GCr15钢等离子体基离子注入Ti和C混合层的XPS研究

用X射线光电子谱研究了GCr15轴承钢不平衡磁控溅射沉积Ti,继之等离子体基离子注入碳的等离子体基离子注入混合层的C ,Ti浓度深度分布及其化学结构。表明混合层的最表层为碳沉积层 ,其C 1s谱峰呈类金刚石特征 ,喇曼光谱肯定了这一特征。碳沉积层下面为C Ti混合区 ,Ti和C各以游离态和化合物态存在。混合层内Ti和C浓度沿层深连续变化 ,无突变区 ,在原Ti沉积层与基材轴承钢发生反冲增强扩散现象     

金属等离子体浸没离子注入改善9Cr18轴承钢表面耐磨性的研究

采用新改进的阴极弧金属等离子体源,对９Ｃｒ１８轴承钢进行了金属等离子体浸没离子注入（ＰⅢ）处理,首先将Ｔｉ、Ｍｏ和Ｗ离子分别注入到９Ｃｒ１８钢的表面,然后再对其进行Ｎ等离子体浸没离子注入,从而在９Ｃｒ１８钢表面形成了一层超硬耐磨的改性层。     

等离子体基低能离子注入技术的研究与发展

将低能离子注入技术引入等离子体基离子注入,一方面利用低能离子注入的低能优势,另一方面利用等离子体基离子注入的全方位优势,开发出等离子体基低能离子注入技术。等离子体基低能离子注入技术包括等离子体基低能氮、碳离子注入和等离子体源低能离子增强沉积两类工艺。低能离子的注入能量（０．４～３ ｋｅＶ）达到常规等离子体热化学扩散处理的电压范围,而工艺温度（２００～５００℃）则降至常规离子注入的上限温度范围。通过大量的工艺实验研究,实现了工艺过程的优化和控制,完成了对等离子体基低能离子注入改性铁基材料的金属学问题及物理、化学和力学性能的系统研究。证明了等离子体基低能离子注入技术满足铁基材料的表面改性要求。同时具有产业化发展潜力。     

用等离子体基脉冲偏压技术制备DLC膜

用等离子体基脉冲偏压技术制备了ＤＬＣ膜，ＤＬＣ膜硬度值达３０ＧＰａ，电阻值达１００ＭΩ以上。降低脉冲负压峰值及适量引入氢气可促进ＳＰ＾３结构的形成，但氢气量超过一定阈值后ＳＰ＾２束片尺寸细化，ＳＰ＾２键含量有增加的趋势。在ＧＣｒ１５轴承钢基体上经磁控溅射沉积约３００ｎｍ纯Ｔｉ层，再用脉冲偏压技术沉积ＤＬＣ膜的改性层，在ＤＬＣ膜与ＧＣｒ１５钢基体之间形成了Ｃ－Ｔｉ成分渐变的梯度层。     

9Cr18轴承钢氮等离子体浸没离子注入表面改性工艺及机理的研究

采用不同怕等离子体浸没离子注入工艺对９Ｃｒ１８轴承钢进行了氮离子注入,结果发现,不同条件下的氮离子注入均能显著提高９Ｃｒ１８钢表面的显微硬度和耐磨性,同时耐磨蚀性也明显改善。实验分析结果表明、氮离子注入后试样表面形成了大量的氮化物相,它们在改善材料表面特性中起到了关键的作用。     

HL—1装置中的TiC涂层辐照实验研究

利用ＨＬ－１装置的等离子体辐照研究了石墨基体上的ＴｉＣ涂层。对辐照前、后 的样品进行了俄歇电子能谱（ＡＥＳ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线衍射谱（ＸＤＳ）分析，得 出：ＴｉＣ涂层内Ｔｉ、Ｃ分布比较均匀；在高功率托卡马克放电辐照下，化学腐蚀现象 较为严重，但没有改变ＴｉＣ结构相（立方ＴｉＣ）；并有一定的择优取向。同时还发现 Ｃ的优先溅射作用及 Ｔｉ向石墨基体深层扩展现象。     

GCr15轴承钢表面PⅢD处理膜层膜基结合力的研究

采用等离子体浸没离子注入沉积(PIIID)技术在GCr15轴承钢表面形成TiN薄膜,并采用划痕法对不同参数条件下膜层的膜基结合力进行了测量.结果发现:适当的氩离子溅射清洗和加入合适的过渡层可以提高膜基结合力,而且膜基结合力也会随着注入电压和注入量与沉积量比例的变化而改变.     

