PACVD的金属陶瓷的制备,特征和磨损性能

用脉冲ｄｃ辉光放电通过等离子辅助化学气相沉积工业用金属陶瓷刀片镀上ＴｉＮｘ，ＴｉＣｘＮｙ和Ｎｘ。在７７３－９７３Ｋ的沉积温度范围内，研究了涂层参数对沉积率，涂层成分，涂层－基底分界面，涂层结构及微硬度的影响。采用最佳过程参数，获得了具有低氧和氯杂质，高微硬度和良好粘附强度的涂层。     

铀表面离子注入碳改性层抗腐蚀性研究

研究了碳在铀表面注入、梯度注入、反冲注入及离子束辅助沉积改性工艺。采用俄歇电子谱仪（AES）分析碳改性层沿深度方向的成分分布;采用X射线衍射仪（XRD）分析改性层的结构;通过动电位极化曲线、极限湿热腐蚀实验,比较腐蚀前后样品表面的形貌变化,对改性层抗腐蚀机理进行探索。研究结果表明：几种改性工艺均实现了碳离子在铀表面的注入或沉积,碳离子注入可在铀的表面形成碳化铀;45keV能量辅助轰击沉积碳、50keV能量及梯度能量碳离子注入改性层的抗腐蚀性能较优,先离子溅射沉积再碳离子辅助沉积形成的改性层的抗腐蚀性能最差。改性层腐蚀以点蚀为主,样品的腐蚀呈现在腐蚀点向基体和周围扩展,改性层致密无缺陷的区域则未发生腐蚀。     

热处理和添加Cu对SiC-C涂层与基体混合效应的影响

在不锈钢基体上用离子束混合技术沉积SiC-C涂层,为有效提高SiC-C涂层与不锈钢基体元素的混合效应,采用涂覆后对样品进行加热处理以及在不锈钢基体上预沉积Cu薄膜的方法,试图改善SiC-C涂层与基体的混合效果。通过二次离子质谱（SIMS）测试分析涂层与基体的界面组份分布。结果表明,加热处理可以提高SiC-C涂层组元向基体的内扩散,但效果不甚显著。添加Cu层以及随后的加热处理可极大提高与不锈钢基体的混合程度。     

电子束处理前后C—SiC涂层的微观分析

在不锈钢材料表面，用射频磁控溅射沉积Ｃ－ＳｉＣ，利用ＸＲＤ、ＸＰＳ对电子束处理前后的Ｃ－ＳｉＣ涂层进行了微观分析。     

加热去氩处理工艺对离子束混合沉积的C-SiC涂层阻氢性能的影响

利用Ar＋离子束混合技术在不锈钢基体上沉积C-SiC涂层，然后对部分样品进行加热去氩处理（400℃，30min），再用5keV氢离子源辐照样品。通过扫描电镜（SEM）的表面形貌观察、二次离子质谱仪（SIMS）的H与Ar元素深度分布和正离子质谱分析，研究去氩处理对氢离子辐照的C-SiC涂层的形貌和阻氢性能的影响。结果表明，经去氩处理，样品中不锈钢基体内的氢浓度降低了80%，显示出去氩处理的C-SiC涂层具有更高的阻氢性能。研究结果将为该技术应用于不锈钢基体上C-SiC涂层制备工艺的进一步改善提供依据。     

Al2O3覆盖层制备工艺对YSZ涂层耐熔盐腐蚀性能的影响

高密度石墨(HDG)由于其良好的抗热震性和高温强度,被认为是极具应用前景的坩埚候选材料之一。然而,熔盐电解法处理乏燃料过程中,高密度石墨坩埚会与高温氯化物熔盐、乏燃料等具有腐蚀性的介质直接接触,从而对坩埚造成腐蚀,影响坩埚的稳定性和使用寿命。坩埚表面等离子喷涂的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层被证实具有优异的性能,但是涂层本身所存在的孔洞、裂纹以及液滴等缺陷严重制约了YSZ涂层在高温下的性能。因此,通过密封处理方法来提高涂层的致密度显得尤为迫切。本文利用磁控溅射(PVD)法和金属有机分解(MOD)法在等离子喷涂的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层表面制备了Al₂O₃覆盖层,研究了这两种方法制备的Al₂O₃覆盖层对YSZ涂层在NaCl-KCl熔盐中的抗腐蚀性能的影响,并利用SEM、EDS、XRD等对腐蚀前后涂层的形貌以及微观结构进行了详细表征。结果表明：PVD法制备的Al₂O₃覆盖层主要分布于YSZ涂层表面,使其表面致密度得到一定程度提升,但涂层内部的致密度以...     

