用于等电子谱线法诊断电子温度的Mg/Si混合膜制备工艺研究

进行了在单靶头磁控溅射装置上采用复合靶溅射制备Mg/Si混合膜的工艺研究,制备出了不同组分的Mg/Si混合膜,并利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)等测试手段,对混合膜的结构进行了初步分析.分析结果表明:Mg/Si混合膜中的镁以单取向多晶形式存在,硅以非晶形式弥散在镁的晶粒之间.     

聚乙烯-对苯乙烯磺酸钠接枝膜制备

采用γ射线引发共辐照接枝方法，研究了丙烯酸（ＡＡ）及对苯乙烯磺酸钠（ＳＳＳ）双元混合体系对聚乙烯（ＰＥ）薄膜的接枝规律性，用一步法直接制备了聚乙烯强酸型阳离子换膜。研究结果表明，在辐照接枝过程中，ＡＡ首先与聚乙烯反应，改善了薄膜表面的亲水性，然后ＳＳＳ与ＰＥ接枝共聚。通过ＳＳＳ单一体系及双元混合体系的研究，发现ＡＡ的存在是实现ＰＥ磺化的必要条件。本文系统研究了影响共接枝反应的辐照剂量、阻聚剂量、单     

单晶硅表面钝化层在低能电子辐照前后的SIMS和XPS分析

为了研究低能电子辐照对单晶硅器件表面钝化材料中产生的化学微结构的变化,在轻掺杂P型单晶硅基底上制作了三种表面钝化膜,分别是单一SiO₂钝化膜、SiO₂/Si₃N₄复合钝化膜、硼硅玻璃/Si₃N₄复合钝化膜,开展了表面钝化单晶硅在最大能量70 keV的加速器电子束下的辐照实验。样品在空气气氛下辐照6 h,用二次离子质谱（SIMS）测试了辐照前后三种表面钝化膜中Si、N、B的纵深变化,同时用Ar离子刻蚀X射线表面光电子能谱（XPS）对Si元素的化学结合状态进行测试分析。结果表明：对单一SiO₂钝化的轻掺杂P型材料,辐照在SiO₂/Si界面产生明显的材料结构变化,界面附近的SiO₂不再是完整化学计量比,而是SiO_x（x<2）;对SiO₂/Si₃N₄复合钝化的轻掺杂P型材料,辐照对SiO₂/Si₃N₄界面结构影响较小,主要的影响仍然在SiO₂/Si界面,SiO₂辐照分解后产生的游离O元素可扩散到SiO₂/Si₃N₄界面;辐照在硼硅玻璃/Si界面和硼硅玻璃/Si₃N₄界面引起的变化小于在SiO₂/Si界面和SiO₂/Si₃N₄界面的变化。研究表明低能电子辐照对单晶硅表面钝化层的化学微结构损伤主要存在于SiO₂/Si界面,该结构损伤并不能通过SiO2/Si₃N₄复合钝化得到明显改善,而采用硼硅玻璃/Si₃N₄复合钝化有助于增强单晶硅表面及钝化层各界面材料结构的稳定性。     

用等电子谱线强度比测量KrF激光产生的等离子体电子温度

电子温度是激光等离子体的重要参数之一,其空间.时间分布特性对于惯性约束聚变研究非常重要,因为靶对激光能量的吸收、激光-X光转换、辐射输运以及内爆压缩过程都与电子温度有关。本工作通过原子序数接近的Mg/Al、Na/F、Cl/K、Ti/Cr、Ti/V等双示踪元素的等电子共振线（类He-α,类He-β）的强度比,推出天光一号6束KrF激光（τ=23ns,λ=248nm,激光总束能E=100 J,靶点功率密度P=1×1013W/cm2量级）打上述材料制成的平面靶产生的等离子体电子温度（空间、时间积分）。研究主要内容主要包括:X光平面晶体谱仪的研制;上述双示踪元素混合靶的制备;X-光谱记录,识别及用微密度计判读谱线强度;理论上采用R.W.Lee建立的RATION程序对Ag/Al、Ti/Cr、Ti/V的类He-α等谱线计算出     

CrAlN/TiAlN纳米多层膜界面结构的中子与X射线反射研究

采用反应磁控溅射技术在单晶硅基片上制备了CrN纳米单层膜和CrAlN/TiAlN纳米周期膜,利用非极化中子和X射线反射对膜层厚度、膜层界面粗糙度、界面扩散等表面、界面结构和性质进行了系统研究。中子反射测得的CrN纳米单层膜和CrAlN/TiAlN纳米周期膜的厚度与设计厚度的差别为3.8%～4.2%。散射长度密度（SLD）分析结果表明,膜层间和膜层与基底间界面较为清晰,扩散较少。X射线反射测得的膜层厚度较中子反射测得的膜层厚度偏高,对于较小调制周期的多层膜,界面弥散会对X射线反射结果产生较大误差。     

B-Ni、B-Fe系离子束混合实验研究

近年来,常用离子束混合法来研究二元金属系统的合金化问题。但是,在用离子束混合法研究类金属-金属二元系统结构变化方面,除掉Si与Pt、Pd等金属的单层膜反冲混合外,迄今还未见有研究资料发表。然而,类金属元素在金属的离子束表面改性中,以及在用其它方法形成非晶态等的研究中,是常用的元素。因此,研究类金属-金属在离子束作用下的结构变化具有现实意义。     

