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《大连理工大学》 2006年
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强流脉冲离子束辐照材料表面烧蚀作用研究

苗收谋  
【摘要】:利用TEMP-6型和ETIGO-Ⅱ型强流脉冲离子束(High-Intensity Pulsed Ion Beam-HIPIB)装置分别产生加速电压为300kV,脉冲宽度为70-80ns,束流密度为60-500 A/cm~2,能量密度为1-12J/cm~2和1MV,50-60 ns,1500 A/cm~2,~90 J/cm~2的HIPIB,通过金属材料、石墨及氧化物涂层烧蚀特性的实验研究,揭示了烧蚀表面形貌和相结构的变化规律,结合表面烧蚀过程的理论计算,进一步探明了HIPIB与材料相互作用机理。依据HIPIB辐照的表面烧蚀作用,拓展HIPIB在材料表面改性方面的应用。 采用100-200 A/cm~2,1-5次和1500 A/cm~2,1-3次的HIPIB辐照金属Ti的实验研究发现,表面微观几何不均匀性,如微凸、镶嵌碎屑等的选择烧蚀而产生液滴喷射,造成了100 A/cm~2条件下表面形貌以烧蚀坑为主:辐照强度增加到200 A/cm~2时,表面呈现以波浪状起伏为主的烧蚀形貌:进一步增加辐照强度至1500 A/cm~2,束斑中心区域因均匀烧蚀而较平坦,而在周围区域形成烧蚀坑与波浪起伏混合的形貌特征。200A/m~2条件下,随着辐照次数从1次增加到5次,表面逐渐趋于光滑、平整。金属Ti辐照表面的相结构均为单一α-Ti相。采用60-200 A/cm~2,1-50次和50-90 J/cm~2,1次的HIPIB分别辐照金属间化合物γ-TiAl,合金中低熔点元素和晶界造成了局部区域的择优加热、熔化和蒸发等不均匀热效应,除导致合金表面形成烧蚀坑和波浪状起伏等表面烧蚀特征外,还出现严重的沿晶界开裂现象。低熔点Al元素的择优烧蚀,导致γ-TiAl烧蚀表层依次形成了Ti_3Al和Ti_2Al相。采用300-500 A/cm~2,1-5次的HIPIB辐照GH33高温合金,烧蚀表面形貌的变化规律与金属Ti相似,但烧蚀坑尺寸较大,且边缘较模糊;烧蚀表面仍为单一γ相。合金元素的选择烧蚀虽对表层相结构无明显影响,但影响了烧蚀表面形貌的形成过程。基于焓法建立了HIPIB辐照材料相变传热的二维轴对称模型,计算了能量密度为0.1-120 J/cm~2条件下金属Ti的表面烧蚀过程。计算结果表明,金属Ti熔融和烧蚀的临界能量密度分别为0.2和0.7 J/cm~2。在70 J/cm~2条件下,模拟计算1-10次辐照的烧蚀质量与实验测量值基本相符。 采用200-350A/cm~2,1-5次和1500A/cm~2,1次的HIPIB辐照石墨实验研究,Raman光谱分析表明,350A/cm~2,2次以上辐照的表面在波数为1100至1700 cm~(1-)范围内出现了一个非对称的宽化峰,石墨表面发生显著的相结构变化,形成了类金刚石(Diamond-like Carbon-DLC)。表面形貌观察表明,200 A/cm~2条件下,表面局部区域
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG179

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王旭;强流脉冲离子束辐照316L不锈钢结构及性能研究[D];大连理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 林锋,蒋显亮;热障涂层的研究进展[J];功能材料;2003年03期
2 苗收谋,雷明凯;强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析[J];金属学报;2004年11期
3 周南,牛胜利,丁升,邱爱慈;强脉冲离子束辐照热-力学效应研究[J];强激光与粒子束;2000年02期
4 乐小云,赵渭江,颜莎,韩宝玺,向伟;强脉冲离子束辐照金属材料表面热力学效应计算[J];强激光与粒子束;2001年04期
5 何小平,石磊,张嘉生,邱爱慈;用偏压法拉第筒测量强流脉冲离子束[J];强激光与粒子束;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 常海威;金属离子高温注入金属表面合金化机制研究[D];大连理工大学;2006年
2 梅显秀;强流脉冲离子束类金刚石薄膜沉积及高速钢辐照处理研究[D];大连理工大学;2002年
