来分析研究离子辐照对316L不锈钢焊缝金属的晶体结构、力学性能以及表面微观形貌的影响.结果 离子辐照后,焊缝金属XRD衍射峰向高角度发生偏移;随辐照剂量的增加,焊缝金属显微硬度增加,显微硬度增加值随辐照剂量的增加逐渐趋于饱和;离子辐照使焊缝金属表面产生大量辐照孔洞,随着辐照剂量的增加,焊缝金属表面辐照孔洞越大.结论 离子辐照导致焊缝金属晶体结构发生变化,使焊缝金属出现辐照硬化现象;与氘离子辐照相比,氦离子辐照孔洞更大,辐照硬化率更高.     

多种重离子辐照对硼硅酸盐玻璃机械性能的影响

研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响, 对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3 MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃, 利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明: 硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小, 辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和, 此时硬度下降了35%, 模量下降了18%; 而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析, 发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征, 发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变, 玻璃的聚合度下降, 无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。     

T2紫铜在静态人造海水中的腐蚀行为

目前,对铜及铜合金在海洋环境中的腐蚀与防护有一定研究,但利用铜合金溶出铜离子应用于海洋防污的报道较少。以T2紫铜为研究对象,采用电化学工作站、ICP原子发射光谱分析仪、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)研究了T2紫铜在30℃静态人造海水中浸泡不同时长的铜离子释放速率及其腐蚀行为。结果表明:T2紫铜在30℃静态人造海水中的腐蚀速率与铜离子释放速率随着浸泡时间的延长呈现先迅速增大而后减小并逐渐趋于稳定的趋势;T2紫铜在静态人造海水中浸泡72~144 h内的铜离子释放速率能达到抑制藤壶附着的最低值10μg/(cm~2·d),随着浸泡时间的延长,T2紫铜浸泡144 h后的铜离子释放速率不能满足抑制藤壶附着的海洋防污要求;T2紫铜在静态人造海水中的腐蚀产物中包含Cu、O、Cl这3种元素。     

D~+注入对Li_4SiO_4表面形貌影响的研究

国际热核聚变堆采用氚增殖剂与中子反应产生氚,其中氚增殖剂的释放行为和辐照性能是聚变堆设计研究的重要内容,中国独立发展的氦冷固态球床实验包层初步采用硅酸锂作为氚增殖剂。本文采用氢的同位素氘模拟研究氚在增殖剂中的释放行为和辐照性能,通过离子注入方式对硅酸锂陶瓷进行了不同剂量的氘离子辐照,研究了D离子注入对硅酸锂表面形貌的影响,同时采用高温热解析技术研究了D在硅酸锂中的释放行为。结果表明:D离子注入在表面形成了微米级气泡带、纳米级微孔、无规则裂缝。在加热过程中D主要以HD、D_2、HDO、D_2O形态释放。     

注氘能量对Li_4SiO_4陶瓷热解吸行为的影响

采用离子注入方式对Li_4SiO_4陶瓷进行了25,35,45,55 ke V四种不同能量的氘离子辐照,利用高温热解吸系统模拟研究了其中的氘释放行为。实验结果表明,D+辐照Li_4SiO_4陶瓷离子投影射程深度随注入能量的增大呈线性增加趋势,引入的平均离位损伤程度呈减小趋势;不同注氘能量Li_4SiO_4样品的高温热解吸谱中,分子氘的热解吸过程主要分布在低温区域(300~550℃)及高温区域(550~750℃),氘化水释放温度集中在高温区域600~780℃;D2O为主要释放形式;注氘样品表面存在密度不均匀的类圆形泡状、坑状缺陷、孔洞状结构;热解吸后样品表面发生了重构。     