单晶硅非平衡磁控溅射等离子体基离子注入钼的XPS研究

采用非平衡磁控溅射及射频激励产生金属等离子体，在单晶晶体Si上等离子体基离子注入钼，选择不同的靶基距，即不同的Mo沉积速率，研究了沉积速度对Si中Mo注入层的影响，用X光电子能谱（XPS）对注入层中M o的深度分布和化学态进行了分析，结果表明：注入过程由两部分组成，即反冲注入（包括级联碰撞引起注入原子的位移）和金属的纯注，随靶基距增大，沉积速率减少，样品表面沉积层厚度减小，注入层厥厚，靶基距为300mm时，纯注入层厚度与理论计算值接近，XPS多道分析判断有MoSi2相生成。     

添加碳对Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了添加碳量对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明，添加碳量对组织和性能影响很大。不加碳时，组织中出现了η（Ｎｉ３Ｔｉ）相，材料表面形成了ＴｉＯ相，添加１％左右碳可获得正常的两相组织，具有最好的性能。添加碳量超过１．３％时，组织中出现了游离石墨，使性能降低，且随添加碳量的增加，游离石墨形状由团絮状向均匀分布的颗粒状转变。     

单晶硅非平衡磁控溅射等离子体基离子注入钼的XPS研究

采用非平衡磁控溅射及射频激励产生金属等离子体，在单晶基体Si上等离子体基离子注入钼。选择不同的靶基距，即不同的Mo沉积速率，研究了沉积速率对Si中Mo注入层的影响，用X光电子能谱(XPS)对注入层中Mo的深度分布和化学态进行了分析。结果表明注入过程由两部分组成，即反冲注入(包括级联碰撞引起注入原子的位移)和金属的纯注入。随靶基距增大，沉积速率减小，样品表面沉积层厚度减小，注入层增厚。靶基距为300mm时，纯注入层厚度与理论计算值接近。XPS多道分析判断有MoSi2相生成。     

等离子体基离子注入制备TiN膜的成分结构

采用Ti、N等离子体基离子注入和先在基体表面沉积纯钛层然后离子注氮混合两种方法在铝合金基体上制备了TiN膜.利用XPS分析了两种方法制备TiN薄膜的成分深度分布和元素化学价态,并用力学性能显微探针测试对比了TiN膜的纳米硬度.研究表明:两种方法制备的薄膜均由TiN组成,Ti、N等离子体基离子注入薄膜中Ti/N≈1.1,而离子注入混合薄膜中Ti/N≈1.3,Ti、N等离子体基离子注入薄膜表面区域为TiN和TiO2的混合组织,TiN含量多于TiO2,离子注入混合薄膜表面主要是TiO2;Ti、N等离子体基离子注入所制备的薄膜的纳米硬度峰值为12.26 GPa,高于离子注入混合的7.98 GPa.     

Al—Ti—C系中反应生成TiC机理研究

采用激冷实验，ＳＥＭ和ＸＲＤ对反应合成制备了Ａｌ／ＴｉＣ复合材料中ＴｉＣ反应生成机理进行了研究，结果表明，反应机理是一种溶解－析出过程，其间钛溶解于熔化了铝液中扩散到碳颗粒周围形成富钛层，富钛层的钛与碳发生反应生成ＴｉＣ并从铝液中析出，同时也表明，反应生成ＴｉＣ的过程可以分为三个阶段，预制块中的铝粉的溶化，Ａｌ３Ｔｉ相的形成和分解，ＴｉＣ相的形成和分解，ＴｉＣ颗粒的形成，最后，建立了反应生成ＴｉＣ     

Ti-Al-C系热爆反应制备TiC/Al复合材料的研究

以Ｔｉ，Ａｌ，Ｃ粉末为原料，用热爆反应法制备了原位ＴｉＣ颗粒增强的ＴｉＣ／Ａｌ的Ａｌ基复合材料。研究了Ｔｉ－Ａｌ－Ｃ系热爆合成过程，探讨了热爆合成ＴｉＣ粒子的形成机制。研究表明：生成的ＴｉＣ粒子呈球形，尺寸均匀，且随体系中含Ａｌ量的增加，热爆反应合成ＴｉＣ的温度降低，ＴｉＣ颗粒尺寸减小。     