我国聚变堆结构材料表面阻氚涂层的研究进展

阻氚涂层是聚变堆实现氚自持及氚安全的关键科学与技术问题之一。我国通过国家磁约束聚变能发展研究专项依托国内优势单位部署了阻氚涂层基础问题及工程化技术研发工作。本文介绍了国内外聚变堆结构材料表面阻氚涂层研究进展,重点评述了近几年我国在阻氚涂层的材料选择、制备技术及阻滞氢渗透机制三个科学技术问题的研究进展,提出今后的研究方向。目前我国阻氚涂层材料类型以氧化物涂层为主,涂层制备工艺技术在不断优化和更新。Al2O3/FeAl阻氚涂层的电化学沉积铝(ECA)、粉末包埋渗铝(PC)及热浸铝(HDA)等方法的工艺处理规模及涂层阻氚性能在国际上均相对领先。发展了研究阻氚涂层阻滞氢渗透作用机理的方法,将通常基于Fick定律的表象研究方法向原子级方法前推了一步。未来需在考虑涂层制备工艺与基体材料成分、性能的关系及其在复杂形状结构件的适用性基础上,开发长寿命、高阻氚性能的阻氚涂层材料及制备工艺。     

用于保护托卡马克第一壁和偏滤器的厚碳化硼涂层

本文评述了用于保护受到高能热通量的托卡马克内表面的候选材料的各种碳化硼涂层的特性。这样的涂层可用各种方法生成：借助于氯化物和氟化物技术的化学气相沉积、气体转换、等离子体喷涂及反应－烧结。与纯碳材料相反，B4C具有低得多的化学和高温溅射，能够吸附氧和降低氢再循环。与薄的硼化膜相比，厚涂层能经受住象托卡马克偏滤器中那样的高热通量。比较分析表明，由扩散法（比如氟化物CVD和气体转换）形成的涂层更加能耐受热负载，而且最有前途的候选涂层之一是氟化物CVD涂层。     

慢正电子束研究电子束固化涂层的微观结构

用慢正电子束多普勒展宽谱研究环氧丙烯酸酯体系电子束固化涂层。Ｓ－Ｅ曲线给出了稀释剂分子结构及其相对含量，辐射剂量，预聚物和交联剂含量等对ＥＢＣ涂层 观结构的影响，以及随深度变化的信息。     

用涂有TOPO的玻璃态碳电极预浓集后伏安法测定痕量铀

该文叙述了用涂有三辛基氧化膦(简称 TOPO)的玻璃态碳(简称 GC)电极伏安法测定核化工过程中废液中痕量铀。在测定之前,将铀酰离子预先浓集在 GC 电极 TOPO 涂层上。为得到这种涂层电极,将2.5微升的 TOPO 酒精溶液(1.5×10~(-2)M)移放在 GC 电极的圆形(直径7毫米)截面上,然后用红外线烘熔。这种电极,在开路状况下能有效地从溶液(0.25M,pH为3.4的 KNO_3)中浓集痕量铀酰离子。被浓集的铀酰离子在约-0.35伏(对甘汞)处产生一还原波,波高与溶液中铀酰离子浓度存在依赖关系。该方法对铀酰离子具有很高的选择性,因 TOPO涂层能掩蔽在电化学上电极没有这种涂层而能在电极上产生还原波的一些离子。该方法还具有灵敏度高、简单、快速等优点.     

离子能量的快离子激光光谱学方法校刻

对离子能量进行校刻的快离子激光光谱学方法利用多普勒效应把离子能量与离子的共振激发联系起来，可应用于１ｅＶ－１００ＭｅＶ能区，在几十ｋｅＶ范围内，测量准确度优于２×１０＾－３，用这种方法校刻了＾１４４Ｎｄ＾＋的能量。     

电子束在MOS结构中的能量沉积与辐照效应

根据电子输运“双群理论”计算出电子在Ｓｉ－ＳｉＯ２材料中的能量沉积。用与硅等２效的外推电离室测定了１．０ＭｅＶ和１．５ＭｅＶ的电子束在ＭＯＳ电容芯片中的吸收剂量。用Ｘ光电子谱、俄歇谱、深能级瞬态谱和Ｃ－Ｖ方法测量分析了ＭＯＳ电容Ｓｉ－ＳｉＯ２材料化学结构，界面态密度和Ｃ－Ｖ曲线在辐射前后的变化，根据理论和实验结果，从辐射剂量学的角度分析讨论了电子能量沉积，电离缺陷和辐射效应间的关系，并提出一个关于     

聚变堆第一壁TiC涂层材料研究

本文介绍了第一壁ＴｉＣ涂层材料的化学气相沉积（ＣＶＤ）工艺；研究了涂层工艺条件对涂层微观结构、沉积速率和基体对涂层生长的影响；给出了涂层厚度与涂层工艺条件之间的经验关系式。讨论了ＴｉＣ／石墨、ＴｉＣ／ＭＯ、ＴｉＣ／３１６ＬＳＳ涂层材料的电子束热冲击损伤机理和热疲劳损伤机理，并对ＴｉＣ／石墨、ＴｉＣ／Ｍｏ、ＴｉＣ／３１６ＬＳＳ用做现行Ｔｏｋａｍａｋ第一壁材料的可行性进行了分析。     