低能Ar离子束辅助沉积Ag(111)薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上制备Ag膜。实验发现,用Ar离子束溅射沉积的Ag膜呈(111)择优取向。若在溅射沉积Ag膜的同时,用能量为500eV的Ar离子束沿衬底法线方向对Ag膜进行辅助轰击,当离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子到达比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为35.26°,离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和微弱的(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为54.7°,离子/原子到达比为0.06时,沉积的Ag膜呈很强的(111)择优取向。     

聚乙烯醇基可剥离膜去除不锈钢表面放射性污染的研究

针对放射性热室去污难点，以聚乙烯醇（PVA）作为成膜基材，添加改性淀粉等成分制备可剥离膜涂料，通过改变成膜环境温度及模拟污染液pH值和初始浓度，研究了可剥离膜的稳定性及其对ASUS304钢板表面污染物的施工适宜性和去污性能。结果表明，聚乙烯醇基可剥离膜涂料具有良好的施工性和可剥性，对金属表面单一铀污染物和混合污染物（含钴、锶、铀）的去污率均大于90%。在工装配合下对热室进行去污，取得了极佳的效果，表明本文所研制可剥离膜涂料可用于热室或核设施金属表面的放射性污染去污。     

阻氚用Fe-Al渗铝层表面稳态相Al2O3膜生长机理研究

为阐释Fe-Al渗铝层表面暂态相Al₂O₃膜向稳态相α-Al₂O₃膜的转变机理，探索稳态相α-Al₂O₃膜制备的氧化工艺参数范围，采用掠入射角X射线衍射仪、辉光放电光谱仪、聚焦离子束、透射电镜等，结合热重分析对CLAM钢基体Fe-Al渗铝层在940～980 ℃、1 Pa～20 kPa参数下的氧化生长行为进行了深入表征与机理分析。研究结果表明，在1 Pa～20 kPa氧分压范围内Al₂O₃膜生长初期反应速率常数随着氧分压的升高而增大，而后期反应速率常数反而随之下降；采用掠入射角X射线衍射仪对3～180 min氧化不同时期表面Al₂O₃膜的相结构进行了掠入射角分析，推测Al2O3膜的生长经历了从氧化初期形成暂态相γ-Al₂O₃（15 min）→过渡态相α-（Al_0.948Cr_0.052）₂O₃（30 min）→稳态相α-Al₂O₃（120～180 min）的演变过程，最短相转变时间约60～90 min，连续Al₂O₃膜厚度约2 000 nm；同时，结合聚焦离子束对30、120 min形成的Al₂O₃膜表面进行了精确定向切割制样，并采用透射电镜选区电子衍射分析验证了相转变前Al₂O₃膜结构为过渡态相α-（Al_0.948Cr_0.052）₂O₃（113），转变后为稳态相α-Al₂O₃（113），证实了Cr作为第三组元促进暂态相向稳态相α-Al₂O₃的转变规律。     

核辐射探测器金刚石膜制备技术研究

根据核辐射探测器的要求,研究了不同处理方式下的基片对金刚石膜质量的影响以及气源中不同甲烷浓度对金刚石膜质量的影响。采用微波等离子体化学气相沉积法在Si(100)基片上制备出了金刚石薄膜,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和激光Raman光谱分别对金刚石膜的表面及截面形貌、晶体取向和纯度进行分析。实验结果表明:用金刚石粉研磨基片有利于金刚石膜沉积;甲烷浓度过高或过低都不利于制备高质量的金刚石膜;当CH4/H2为1.4/400时制备的金刚石薄膜(111)晶面择优取向最好。根据研究所获得的对金刚石薄膜质量影响规律,制备了达到辐射探测器质量要求的金刚石膜。     

加速器驱动洁净能系统中的燃耗行为分析

研究了加速器驱动洁净核能系统（ADS）次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明：ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量增益影响小等优点。这些优点在利用U－Pu燃料循环的次临界堆中十分明显。对于利用Th-U燃料循环的次临界堆,热堆和快堆都是可以工作的;而对于U－Pu燃料循环的系统,快堆则是较好的选择。     

Problem of the iodine method of purification of zirconium

A method is proposed for the determination of the equilibrium constantsk and k' for the reactions Zr+2I₂–ZrI₄=0 and 2I–I₂=0, which is based on the measurement of the amount of iodine or zirconium liberated in the decomposition of zirconium tetraiodide on a heated surface in the process of establishing equilibrium. The decomposition of the tetraiodide was carried out at 900–1600C on a tungsten filament. The temperature distribution between filament and vessel walls was neglected.The dependence of the sum of atomic and molecular iodine pressures on zirconium tetraiodide pressure was determined at 1430C, and on temperature for 50 mm Hg. The values of kk'² 35 (mm Hg)³ at 1430C and k0.07 mm Hg at 400C, found from the results, differ substantially from known thermodynamic data, but give good agreement between the authors' formula [1] and experimental results on the iodide process of zirconium purification.