Ti—Al—C系热爆反应制备TiC／Al复合材料的研究

以Ｔｉ，Ａｌ，Ｃ粉末为原料，用热爆反应制备了原位ＴｉＣ颗粒增强的ＴｉＣ／Ａｌ的Ａｌ基复合材料。研究了Ｔｉ－Ａｌ－Ｃ系热爆合成过程，探讨了热爆合成ＴｉＣ粒子的形成机制，研究表明，生成了ＴｉＣ粒子呈球形，尺寸均匀，且随体系中含Ａｌ量的增加，热爆反应合成ＴｉＣ的温度降低，ＴｉＣ颗粒尺寸减小。     

聚酰亚胺基碳膜形成过程中表面结构的XPS研究

用Ｘ射线光电子能谱分析方法考察了聚酰亚胺薄膜样品在不同热解阶段的元素组成，相对含量，表面官能团类型所发生的变化，并用曲线拟合分技术对Ｃ１ｓ谱进行了数学处理。结果表明，碳，氮和氧是该样品的基本元素；样品表面的碳大部分为类石黑碳，Ｃ－Ｃ和Ｃ－Ｈ是其主要的其团；氧元素主要与碳连接形成了Ｃ－Ｏ基和Ｃ＝Ｏ基的两种含氧基团；表面的氮则是以Ｃ－Ｎ基的形式存在。     

颗粒类型对颗粒增强铝基复合材料性能的影响

本文对粉末冶金法制备的ＳｉＣ和ＴｉＣ颗粒增强铝基复合材料进行了研究。试验表明，在颗粒含量相同、尺寸相当的条件下，ＴｉＣ增强Ａｌ基复合材料的强度和模量均低于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料，但其屈强比却明显高于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料。高温长时间等温处理对ＴｉＣ颗粒增强纯Ａｌ复合材料的强度没有明显的影响。     

正方形钛试样表面等离子体基离子注入氮的保留剂量研究

为了研究靶形状对等离子体基离子注入均匀性的影响，应用Auger电子能谱(AES)剖面分析，测量并计算了正方形靶表面排布的Ti试样经氮等离子体基离子注入(PBⅡ)的保留剂量分布．由于N的Auger电子发射能量与Ti的完全重合，而且表面氧化层对Ti的Auger跃迁产生很大的影响，因此应用AES对于氮等离子体基离子注入钛基金属进行化学分析变得较为复杂．本文探讨了一种既解决峰位重叠问题又考虑氧化层影响的方法，从而能够根据，AES溅射剖面分析数据计算浓度深度曲线，并获得保留剂量．正方形靶表面不同位置处的剂量测算结果表明，靶的形状对于保留剂量有着很大的影响，造成剂量呈梯度分布．同时还发现，Ti氧化层随着保留剂量的增大而增厚。     

钛在注钛H13钢中的浓度分布

利用从国内首台金属蒸汽真空弧离子源（ＭＥＶＶＡ）引出的脉冲钛离子对Ｈ１３钢进行了离子注入改性研究，测量了注入样品背散射谱（ＲＢＳ），根据ＲＢＳ，给出了Ｈ１３钢表面的Ｔｉ浓度分布。最后讨论了这样测量和计算的适用范围。     

Ti6A14V—TiN和Ti6A14V—TiN—TiC生物梯度材料的血液相容性评价

采用体外试验法对Ｔｉ６Ａ１４Ｖ－ＴｉＮ和Ｔｉ６Ａ１４Ｖ－ＴｉＣ生物梯度材料及其它几种常用人工心脏瓣膜材料的体外动态凝血时间、溶血率、血小板消耗率进行了测定,并对这几种材料的血液相容性进行了对比,得到以下结论。⑴以动态凝血时间为指标,有ＬＴＩ碳〉ＤＬＣ膜〉ＴｉＮ〉ＴｉＣＴｉ６Ａ１４Ｖ。⑵以血小板消耗率为指标,有ＬＴＩ碳〉ＤＬＣ膜〉ＴｉＮ〉Ｔｉ６Ａ１４Ｖ〉ＴｉＣ。⑶以溶血率为指标,有ＬＴＩ碳〉ＤＬＣ膜     

Cl2／TiCl4体系引发异丁烯阳离子聚合的研究

采用紫外光谱法证明了Ｃｌ２／ＴｉＣｌ４引发异丁烯聚合体系中同时存在着两种引发活性中心及络合竞争。经过陈化可消去其中的（ＴｉＣｌ４←Ｈ２Ｏ）活性中心。探讨了陈化对聚合产物的影响。研究了单体浓度、引发剂浓度、反应温度和反应时间对聚合产物的分子量及其分布，转化率的影响。得到了反应条件下的活性中心向单体链转移常数ＣＭ，向引发剂链转移常数Ｃ１在不同温度范围的聚合度活化能。