3 朱小鹏;强流脉冲离子束特性及其烧蚀作用的实验研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 董志宏;强流脉冲离子束用外磁绝缘离子二极管的阳极聚合物研究[D];大连理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周洪;李飞;何博;王俊;孙宝德;;热障涂层材料研究进展[J];材料导报;2006年10期
2 马李;孙跃;赫晓东;李垚;;电子束物理气相沉积工艺制备超薄高温结构材料的研究[J];材料导报;2006年11期
3 王辅忠;张慧春;史冬梅;陆路;孙静静;张军;;纳米陶瓷研究进展[J];材料导报;2006年S2期
4 张岩峰,魏雨,武瑞涛;纳米TiO_2粉体的制备及应用进展[J];功能材料;2000年04期
5 林锋;蒋显亮;任先京;李振铎;周恒;崔颖;;喷雾干燥YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备及表征[J];功能材料;2005年11期
6 郑瑞伦,刘俊;强激光辐照下金属材料表面热力学效应[J];光子学报;2002年04期
7 刘志;周洪;;热障涂层研究进展[J];河海大学常州分校学报;2006年03期
8 邱爱慈,张嘉生,彭建昌,杨海亮,何小平,石磊,汤俊萍,周南,丁升,牛胜利;用于模拟X射线热-力学效应的高功率脉冲离子束研究进展[J];核技术;2002年09期
9 苗收谋,雷明凯;强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析[J];金属学报;2004年11期
10 乐小云,赵渭江,颜莎,韩宝玺,向伟;强脉冲离子束辐照金属材料表面热力学效应计算[J];强激光与粒子束;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 邱爱慈;杨海亮;;高功率离子束的产生及应用研究进展[A];2004学术年会论文集[C];2004年
2 侯根良;吕秋娟;苏勋家;;等离子喷涂ZrO_2涂层隔热耐烧蚀性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
3 林莉;李继承;李喜孟;雷明凯;;基于反射系数法的HIPIB辐照Cr_2O_3涂层特性超声表征[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
4 杨海亮;邱爱慈;孙剑锋;何小平;李静雅;王海洋;汤俊萍;彭建昌;黄建军;任书庆;张嘉生;杨莉;;高功率离子束的产生、诊断和应用技术研究[A];粒子加速器学会第七届全国会员代表大会暨学术报告会文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梅显秀;强流脉冲离子束类金刚石薄膜沉积及高速钢辐照处理研究[D];大连理工大学;2002年
2 王同权;高能质子辐射效应研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
3 朱小鹏;强流脉冲离子束特性及其烧蚀作用的实验研究[D];大连理工大学;2003年
4 刘振侠;激光熔凝和激光熔覆的数学模型及数值分析[D];西北工业大学;2003年
5 李新;DLC膜制备、微摩擦性能及其在MEMS中防粘附应用研究[D];大连理工大学;2006年
6 谭畅;强脉冲离子束产生的烧蚀等离子体特性的研究[D];大连理工大学;2006年
7 吴迪;强流脉冲离子束与靶材相互作用的数值研究[D];大连理工大学;2006年
8 庞久寅;纳米二氧化硅—丙烯酸酯复合乳液制备、结构与性能的研究[D];中国林业科学研究院;2006年
9 白秀琴;低温气相沉积薄膜及其摩擦学性能研究[D];机械科学研究总院;2006年
10 姚超;纳米TiO_2合成、表面处理及其防团聚研究[D];南京理工大学;2006年
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1 刘俊虎;碳对铝热法合成氮化钛复合刚玉材料的影响[D];武汉科技大学;2001年
2 赵改青;纳米二氧化钛的化学沉淀法制备[D];成都理工大学;2004年
3 苗收谋;强流脉冲离子束辐照Ti基金属材料表面烧蚀作用研究[D];大连理工大学;2004年
4 孙成琪;低能等离子喷涂碳化钨特性的研究[D];大连海事大学;2005年
5 徐忠成;外磁绝缘型强流脉冲离子源特性及其改性热障涂层应用[D];大连理工大学;2006年
6 刘晓娜;强流脉冲电子束材料表面改性的二维数值模拟[D];大连理工大学;2006年
7 李树军;氮化锆及其复合材料的制备和形成机制[D];吉林大学;2006年
8 邹红梅;纳米TiO_2的表面改性及其光催化灭菌效果[D];厦门大学;2005年
9 韩晓光;强流脉冲离子束辐照石墨的烧蚀特性研究[D];大连理工大学;2006年
