两种正离子对磁化等离子体鞘层中尘埃颗粒的影响

建立了包含两种不同种类正离子的磁化等离子体鞘层的流体模型,通过四阶龙格库塔法数值模拟了含有两种不同种类正离子对等离子体鞘层中尘埃粒子的影响.结果表明对于含有He+和Ar+的稳态等离子体来说,随着离子温度的升高和Ar+密度的增加,尘埃粒子充电所带电量越多;尘埃密度越高,其带电量越低.此外,对于带有一定负电的尘埃粒子来说,离子的温度、鞘边Ar+的含量以及鞘层中离子与中性粒子的碰撞对鞘层中尘埃粒子的密度和速度都产生一定的影响.     

间歇供N2闭炉的纯氮离子渗氮工艺

基于纯N2离解产生活性氮原子能量条件的基本理论和纯氮离子渗氮模型,研究了间歇供N2闭炉纯氮离子渗氮新工艺以实现纯氮代替氨或氮-氢的离子渗氮.通过对渗氮层显微组织、相组成和硬度梯度的测定与分析,对纯氮离子渗氮工艺中N2分子临界离解能进行了理论计算和试验验证.结果表明,纯氮离子渗氮存在电压门槛值,只有在700 V左右的高电压下,并且采用间歇供N2闭炉方式进行离子渗氮,才能产生明显的渗氮效果.在相同的渗氮时间里,间歇供N2闭炉的纯氮离子渗氮可获得比常规纯氨离子渗氮更好的渗氮效果.     

真空断路器弧后鞘层发展过程仿真分析

以真空断路器弧后鞘层发展过程为对象,采用等离子体流体力学模型,求解电子、离子密度和平均电子能量的漂移扩散方程和耦合电场的泊松方程,引入粒子间碰撞反应,仿真分析其弧后介质恢复变化和鞘层发展阶段电子和离子的空间分布、密度分布以及间隙电势分布.采用对比分析法,研究不同初始条件对鞘层发展的影响,结果表明:在保持其余参数不变的条...     

脉冲偏压作用下MgO薄膜表面的荷电效应

采用脉冲偏压电弧离子沉积技术在玻璃基片上制备了透明的、具有择优取向的MgO薄膜。针对绝缘性薄膜表面的荷电效应,比较了脉冲偏压作用下鞘层对离子的加速时间(即鞘层的寿命)与脉冲宽度的大小以及偏压鞘层的初始厚度与离子穿越的距离的大小,讨论了不同占空比下偏压鞘层对离子的加速效应。利用X射线衍射及扫描电子显微镜对样品的观察结果表明,由于荷电效应,脉冲偏压幅值为-150 V,占空比在10%~40%的范围内,占空比的变化并不能改变MgO薄膜的微观结构和表面形貌。     

等离子体鞘层中朗缪尔探针吸收离子电流理论的数值模拟

为了研究朗缪尔静电圆柱型探针半径对等离子体密度测量的影响以及鞘层空间电势分布等特性,在非热平衡条件下采用等离子体鞘层中探针吸收离子模型,对朗缪尔静电探针周围等离子体鞘层空间中的修正玻姆电流、OML理论鞘层空间电势分布、ABR理论鞘层空间电势分布、BRL理论鞘层空间电势分布以及三种理论对应的探针吸收离子电流进行了系统的数值模拟研究。计算结果显示,电子温度和等离子体密度对ABR理论鞘层空间电势分布存在显著影响,离子温度小于0.1倍电子温度时离子的温度效应对BRL理论鞘层空间电势分布的影响可以忽略;探针半径为1~3倍德拜长度时,OML理论、ABR理论及BRL理论预测的归一化离子电流近似相等,即三种理论给出近似相等的等离子体密度。     

（Ti，Cr）N复合涂层组织结构与力学性能的研究

本文首先用离子氮化制备过渡层,然后进行电弧离子镀,通过改变靶的成分来控制涂层的成分,沉积结构成分不同的(Ti,Cr)N复合涂层:(TiCr)N+TiN和CrN+(TiCr)N.采用电子探针(EPMA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪及微米划痕仪等方法表征了两种复合膜的成分结构和力学性能.测试分析结果表明:由于Cr原子部分取代TiN中的Ti原子及对液滴的轰击碰撞作用,改善细化了涂层的表面微观组织.两种涂层都具有良好的膜基结合性能,后者的弹性模量低于前者,而硬度、韧性及结合性能均高于前者.     

微波辐照气相法合成氮掺杂石墨烯

以天然鳞片石墨为原料, 采用Staudenmaier法先制备出石墨氧化物, 再经饱和碳酸铵溶液浸渍后生成NH₄⁺插层石墨氧化物. 在微波照射下, NH₄⁺分解生成的NH₃与剥离的石墨烯氧化物反应原位合成出氮掺杂石墨烯. 通过SEM、TEM、EDS、XRD、XPS和Raman测试手段对氮掺杂石墨烯进行了表征. 结果表明, 所合成的氮掺杂石墨烯呈透明绢丝状结构, 每个石墨烯片含有2~5层石墨层; 氮元素含量为1.56wt%, 其中N元素是以pyridinc N、 pyrrolic N和graphitic N形式掺入石墨层网格中.     

直流氩等离子体硅粉纯化工艺的研究

针对立式反应室、直流氩等离子体情况,建立硅粉的运动学模型,绘出粉粒沉降时间与粉粒粒度和进气速率的关系曲线,并通过该模型选择进气速率为4～10L/s,粉粒的粒度范围为70～100μm.为了提高粉粒沉降过程中纯化效果,建立并分析鞘层模型中与鞘层厚度、鞘层区离子浓度以及鞘层离子平均动能有关的工艺参数的变化关系并提出一套优化选择放电参数的方法.通过该方法优化工艺参数为反应室总压力为4～6Pa,阴极电压为2000V或是更高,鞘层厚度为1.2～2cm.提纯实验结果表明,硅粉的纯度可由99.6%提高到99.95%.     

第一性原理方法探讨氮气在UO2(111)表面的吸附行为

采用第一性原理计算模拟方法对氮气分子及原子在UO2(111)表面的吸附行为进行了系统的研究。计算结果表明,N2在UO2(111)表面倾向于以分子吸附的形式存在,其最稳定的吸附构型为分子中心位于氧原子顶部或三重洞位的情形。两种构型下的N-N键的两端均指向相邻的另外两个高对称吸附位置。对于氮原子的表面吸附,发现其位于第二子层的铀原子的上方时最为稳定,吸附能为-4.792eV,为较强的化学吸附。而对次表面吸附的考察发现,氮原子嵌入最外氧原子层时的稳定性高于表面上吸附的情形。态密度分析表明,对于氮原子吸附,N 2p与U 5f电子态在费米能级附近有非常明显的轨道杂化,表明氮原子主要与铀原子发生了化学作用,N-U键存在共价成分。     

碳含量对AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗性能的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行了不同C2H2含量下的离子碳氮共渗,利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、x射线衍射仪和显微硬度计测试了经碳氮共渗处理后试样改性层的截面形貌、渗层成分、相组成和力学性能.结果表明低温下离子碳氮共渗可以同时获得性能好的γc相和γn相,且最大含量分别出现在不同深度;气氛中C2H2含量为3%时,渗层厚度最大,表面显微硬度最大.