一种新型复合加速离子注入动力学研究

提出了一种基于靶台(工件)二次加速的束线离子注入的新方法,基本原理是将传统束线离子注入和等离子体离子注入有效复合。采用二维Particle-in-cell(PIC)模型对这种注入方法进行了数值仿真研究。考察了靶台加负偏压情况下靶台表面空间电势、离子密度变化以及离子的运动状态的时空演化。统计分析了不同时刻离子注入剂量、注入能量和注入角度的分布规律。结果表明:靶台施加偏压对束流离子起到了很好的二次加速效果,束线离子复合加速离子注入这种新方法理论上是切实可行的。同时发现在靶台附近空间电场的作用下,离子束会发生小角度偏转,由柱状形逐渐变成"喇叭口"形,靶台表面有效注入范围扩大。靶台表面注入剂量分布呈中心区域高边缘区域低的趋势。这种新方法有助于减缓电源硬件加工的难度,增加了工艺的灵活性。     

氩气氛环境下真空阴极弧制备ta-C涂层电弧电流效应

利用真空阴极弧技术在M2高速钢和单晶硅表面沉积ta-C薄膜,重点研究了电弧电流对沉积过程中等离子体行为,以及涂层的截面形貌、厚度、结构和膜-基结合强度的影响。结果表明,随着电弧电流从40A增加到100A,基体电流由1.36A增加到3.95A,等离子体中Ar离子数目的增加速率高于C离子。随着电弧电流由40A增加到60A,涂层沉积速率基本不变约为6nm/min。在这一过程中,电子对Ar的离化所导致对涂层的轰击溅射效应优于C离子/原子在沉积过程中的传递效应,因此弧流增加而沉积速率基本不变。随着弧流由60A继续增加到100A以后,C离子/原子在沉积过程中的传递效应导致沉积速率提高优于Ar离子的溅射作用,因此沉积速率增加到8.1nm/min。电弧电流为80A时,I_D/I_G比值最小为0.31,表明涂层具有最高的sp~3含量。因此,在Ar气氛下制备ta-C涂层时,要得到较优质的ta-C涂层,需要合适的弧流。制备涂层的膜-基结合强度最高可达HF 1,可进行工业应用。     

超声波塑料焊机的气动加压系统

从超声波塑料焊接工艺出发，分析研究了气动加压系统应具备的特性，进而设计出一套气动加压系统。     

国外超声波塑料焊机的使用与维修

国外超声波塑料焊机的使用与维修哈尔滨工业大学（１５０００６）田修波ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｐａｉｒｉｎｅｏｆＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＰｌａｓｔｉｃＷｅｌｄｅｒＡｂｒｏａｄＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｉａｎＸｉｕｂｏ目前...     

可调脉冲功率(MPP)磁控溅射电源研制及放电特性的研究

可调脉冲电源MPP(modulated pulsed power)磁控溅射技术是一种新型的高功率磁控溅射技术.基于STC12C5A60S2单片机为控制单元研制了MPP电源.电源可以输出多种脉冲波形,能够实现优化的高功率脉冲磁控溅射工艺.MPP放电模式表现为初始的弱放电和随后的高功率大电流放电行为.MPP放电电压影响着高功率放电电流和脉冲宽度,而放电气压主要影响起辉时刻,但对放电电流大小影响不大.引入引燃脉冲可实现低气压下的高功率大电流放电.     

脉冲射频/40kV高压直接耦合等离子体离子注入电源系统研制

研制的用于等离子体浸没离子注入(PIII)的电源系统采用高压隔离与高频滤波技术,将40 kV高压脉冲电源与13.56 MHz射频电源直接耦合,由单一输出电缆连接到实验靶台上,通过射频与高压脉冲的时序控制,实现了40 kV的高压脉冲与脉冲射频交替输出。工作过程中,通过射频产生等离子体,而后施加高压脉冲获得离子注入,进而实现PIII与沉积。该电源系统的性能指标为:高压脉冲电压幅值10~40 kV,脉冲频率10~1000 Hz,射频脉冲宽度0.01~10 ms,射频与高压间隔0.1~10 ms,高压脉冲功率6 kW,射频脉冲功率1 kW。实验研究表明能够有效的实现PIII。本文将介绍该种新电源的设计思想、电路以及在内凹零部件(如管筒内壁)等离子体离子注入等方面的应用。     

方管内表面等离子体离子注入动力学GPU-PIC仿真

内表面改性近年日益受到人们重视。本文采用基于Graphic Processing Unit(GPU)的Particle-in-cell(PIC)模型对方形管内表面的离子注入动力学过程进行数值仿真研究。结果表明在注入过程中,辅助地电极周围形成离子空穴,随时间延长,离子空穴发生交联并不断扩展,直至所有离子注入到方管内壁。离子空穴的形成和扩展使得在管内部形成离子密度波,密度波的传播速度随时间增加。由于等离子体鞘层的不均匀重叠使得管内的初始鞘层厚度分布不均,其中位于拐角附近的鞘层较厚,从而又导致了方管内壁周向上的注入剂量和能量分布存在不均匀性,内壁平面附近位置的注入剂量和注入能量均相对较大,而拐角附近的离子注入剂量和能量最小。本文采用GPU加速PIC的算法取得了高达90的加速比,极大缩短了等离子体粒子模拟的计算时间。     

射频源原子氧暴露对PET薄膜表面性能的影响

采用射频源原子氧装置对PET薄膜材料进行不同时间的暴露试验.研究了氧等离子体暴露对PET薄膜的质量损失、表面形貌、接触角的影响,并对暴露前后PET薄膜进行了红外光谱(FTIR)分析.结果表明,温度随暴露时间延长而升高,达到一定值后趋于平缓;随暴露时间延长PET薄膜的质量损失越来越大,表面形貌变得越来越粗糙,接触角先减小后增大.红外光谱分析表明,氧等离子体暴露后PET薄膜表而O-C=O、C-O等含氧基团的数量有所降低.这是由于原子氧暴露诱导的氧化和表面刻蚀.     

压力可变的超声波塑料焊机

对超声波塑料焊接过程进行了分析，发现在焊接接头经历熔化开始，铺展，熔融物挤出及接头凝固不同阶段中，压力的作用也不尽相同。