TiN涂层轴承钢电子束辐照过程电子行为及温度特性研究

目的研究辐照过程中电子行为及温度场的分布规律。方法采用束斑直径为60 mm,平均能流密度为12 J/cm~2,脉冲时间为3μs的电子束,对表面有2μm厚TiN涂层的9Cr18轴承钢进行强流脉冲电子束辐照模拟,通过建立Monte-Carlo仿真模型,揭示入射电子的平均分布特性及其辐照过程中不同时刻温度场形态。结果通过仿真电子辐照行为,发现在入射电子能量大于25 ke V时电子能够穿透TiN层,进入轴承钢基体中。由于两层物质密度差异,导致在二者交界处轴承钢一侧存在电子能量沉积曲线尖峰,入射电子能量大于35 ke V时峰值已经超过涂层内部能量沉积系数最大值,形成特殊的能量沉积形式。结合对辐照温度场的模拟仿真,结果显示,由于交界线处钢一侧能量沉积量大,加热效率高。内部加热速度比表面更快,减小了二者间的温度梯度。同时由于两层物质存在熔点差异,在控制能量的情况下,可以达到两层交界处轴承钢发生少量熔化,TiN涂层不发生熔化的现象。结论通过控制电子束能量,控制温度场分布形态,实现基体侧熔化,而涂层不发生熔化的特殊改性现象,这为提高涂层膜基结合力提供了新思路。     

CH与聚变材料Be相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同能量的CH粒子与聚变材料Be的相互作用。根据托卡马克中的环境,入射粒子CH的模拟入射能量分别设定为低能量(1,5,10,25 eV)和高能量(50,100,150,200 eV),其中碳的沉积率随能量的增大逐渐增加,而氢的沉积率恰好相反。当CH粒子的入射能量为低能量时,Be样品表面形成一层碳氢膜;且其膜厚度越来越薄,并且形成一个厚度逐渐增加中间层;当入射能量为高能量时,样品中的Be原子溅射越来越大,入射粒子在样品中的入射深度越来越深,对样品的破坏越来越大,且会在样品中形成一个C反应层。     

10～30 keV二次电子发射系数的表达式

根据二次电子发射的主要物理过程和特性,推导出最大二次电子发射系数(δm)的表达式.还推导出平均每个高能原电子发射的二次电子数(δPE)的表达式.根据δPE、δm和高能二次电子发射系数(δ)之间的关系,推导出以δm、原子序数、原子质量数、物质密度、背散射系数、高能背散射系数、参数A、能量幂次(n)和原电子入射能量为变量δ的通式.用ESTR程序计算出一些材料的10～ 30 keV能量范围内的参数A和n.用该通式计算出δ并与相应的实验值进行了比较,结果表明,成功地推导出金属、半金属和元素半导体10～ 30 keV的δ通式.     

物理金相三级人员试题参考答案

二　问答题5.透射电子显微镜的光路示意图见下图。透射电镜光路示意图6.电子束与固体作用时产生主要的信号有以下几种 :( 1)背散射电子。这是被入射固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子 ,它可用作表面形貌和化学成分定性分析。( 2 )二次电子。它是被入射电子轰击出来离开样品表面的核外电子 ,对表面形貌十分敏感 ,故最适用于样品的表面形貌分析。( 3)特征Ｘ射线。原子内层电子受到激发后 ,在能级跃迁过程中直接释放出具有特征能量和波长的一种射线 ,它主要用于成分分析。( 4 )其他信号。主要为透射电子、吸收电子和俄歇电子等 ,这些…     

防锈与表面分析(二)(译文)

(2)俄歇电子能谱法用电子束照射固体表面时,除了产生特征X射线外,还会放出俄歇电子,如图6所示。其机理大致如下:试样受到电子轰击,先放出K层电子,则该层便出现空穴。L电子填补K层空穴,使体系稳定化并放出相当于两个能级之差的剩余能量(△E=E_K-E_L)。此时,若L层的其他电子吸收了这剩余能量,该电子即会被放出体系之外。     

分子动力学模拟C+离子与聚变材料钨的相互作用

采用分子动力学方法模拟不同能量的C+离子与聚变材料钨的相互作用.模拟结果表明:当C+离子入射剂量为3.11×1016 cm-2,入射能量为50eV时,样品表面形成一层碳膜;而入射离子能量为150和250eV时,C+离子入射到样品内与钨原子共同形成碳钨混合层,样品表面没有形成碳膜;碳的沉积率随能量的增大先减小后增加,溅射率随能量的增大先增大后减小;轰击后的样品中,碳原子密度、C-W键密度及C-C键密度分布都随能量的增加逐渐向样品内移动,且C-W键分布厚度随能量的增加而逐渐增加,C-C键分布厚度几乎不随能量变化;在作用过程中极少量的钨原子发生溅射,但引起钨品格损伤严重;碳在轰击后的样品中主要以Csp3杂化形式存在.     