10 赵健闯;强流脉冲电子束表面改性Al-Si-Pb合金摩擦学性能及数值模拟[D];吉林大学;2006年
【同被引文献】
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1 朱民,张涛,宋教花,车俊铁,李国卿;钼和硫同步注入9Cr18不锈钢的摩擦磨损性能[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年01期
2 胡永峰,朱雪梅,朱小鹏,雷明凯;强流脉冲离子束辐照合金Ti6Al4V的耐蚀性[J];大连铁道学院学报;2002年03期
3 李瑛,王福会;表面纳米化对金属材料电化学腐蚀行为的影响[J];腐蚀与防护;2003年01期
4 刘成龙,杨大智,邓新绿,齐民;医用不锈钢表面沉积类金刚石薄膜的电化学腐蚀性能研究[J];硅酸盐学报;2005年05期
5 赵渭江,颜莎,韩宝玺,王宇钢,薛建明,蔡崇贵;强脉冲离子束与新材料工艺[J];原子核物理评论;1998年02期
6 丁剑,张荻,西田新一,服部信佑;应力控制条件下奥氏体不锈钢的低周疲劳性能[J];金属学报;2002年12期
7 梅显秀,马腾才,王秀敏,徐卫平,宋美丽;强流脉冲离子束辐照W6Mo5Cr4V2高速钢表面改性研究[J];金属学报;2003年09期
8 侯介山,张玉龙,郭建亭,冀光,周兰章,叶恒强;铸造镍基合金K44的高温蠕变行为[J];金属学报;2004年06期
9 田修波,汤宝寅,Chu Paul K;AISI304钢表面低电压等离子体基离子注入层摩擦磨损性能研究[J];摩擦学学报;2000年02期
10 郭军霞,蔡珣,张亚梁,时建中;金属蒸气真空弧离子源Co离子注入对不锈钢摩擦磨损性能的影响[J];摩擦学学报;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 梅显秀;强流脉冲离子束类金刚石薄膜沉积及高速钢辐照处理研究[D];大连理工大学;2002年
2 朱小鹏;强流脉冲离子束特性及其烧蚀作用的实验研究[D];大连理工大学;2003年
3 常海威;金属离子高温注入金属表面合金化机制研究[D];大连理工大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王从曾,徐重;双层辉光离子渗金属过程的数学模型初探[J];北京工业大学学报;1998年03期
2 战再吉,马欣新,夏立芳;铝合金等离子体淹没离子注入氮层组织及其耐磨性[J];材料研究学报;1998年05期
3 赵新,金杰,姚建铨;激光表面改性技术的研究与发展[J];光电子.激光;2000年03期
4 赵渭江,颜莎,韩宝玺,王宇钢,薛建明,蔡崇贵;强脉冲离子束与新材料工艺[J];原子核物理评论;1998年02期
5 孙跃,陈继新,夏立芳,刘鑫贵,徐淑艳;等离子体基高温离子注入研究进展[J];材料热处理学报;2001年03期
6 邵其鋆,潘正瑛;二元分层动态靶溅射的Monte Carlo模拟计算[J];计算物理;1990年02期
7 许念坎,尹大川,张贵锋,郑修麟;类金刚石碳膜的硬度测定方法研究[J];机械科学与技术;1997年06期
8 刘金亮,李传胪,何一平,谭启美,刘存华;测量电子束流的小型法拉第筒[J];强激光与粒子束;1993年04期
9 周南,牛胜利,丁升,邱爱慈;强脉冲离子束辐照热-力学效应研究[J];强激光与粒子束;2000年02期
10 何小平,石磊,张嘉生,邱爱慈;用偏压法拉第筒测量强流脉冲离子束[J];强激光与粒子束;2000年06期
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3 黄桂桥,郁春娟;金属材料在海洋飞溅区的腐蚀[J];材料保护;1999年02期
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6 彭大暑,刘浪飞,朱旭霞;金属层状复合材料的研究状况与展望[J];材料导报;2000年04期
7 王永国,李兆前,孙得明;反应硼化烧结法制备陶瓷—金属高硬覆层材料[J];陶瓷学报;2001年01期
8 徐春良;;高比例甲醇汽油对电动燃油泵的腐蚀性分析[J];辽宁化工;2009年04期
9 ;肯纳金属集团徐州新厂隆重开业[J];矿山机械;2009年20期
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1 梅显秀;孙文飞;王友年;马腾才;;强流脉冲离子束辐照YSZ热障涂层表面改性[A];2010全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2010年