质子辐照对多层膜巨磁电阻结构磁性能的影响

研究了质子辐照对多层膜巨磁电阻结构磁性能的影响。利用5 MeV的不同辐照剂量和剂量率的质子对磁控溅射法制备的CoFe/(CoFe/Cu)₁₀/CoFe/Ta多层膜巨磁电阻结构进行辐照实验。XRD分析表明质子辐照没有改变CoFe/Cu的晶格结构。分析磁滞回线和磁电阻曲线得知在实验选取的辐照剂量范围内, 饱和磁化强度和本征电阻随着辐照剂量的增加而增加, 而矫顽场和磁电阻率随剂量的增加而减小。利用质子辐照对自旋相关散射、平均自由程的影响解释了本征电阻的变化, 并基于二流体模型对磁电阻率的变化进行了分析。由此得出, 多层膜巨磁电阻结构具有一定的抗辐照能力。     

低剂量Ga~+辐照对CoFe/IrMn双层膜结构和磁性能的影响

采用高真空直流磁控溅射的方法制备了结构为//Ta(5nm)/Co75Fe25(5nm)/Ir20Mn80(12nm)/Ta(8nm)双层膜,通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和振动样品磁强计(VSM)等分析测试手段,研究了低剂量Ga+离子辐照对双层膜结构和磁性能的影响;通过样品在反向饱和场下停留时间研究了低剂量Ga+离子辐照对双层膜的磁稳定性的影响;并利用SRIM2003软件模拟分析了离子辐照后Ga元素在IrMn层中的深度分布。结果表明,低剂量Ga+离子辐照对双层膜中反铁磁层IrMn的〈111〉方向织构影响甚微;而双层膜的交换偏置场以及界面粗糙度随着Ga+离子辐照剂量的增大而减小;低剂量Ga+离子辐照后双层膜磁稳定性降低。     

在120keV质子辐照下环氧树脂的质损效应

对AG-80环氧树脂浇注体进行了120 keV质子辐照试验,测试了质子辐照前后AG-80的质损率,借助AFM、XPS对环氧树脂表面的形貌、化学成分和化学结构进行了分析.试验结果表明,随质子辐照剂量增加,质损率首先增加,随后变化趋于平缓;表面粗糙度先增加后减小.在质子辐照的作用下,AG-80环氧树脂表面离子碎片逸出和表面层发生炭化是其质损和表面粗糙度发生变化的原因.     

Xe/Pb离子辐照对注碳SiO_2发光特性的影响

先用100keV碳离子注入非晶态SiO_2薄膜,再用高能Xe或Pb离子辐照对样品室温下辐照,然后用光谱仪对样品进行分析。实验结果显示,高能Xe或Pb离子的辐照能显著影响样品的发光特性,发光峰的改变与碳的注入剂量、高能离子的种类和能量以及辐照剂量密切相关,发光强度会随着高能离子的辐照剂量增加而变化,具有较大电子能损值的入射离子能更高效的导致材料的发光特性改变。发光特性的改变与薄膜内部微结构的变化有关,入射离子对应的电子能损大将会造成更大的材料损伤,从而能更显著的影响样品的发光。对离子辐照导致薄膜发光峰演化与薄膜微结构改变的关联进行了简单讨论。     

质子辐照对多层膜巨磁电阻结构磁性能的影响（英文）

研究了质子辐照对多层膜巨磁电阻结构磁性能的影响。利用5 MeV的不同辐照剂量和剂量率的质子对磁控溅射法制备的CoFe/(CoFe/Cu)10/CoFe/Ta多层膜巨磁电阻结构进行辐照实验。XRD分析表明质子辐照没有改变CoFe/Cu的晶格结构。分析磁滞回线和磁电阻曲线得知在实验选取的辐照剂量范围内,饱和磁化强度和本征电阻随着辐照剂量的增加而增加,而矫顽场和磁电阻率随剂量的增加而减小。利用质子辐照对自旋相关散射、平均自由程的影响解释了本征电阻的变化,并基于二流体模型对磁电阻率的变化进行了分析。由此得出,多层膜巨磁电阻结构具有一定的抗辐照能力。     

