强脉冲离子束辐照混合陶瓷/NiCoCrAlY热障涂层研究

为提高高温合金的工作温度,一般在其表面涂覆由粘结过渡层和陶瓷隔热层构成的热障层.热障层的热稳定性决定了高温合金部件的寿命.为延长由部分稳定的ZrO2/NiCoCrAIY合金构成的热障层的服役寿命,采用强脉冲离子束对它们的界面进行辐照处理.本工作研究了不同参数的强脉冲离子束(IPIB)对不同厚度结构的靶的辐照混合效应,通过一系列分析测试研究,发现合适参数的IPIB辐照能够有效地在界面形成混合层,从而改善热障层在高温氧化环境中的高温耐久性.其中采用峰值能量300 keV,脉冲宽度65 ns,峰值流强密度250 A/cm2的IPIB单脉冲辐照后的样品获得最好效果.对其原因做了分析,认为在界面处形成特定元素分布的混合层在高温氧化条件下既能形成完整的保护层,又改善了层间晶格和热胀系数失配,减小了失配热应力,从而提高了热障层在高温氧化条件下的稳定性.     

"冷核聚变"现象与动态卡西米尔效应

“冷核聚变”是一道跨世纪的科学难题,近20年来,许多实验室研究人员得到重复性很好的实验结果,但由于没有一种合理的理论解释,大多数研究者又一味寻求以现有的核物理理论为基础的理论解释,因而陷入理论困境,为此也受到主流科学界的排斥。基于大量的实验事实,结合量子真空零点能理论和动态卡西米尔（Casimir）效应,笔者提出涡旋动力学和挠场理论,对“冷核聚变”实验中的异常放热、微量核辐射、广谱核嬗变以及滞后放热等现象进行合理解释,受到国际科技界的广泛重视。笔者将对部分实验结果以及核力的超短程卡西米尔力解释等理论进行分析,并讨论“冷核聚变”现象在能源应用方面的前景。     

强脉冲离子注入中的脉冲能量效应研究

在脉冲离子束流密度为15120A/cm2、脉宽为50150ns、加速电压为150260kV范围内,在11014cm-2的低注量水平上, 研究了高功率Cn++H+混合离子束注入45号钢样品的强脉冲能量效应。摩擦磨损和微观硬度测量以及SEM和X射线衍射分析表明,上述低注量强脉冲离子束注入可以改变材料 表面的微观结构和力学特性,而且强烈依赖于单个脉冲离子束的功率密度和能量密度。在相同离子注量条件下,普通C++H+离子注入对45号钢样品表面微硬度和摩擦系数未 见明显影响。直接证明了强脉冲能量效应在离子注入中是相对独立于注入元素掺杂效应的又一可利用的重要效应。基于一维导热模型,讨论了强脉冲能量效应以及脉冲离 子束功率密度对离子束材料表面改性的作用。     

动态测量强脉冲离子束辐照产生的冲击波

当强脉冲离子束(Intense pulsedion beam,IPIB)辐照材料表面时,在靶材料表面引发快速升温、熔融、气化、烧蚀以及随后的快速固化,并产生热应力与冲击波.本文通过构建并改进以聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenefluoride,PVDF)膜为核心的测量系统,成功地对强脉冲离子束辐照所产生的冲击波进行了动态的探测,实验测量与我们自行开发的理论模拟计算相比较,获得较好的吻合.