2 梅显秀;马腾才;董闯;;强流脉冲离子束烧蚀等离子体沉积类金刚石薄膜[A];TFC’03全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2003年
3 高红成;肖道荣;;CFRP与金属制反射面天线性能的研究[A];第十六届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2005年
4 吴迪;张建红;王静;雷明凯;宫野;;强流脉冲离子束辐照混合双层靶的数值研究(英文)[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年
5 吴迪;张建红;王静;雷明凯;宫野;;强流脉冲离子束辐照混合双层靶的数值研究[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
6 ;刘勇 安徽省徽商金属股份有限公司董事长[A];“创新模式、科学发展、汇聚共识、合作共赢”——全国生产资料流通企业工作座谈会暨中国生产资料与商贸流通高峰论坛会刊[C];2011年
7 苗收谋;董志宏;朱小鹏;雷明凯;;强流脉冲离子束辐照金属间化合物γ-TiAl实验研究[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
8 孙文飞;梅显秀;赵林;马腾才;雷明凯;;强流脉冲离子束辐照对DZ4镍基高温合金表面结构和性能的影响[A];全国薄膜技术学术研讨会论文集[C];2006年
9 石建光;林挺宁;;混凝土中钢筋腐蚀的电阻法监测技术[A];第十届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C];2008年
10 黄日祥;温蓓;;环丙沙星与镉离子的交互作用对各自生物有效性的影响[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
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8 中国民族证券有色金属行业分析师 关健鑫;产量稳增 铜金属表现突出[N];经济日报;2011年
9 杨彭;改变粗放方式 小金属战略收储胎动[N];中国工业报;2010年
10 姚丹丹;2011金属期货非铜勿扰(上)[N];中国有色金属报;2011年
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1 董志宏;强流脉冲离子束特性优化及辐照力学效应研究[D];大连理工大学;2007年
2 苗收谋;强流脉冲离子束辐照材料表面烧蚀作用研究[D];大连理工大学;2006年
3 信敬平;强流脉冲离子束原理及其辐照的能量沉积规律研究[D];大连理工大学;2010年
4 徐芳芳;柔性金属对大肠杆菌毒性机理的研究[D];东华大学;2012年
5 孟庆森;固体电解质陶瓷(玻璃)与金属的场致扩散连接结合机理研究[D];西安交通大学;2002年
6 王旭;强流脉冲离子束辐照316L不锈钢结构及性能研究[D];大连理工大学;2007年
7 吴迪;强流脉冲离子束与靶材相互作用的数值研究[D];大连理工大学;2006年
8 佘希林;聚合物纳米管和聚合物包覆金属同轴纳米电缆组装、结构与性能[D];北京化工大学;2005年
9 杨莉;金属中氦行为的计算机理论模拟[D];电子科技大学;2007年
10 陈军;复合氮化物硬质涂层的HIPIB辐照研究[D];大连理工大学;2009年
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1 唐毅;强流脉冲离子束辐照金属Ti冲击作用与相变机制研究[D];大连理工大学;2010年
2 张凤;强流脉冲离子束辐照钛合金表面改性的机理研究[D];沈阳理工大学;2011年
3 丰新宇;强流脉冲离子束辐照材料应用基础研究[D];沈阳理工大学;2010年
4 崔育倩;ICP法对废旧电脑中金属成分的研究及其二次资源回收方案初探[D];青岛大学;2005年
5 李建江;聚合物纳米管及聚合物包覆金属同轴纳米电缆组装、结构与性能[D];青岛大学;2005年
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7 刘烨;城市河道沉积物中污染物分布及环境质量风险评估[D];天津大学;2005年
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9 万柄男;强流脉冲离子束辐照45~#钢靶表面热力学效应数值模拟[D];沈阳理工大学;2009年
10 王雪;强流脉冲离子束辐照碳基第一壁材料模拟核聚变高热负荷实验研究[D];大连理工大学;2010年
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