VO2薄膜γ辐照过程的变价和退火现象

对VO2薄膜进行不同剂量的γ辐照处理，利用SEM和XPS对辐照前后的薄膜进行分析，发现γ辐照诱导V离子出现不同价态之间的转变现象，并且价态变化的程度和方向与辐照剂量有关；较低剂量γ辐照在薄膜表面造成显著损伤，当辐照剂理增大时，γ辐照在VO2薄膜中产生退火效应，使薄膜表面质量得到改善。辐照后的VO2薄膜光透射特性测试结果与上述结论相合，对辐照诱导的价态变化和退火效应的机理进行了讨论。     

304奥氏体不锈钢离子辐照后超显微硬度和微结构变化

对304奥氏体不锈钢进行固溶处理及随后的铁离子和氦离子辐照,并对三种处理试样进行超显微硬度测量和透射电镜下微观组织的观察.结果发现,相同的辐照能量和剂量下,两种离子辐照的硬化效果和微结构有较大的差异.铁离子辐照后试样的较浅层的硬化效果更显著,氦离子辐照后试样的较深层硬化效果更高些;铁离子辐照后试样表层辐照缺陷主要由高密度位错和位错缠结构成,氦离子辐照后表层辐照缺陷主要由细小致密的黑斑构成.     

He等离子体辅助的纳米钨结构材料的制备

利用He等离子体辅助的方法制备了纳米钨结构材料,采用扫描电子显微镜、轻敲模式原子力显微镜对不同辐照离子剂量和功率变化条件下处理的样品形貌、表面粗糙度等特征进行了分析。结果表明,在放电功率为6 kW,离子能量为220 eV条件下,钨表面先出现纳米孔结构,随着离子辐照剂量的增加,纳米孔径逐渐增加,辐照剂量为1.0×10~(26) ions·m~(-2)时,样品表面呈现密集的无序分布的纳米丝结构层,纳米结构层的厚度也随辐照剂量的增加而增加。高分辨扫描电子显微镜的测试结果表明纳米丝根部与钨基体界面处存在大量的纳米级He泡,由此给出了纳米钨丝是由He泡演化而来的直接证据。     

Ni10+离子辐照Ni-Mo-Cr合金微观结构演变和硬化的研究

室温下对钍基熔盐堆(TMSR)中候选合金结构材料Ni-Mo-Cr合金进行了能量为132MeV的Ni 10+离子辐照研究,辐照剂量分别为1dpa、3dpa和9dpa。X射线衍射仪(XRD)分析显示离子辐照后Ni-Mo-Cr合金发生晶格畸变,维氏显微硬度的测量结果表明高剂量的离子辐照造成Ni-Mo-Cr合金的硬化,这主要归因于辐照导致材料内部形成大量缺陷。当辐照剂量为9dpa时,维氏硬度测试结果表明损伤的峰值出现的深度介于8.1~12.3μm之间,此结果与理论计算相吻合。     

氦离子辐照铝合金的SRIM模拟及微观结构研究北大核心CSCD

通过SRIM软件对入射He^+离子在1060铝合金中的射程及分布进行了模拟,利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和透射电子显微镜(Transmission electron microscopy,TEM)对离子辐照在合金中所诱发的表面形貌、微观结构及其形成机制进行了研究。结果表明,He^+离子辐照会导致试样表面出现辐照坑状结构,提高辐照剂量会增加辐照坑的尺寸。辐照合金中会出现杂质元素的区域富集现象,其中Si元素的富集尤为明显,在较高剂量辐照合金中这一现象越显著。此外,辐照还会导致合金中形成位错、位错环、气泡等微观结构及相应的演化结构。由于表面和这些微观结构在原子扩散的过程中可以作为缺陷阱捕获尺寸较小的杂质原子,因而这也是He^+离子辐照铝合金中出现Si元素富集的主要机制。     