改善耐磨性和耐蚀性的低温涂层的等离子体辅助CVD

在本研究中描述了从热ＣＶＤ（９００－１１００℃）越过等离子体辅助ＣＶＤ（ＰＡＣＶＤ），到用有机金属ＰＡＣＶＤ（ＭＯ－ＰＡＣＶＤ）的低达１４０℃的甚低落曙沉积这一合连续改善及它们的相应应用。研究了钢基体、硬金属、陶瓷基体以及时效硬化铝合金上ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＺｒＣｎ、ＺｒＢＣＮ、ＢＣＮ单层体系和多层体系的沉积。光发射光谱测定术已用于识别在等离子体辅助工艺期间放电中的粒种，并用于工艺最佳化和控     

聚变堆第一壁涂层材料TiC和TiN的残余应力研究

采用Ｘ衍射法测定了聚变堆第一壁涂层材料ＴｉＣ和ＴｉＮ薄膜的残余应力．对涂层材料不同的制备方法（化学气相沉积ＣＶＤ和物理气相沉积ＰＶＤ）、基体材料（Ｍｏ、石墨和３１６ＬＳＳ）、涂层厚度及沉积温度对残余应力的影响进行了研究．结果表明，ＣＶＤ与ＰＶＤ制备的涂层的残余应力均为压应力，且ＣＶＤ较ＰＶＤ产生的残余应力要低，Ｔｉ／Ｍｏ（ＣＶＤ）随涂层厚度（１４μｍ～６０μｍ）的增加，残余应力增加．ＰＶＤ涂层的残余应力主要为本征应力，高达数ＧＰａ．其值随沉积温度（２００℃～６５０℃）的升高而降低．对残余应力产生的原因作了初步讨论     

V-5Cr-5Ti在AlCl3-EMIC离子液体中的阳极活化及表面铝沉积

钒合金表面获得性能优良的Al涂层是在其表面制备V-Al/Al₂O₃阻氚涂层的重要基础。针对聚变堆候选结构材料V-5Cr-5Ti,本文采用电化学方法研究了其在AlCl₃-EMIC（摩尔比为2∶1）离子液体中的阳极行为,比较分析了恒电位极化模式下不同电位、极化时间对表面阳极活化的影响。在此基础上,采用恒电流沉积（16 mA/cm²）模式研究了阳极活化电位、沉积时间和温度对镀层的影响。结果表明：阳极氧化电流在1.25 V（参比Al的电位）电位时出现峰值,在该电位下极化15 min,V-5Cr-5Ti基体可获得腐蚀均匀的可再生表面。16 mA/cm²下铝沉积,活化表面为（111）和（200）方向择优生长的纯铝涂层,与基体结合良好,室温下沉积75 min,可获得20 μm厚性能良好的铝涂层。     

氧分子离子单独和组合注入对金属铀抗腐蚀性能的影响

报道了氧分子离子注入表面形成的氧化膜对铸态金属α－Ｕ的抗腐蚀性能的影响。经注入和未注入试样的电化学、９６℃饱和蒸汽腐蚀、５０ｍｇ／１ＫＣｌ溶液浸泡和室内大气环境下的腐蚀试验发现，氧分子离子单独和组合注入明显地改善了金属铀的抗腐蚀性能。Ｘ－射线衍射试验证实氧离子注入在试样表面形成了ＵＯ２保护层。     

塑料微球厚有机涂层制备研究

采用低压等离子体化学气相沉积（LPP－CVD）并结合反弹盘方法在靶球表面涂敷厚的CxH1-xI涂层。使用反式－2－丁烯为工作气体的沉积速率相对较慢,最高为1μm/h,而使用苯乙烯时,沉积速率提高到3－4μm/h。结合反弹盘技术,在塑料微球上涂敷了厚度为50－80μm的CxH1-x涂层,涂敷薄膜的表面均方根粗糙度小于50nm。     

新型涂层在铀合金熔炼中的应用研究

在石墨表面化学气相沉积SiC后进行了Y2O3、ZrO2、CaZrO3、Nb粉末的热喷涂试验,对涂层体系进行了结合强度、耐热冲击及电子显微镜(SEM)测试和熔炼考核.     

金属铀表面铝薄膜生长行为的XPS研究

在室温、超高真空条件下,采用Ar离子溅射沉积的方法在清洁金属铀表面沉积铝薄膜,并利用X射线光电子能谱分析技术原位观察铝薄膜的生长行为.结果表明,在薄膜生长过程中,铀铝界面存在较明显的互扩散行为,同时发生一定程度的相互作用,生成金属间化合物UAlx,导致铀、铝XPS特征谱发生明显变化.铀铝间的互扩散导致U 4f谱在380.4、392.7和404.2 eV处出现新的能量损失峰;而铀铝金属间化合物的生成导致Al 2p XPS谱峰向低能端偏移0.2 eV.随沉积时间的增加,能量损失峰强度逐渐增强,Al 2p峰逐渐向金属Al特征峰位置偏移,说明随铝沉积量的增加,铀铝间的扩散行为增强,铀铝相互作用生成的金属间化合物组分并非单一.在沉积过程中,铝薄膜以岛状方式生长.