低温等离子复合技术制备氧化铝阻氚涂层的研究

采用低温等离子体复合技术在不锈钢基体上制备了氧化铝阻氚涂层,先后经过磁控溅射镀铝,热处理及氧离子注入。利用XRD、SEM、EDS、AES对涂层进行了相结构、表面形貌、成分、元素分布等分析,并进行了划痕实验、抗热震性能及阻氚性能测试,结果表明：磁控溅射获得了高质量的铝涂层,热处理后形成了FeAl合金过渡层。在离子注入中,当注入剂量不变电压增加时,离子注入深度增加而氧元素分布梯度减少;当注入剂量达到8×10₁₇ ions/cm₂以上时,氧元素分布变得均匀。所获得的氧化铝涂层具有较好膜基结合力、抗热震性能及阻氚性能。经过叠加电压注入且剂量达到8×10₁₇ ions/cm₂的膜层具有最好的阻氚性能,在600_oC能使不锈钢的氚渗透率降低3个数量级。     

W/CuCrZr偏滤器焊接模块高热负荷试验温度场分析

利用热等静压扩散焊接技术制备了国际热核聚变试验反应堆（ITER）偏滤器部件的W/CuCrZr焊接模块,并通过电子束试验装置考察模块的耐热负荷性能。为了进一步的考察模块的耐高热负荷性能,利用ANSYS软件模拟计算了稳态和热筛选条件下模块高热负荷（HHF）试验的温度场。结果表明,HHF试验时,试块的最大温度出现在W表面,且W表面的最高温度随着钨块的厚度和吸收功率密度的增大而升高。三种中间层试块,当W块厚度低于8 mm和吸收功率密度低于8 MW/m²时,CuCrZr合金和W材料的最高温度都满足偏滤器PFC设计许用温度的要求。     

Response of Sample Temperature during Straight-Line Ion Implantation

A theoretical model for calculation of the sample temperature during straight-line nitrogen ion implantation was established based on the results of experiment in this paper. Taking the pure aluminum as the samples, and from the transformation of electric energy into thermal energy, the calculated values of the temperature were in good agreement with the measured values in the experiment. According to the simulation, this technology can be applied to the control of specimens temperature during the implantation.     

钛合金微弧氧化陶瓷膜微观特性的分析

微弧氧化膜存在微米量级宏孔,这些宏孔对氧化膜特征的研究非常重要.研究了微弧氧化中电流密度对微弧氧化膜的生长速率、结构形貌及相组成的影响,并对氧化膜进行了离子束抛光处理,分析了氧化膜和微孔的组织结构.研究表明:电源频率固定为1 500 Hz/5 μs和氧化膜厚为10 μm时,随着氧化电流密度的增大,氧化膜的生成速度和孔径都随之增大,但同一膜厚的氧化层组成成分金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2的相对含量无明显变化;离子束抛光后的氧化膜膜层外疏内密,放电通道内表面更是淀积了电解液溶质、氧化膜颗粒及基材等多种物质的纳米微颗粒.     

The Properties of the Rectangular Arc Ion Plating with Magnetic Filtering Shutter

A major obstacle to the broad application of cathodic arc plasma deposition is the presence of macroparticles. In this paper, the properties of the large rectangular arc ion plating with a magnetic filtering shutter system to filter macroparticles are studied. It is proposed that the macroparticles in the plasma beam are effectively removed with the magnetic filtering shutter system, and the quality of the deposited films is improved.     

渗硼注氮复合处理表面硬化层研究

采用渗硼工艺和新型的等离子体源氮离子注入技术对Cr12MoV钢进行复合处理 ,获得了高硬度的表面硬化层。用XPS对硬化层进行相分析和性能试验 ,结果表明 :硬化层主要由立方氮化硼 (C BN)和FeB组成 ,硬化层具有很高的硬度和耐磨性     

新一代全方位离子注入及增强沉积工业机

本文报告了核工业西南物理研究院最近研制开发的新一代全方位离子注入及增强沉积工业机。该机直径 90 0 m m,高 10 5 0 m m,立式放置 ,抽气系统由分子泵及机械泵构成并且实现了 PL C控制 ,本底真空小于 4× 10 - 4Pa。气体和金属等离子体可分别由热阴极放和三个高效磁过滤式金属等离子体源产生。真空室顶部预留了法兰口并配有冷却靶台。该机的负高压脉冲幅值为 10～ 80 k V,重复频率为 5 0～ 5 0 0 Hz,脉冲上升沿小于 2 μs,并且可根据需要产生脉冲串。一般地等离子体密度为 10 8～ 10 1 0 cm- 3,膜沉积速率为0 .1～ 0 .5 nm/s。文中亦报道了一些实验结果     

全方位离子注入及增强沉积工业机和应用

报道了等离子体源离子注入 (PSII)或等离子体浸没离子注入 (PIII)及增强沉积工业机的实验结果及应用。该机真空室直径 90 0mm ,高 10 5 0mm ,立式放置 ,抽气系统由分子泵及机械泵构成并且实现了PLC控制 ,本底真空小于 4× 10 - 4Pa。等离子体由热阴极放电或三个高效磁过滤式金属等离子体源产生 ,因此可实现全方位离子注入或增强沉积成膜。该机的负高压脉冲最高幅值为 80kV ,最大脉冲电流为 6 0A ,重复频率为 5 0— 5 0 0Hz ,脉冲上升沿小于 2 μs,并且可根据需要产生脉冲串。其等离子体密度约为 10 8— 10 10 ·cm- 3,膜沉积速率为 0 .1— 0 .5nm/s。     

15-5PH不锈钢表面多弧离子镀高结合性能TiN膜层研究

多弧离子镀方法在15-5PH不锈钢材料表面制备结合力、硬度和致密性高的TiN涂层,提高材料表面硬度和抗高温氧化性能。分析结果显示过渡层成分、预热温度、工作气压及负偏压等主要参数对膜层性能影响明显。得到Ti为过渡层时,预热250℃,气压3.0Pa,600V偏压镀膜工艺参数最佳,制备的膜基结合力高于60N,表面硬度>1200HV0.05,膜层表面大液滴密度尺寸最低。膜层表面显微硬度、膜层沉积速率和膜基结合力随工作气压升高不同程度地先升高后降低。     

射频热等离子体制备球形氧化铝粉末的数值模拟及实验研究

研究粉末颗粒在热等离子体(ICTP)中的行为可以为射频等离子体制备球形粉末工艺过程的优化提供参考。首先, 利用FLUENT软件对具有不同粒径分布的氧化铝粉末颗粒在射频热等离子体中的运动轨迹及加热历程进行了数值模拟; 然后, 根据模拟结果所确定的实验参数范围进行了射频热等离子体粉末球化实验, 并将实验测量与数值模拟的结果相结合, 研究了输入功率、送粉速率等参数的改变对具有不同粒径分布的氧化铝粉末球化效果的影响。研究结果表明: 粒径较小的氧化铝粉末颗粒在飞行过程中可以从等离子体内吸收更多的热量, 因此能够被充分加热至完全熔化; 增加系统输入功率、降低送粉速率均能提高单位质量的颗粒从等离子体中获得的能量, 从而在一定程度上提升氧化铝粉末的球化率。