分子动力学模拟不同入射能量的SiF2与SiC的相互作用

采用分子动力学模拟方法研究了入射能量对SiF2与SiC样品表面相互作用的影响。本次模拟选择的入射初始能量分别为0.3,1,5,10和25 eV。模拟结果显示SiF2分解率与Si和F原子的沉积率有密切的关系。沉积的Si和F原子在SiC表面形成一层SixFy薄膜。随入射能量的增加,薄膜厚度先增加后减小,薄膜中Si-Si键密度增大。构成薄膜的主要成分SiFx(x=1~4)中主要是SiF和SiF2,随入射能量的增加,薄膜成分由SiF2向SiF转变。     

俄歇电子能谱仪高能量分辨率的获得

一、引言 俄歇电子能谱仪(以下简称俄歇谱仪)是本世纪六十年代末出现的表面分析仪器。主要用于表面几个原子层内组成元素的定性、定量、价态和能级密度分析。它利用一束低能电子辐照固体,使其表面发射背散射 电子,随后分析其中的俄歇电子和等离子损失电子的能量和数量,获得上述信息。 由于有些元素俄歇电子能量相差很小, 浓度、价态和能级密度变化引起上述两种电子能量和数量的变化一般也较小,因此要求俄歇谱仪有较高的能量分辨率(以下简称分 辨率)。 俄歇谱仪的分辨率以试样表面发射的某一能量电子在N(E)～B(电子数量～能量)曲线上形成的…     

pH对膜污染层EPS污染特征的影响及机理分析

溶液pH值不仅影响溶质的电荷等表面性质,同时也影响膜表面的特性,从而影响溶质与膜表面之间的相互作用和溶质在膜面的沉积量及膜通量.胞外多糖(Extracellular POlvsac-charides,EPS)是膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中主要的膜污染物质之一,从实际MBR膜污染层中分离纯化得到的EPS,在EPS引起膜污染机理分析的基础上,以过滤阻力、EPS在膜表面沉积量及膜通量为评价指标,综合分析不同溶液pH对EPS污染特征的影响,可为揭示MBR中EPS膜污染的成因和机理以及污染膜的清洗提供参考.结果表明,MBR膜污染层EPS的膜污染过程较好地符合沉积阻力模型,EPS在膜表面的污染主要是EPS沉积引起的;EPS溶液的pH越高,其与膜之间的排斥力越大,沉积量越少,沉积阻力越小,膜通量越高.pH为7.0时,沉积阻力为3.34×10~(11) m~(-1),沉积量为1.25 g/m~2,初始相对膜通量为9.8%.     

0~89°的金属二次电子发射系数的通式

根据二次电子发射的物理特性和过程,以θ角射入原子序数为Z的金属的每个原电子发射的二次电子数(δPEθZ)、原电子的入射能量(Wp0)、cosθ和参数Y(θ,Z)之间的关系被推导出来了。根究实验结果,得出Wp0为2~10keV的比率βθ、Wp0和cosθ之间的关系式。根据二次电子发射系数δθ和二次电子发射系数δ0之间的关系,Wp0为2~10keV的δθ、δ0、背散射系数η0、背散射系数ηθ、参数Y(θ,Z)、Wp0和cosθ之间的关系式(r)被推导出。根据r、实验结果、ηθ和η0的表达式,得出参数Y(θ,Z)、Z和θ之间的关系式。以δ0、η0、ηθ、cosθ的[1.08-0.59(θ/90)12](20/Z)0.07407次方、Wp0和cosθ为变量的Wp0为2~10keVδθ的通式被推导出。用该通式计算出来的二次电子发射系数与实验的铝、镍、铅和铍二次电子发射系数分别进行了比较。结果表明:推导的二次电子发射系数的通式可以用来估算Wp0为2~10keV和θ为0~89°的二次电子发射系数。     

PAMELA and electrons

The 15th of June 2006, the PAMELA satellite-borne experiment was launched from the Baikonur cosmodrome and it has been collecting data since July 2006. The apparatus comprises a time-of-flight system, a silicon-microstrip magnetic spectrometer, a silicon–tungsten electromagnetic calorimeter, an anticoincidence system, a shower tail counter scintillator and a neutron detector. The combination of these devices allows precision studies of the charged cosmic radiation to be conducted over a wide energy range (100 MeV–100's GeV) with high statistics. The measurement of the positron to electron fraction and of the electron energy spectrum in order to search for exotic sources, such as dark matter particle annihilations, are within the PAMELA primary scientific goal.     

Insulating states of correlated electrons

The insulating states of three model systems, the two-chain Hubbard model, the two-layer two-dimensional Hubbard model, and the two-dimensional symmetric periodic Anderson model are discussed. All of these systems at half-filling have a charge gap but they can exhibit various types of spin gaps ranging from a vanishing spin gap in systems with strong antiferromagnetic correlations to a spin gap which is equal to the charge gap in the band-insulator regime. The interchain, interplane, or Anderson model f-d hybridization plays a key role in determining the spin-to-charge gap ratio and the nature of the insulating state.     

Tunneling of electrons through semiconductor superlattices

The purpose of the present paper is to report a study of tunneling of electrons through semiconductor superlattices (SSL); specially, we have analysed diverse features of transmission coefficient of SSL. The SSL we have considered is Ga_0.7Al_0.3As-GaAs which has been drawing considerable attention during the recent past on account of some typical features of its band structure. We have indicated how our results would help fabrication of ultra high speed devices.     

Scattering of electrons in beta-spectroscopy sources

Experimental spectra of the¹⁶⁹Yb conversion lines having kinetic energies of 3.7–18.4 keV and the beta spectrum from the decay of²⁴¹Pu are compared with calculations by the Monte Carlo method which take into account the individual elastic and inelastic scattering processes of the electrons in the source, in the substrate, and in a carbon layer contaminating the source. Good agreement is obtained between the theoretical and experimental results. It is also shown that the scattering of the electrons depends on their emission angle. Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 8, pp. 63–65, August. 1997.     

Nanoelectronics: Making light of electrons

Electrons have been channelled through graphene wires using the principles of optical guiding by fibre optic cables.     

Thermodynamics of electrons in epitaxial graphene

The chemical potential, heat capacity, and magnetic susceptibility of epitaxial graphene formed on a semiconductor substrate have been studied in the framework of the Davydov model. The limiting cases of high and low temperatures are considered.