钼掺杂铜硅钙石的制备及其抗菌性能和细胞相容性研究

含铜生物材料在高浓度铜离子释放时对细菌有优异的抑制作用, 但同时具有细胞毒性; 而在低浓度铜离子释放时虽然具有良好的细胞相容性, 但其抗菌性能低。因此, 开发一种含铜生物材料, 使其能够在高浓度铜离子释放情况下同时具有优异抗菌性能和良好细胞相容性, 具有重要意义。本研究利用钼和铜之间的拮抗作用原理, 采用溶胶-凝胶法制备了钼掺杂铜硅钙石, 并通过细菌平板实验和细胞活力实验评价了材料的抗菌性能和细胞相容性。实验结果显示, 钼掺杂铜硅钙石释放的高浓度铜离子(高于8.87 μg∙mL ^-1)对金黄色葡萄球菌有良好的抑制性能。同时, 由于铜钼离子的拮抗作用能降低高浓度铜离子对细胞的毒性, 钼掺杂铜硅钙石释放的铜离子在9.65 μg∙mL ^-1的高浓度下依然能保证人脐静脉内皮细胞存活率高达90%。因此, 钼掺杂可以作为含铜生物材料降低其细胞毒性的一种有效途径, 为开发低细胞毒性含铜抗菌生物材料提供了新的路径。     

氦离子辐照铝合金的SRIM模拟及微观结构研究

通过SRIM软件对入射He~+离子在1060铝合金中的射程及分布进行了模拟,利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和透射电子显微镜(Transmission electron microscopy,TEM)对离子辐照在合金中所诱发的表面形貌、微观结构及其形成机制进行了研究。结果表明,He~+离子辐照会导致试样表面出现辐照坑状结构,提高辐照剂量会增加辐照坑的尺寸。辐照合金中会出现杂质元素的区域富集现象,其中Si元素的富集尤为明显,在较高剂量辐照合金中这一现象越显著。此外,辐照还会导致合金中形成位错、位错环、气泡等微观结构及相应的演化结构。由于表面和这些微观结构在原子扩散的过程中可以作为缺陷阱捕获尺寸较小的杂质原子,因而这也是He~+离子辐照铝合金中出现Si元素富集的主要机制。     

氦离子辐照对钨表面形貌的影响及其光学性质的变化

采用空心阴极法产生高密度氦等离子体对纯钨进行辐照实验,并对氦辐照后钨表面形貌及其性能的变化进行了研究。辐照实验参数:辐照时间分别为0.5,2以及3 h,氦离子注入能量约100 eV,束流密度约10~(22)/m~2·s,温度约1850 K。实验中分别使用光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射手段对氦离子轰击后的纯钨表面进行分析表征,发现在经历一定剂量的氦离子(0.5 h,1.8×10~(25)/m~2)辐照后,原本光滑的钨表面产生了三种不同的形貌,分别为波纹状、三角锥状和纳米绒毛层。同时实验结果表明:表面形貌的变化与氦离子的辐照剂量密切相关,随着辐照剂量的增多,光滑表面逐渐减少,波纹状、三角锥状以及纳米绒毛层的区域逐渐增多,并且前两种形貌最终向纳米绒毛结构层转变。本文还研究了钨的表面形貌与散射率之间的关系,结果表明:散射率随着绒毛结构的增多而下降。     

同位素效应对铁中辐照损伤的影响

有关氦与辐照缺陷的相互作用已有不少系统性的工作,但对氢与辐照缺陷的相互作用的研究不多。特别是氢的同位素氘或者氚存在于核聚变反应堆中,关于氢的同位素效应对辐照损伤的研究工作很少。采用离子加速器在室温下对纯铁注入氘离子,经500℃时效1h后,研究了电子辐照下位错环的演变过程并讨论了同位素效应对位错环偏压的影响。实验表明,随辐照剂量的增加,空位型位错环的尺寸逐渐减小直至消失。由于注氘纯铁中的位错偏压小,其空位型位错环缩小的速率比注氢纯铁中空位型位错环小,由此可以推断注氘纯铁比注氢纯铁抗辐照损伤性能好。