最新刊期
      2020 年 第 0 卷 0 期

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 梅显秀,王忠,郝胜智,秦颖,林国强,董闯
        2009, 32(3)
        摘要：用多弧离子镀方法在DZ4镍基合金基体上沉积3μm厚Al膜,用强流脉冲电子束辐照处理,加速电压为27kV,束流密度为1.5J/cm2,脉冲数为1次、5次和10次。SEM表面分析显示,脉冲处理后薄膜表面平整度随脉冲次数增加,但10次脉冲处理后有明显的微裂纹。电子束处理后有熔坑和喷发现象,5次脉冲处理后喷发现象最明显。截面的EPMA分析显示,电子束处理使Al膜与基体间混合。掠入射XRD分析表明,随着脉冲次数增加,Al含量减少,基体Ni含量增加,1次脉冲处理有非晶成份出现,多次脉冲处理后有NiAl新相出现,有利于薄膜耐腐蚀性能的提高。电子束辐照Al膜的耐腐蚀性能明显提高,自腐蚀电位提高约70%。  
        关键词：强流脉冲电子束;DZ4合金;表面合金化   
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        发布时间：2021-03-12
      • 彭士香,张萌,赵捷,徐蓉,任海涛,吕鹏南,宋执中,于金祥,袁忠喜,郭之虞
        2009, 32(3)
        摘要：用于中子照相的2MeVRFQ加速器须注入50mA@50keV的脉冲D+离子束,束流占空比为1/10,发射度0.2π·mm·mrad,α=1.93,β=5.16cm/rad。为此,我们建立了两台基于2.45GHz的永磁微波离子源实验台。当微波功率小于450W时,引出氢离子流的总流强大于80mA,质子比好于90%,束流的归一化均方根发射度约为0.2–0.3π·mm·mrad。LEBT（低能束流输运线）实验台使用一个半包围结构螺线管磁透镜,束流传输效率大于80%。为优化源体设计,对源室尺度和放电室内衬材料研究,为源体的优化提供了依据。  
        关键词：注入器;发射度;流强;传输效率;微波离子源;LEBT   
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      • 任克飞,阴明利,邹长伟,付德君
        2009, 32(3)
        摘要：设计了一套阳极层离子源辅助中频磁控溅射装置,并在Si（111）衬底上沉积AlN薄膜。用X射线衍射、原子力显微镜和扫描电镜分析了AlN薄膜的结构、形貌和成分。在优化的实验条件下制备的AlN薄膜具有较强的（002）衍射峰,其半高宽为612–648弧秒。气体流量、衬底偏压、离子源等对薄膜结构有明显影响。  
        关键词：中频磁控溅射;AlN;阳极层离子源   
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        发布时间：2021-03-12
      • 孙良亭,赵红卫,张雪珍,李锦钰,王辉,马宝华,郭晓虹,尚勇,李锡霞,沙杉,谢祖祺
        2009, 32(3)
        摘要：ECR（电子回旋共振）离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置。全永磁ECR离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用,为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流。本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR离子源及其特性与典型性能,如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2,能产生强流中低电荷态离子束流的LAPECR1,能产生多电荷态重金属离子束流的LAPECR1-M等。这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障。  
        关键词：ECR离子源;全永磁离子源;多电荷态离子   
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        发布时间：2021-03-12
      • 王鹤峰,杨成全,李秀燕,唐宾
        2009, 32(3)
        摘要：利用离子渗镀和真空热氧化复合处理技术,在不锈钢表面制备成分结构可控的TiO2薄膜。借助图像分析仪、辉光放电光谱分析仪（GDOES）和X射线衍射仪对薄膜进行表征与分析。以苯酚废水为对象进行了光催化降解试验,对比研究了不锈钢基材TiO2薄膜与商品TiO2粉末的光催化活性。结果表明:在400600℃工艺温度范围,不锈钢表面均形成了致密、均匀的锐钛矿型TiO2薄膜,且Ti、O元素呈梯度分布;TiO2薄膜具有较高的光催化活性,3h内降解率达74.5%。  
        关键词：TiO2;光催化;等离子复合处理技术   
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        发布时间：2021-03-12
      • 颜莎,尚怡君,宋尽霞,乐小云,赵渭江,薛建明,王宇钢
        2009, 32(3)
        摘要：为提高高温合金的工作温度,一般在其表面涂覆由粘结过渡层和陶瓷隔热层构成的热障层。热障层的热稳定性决定了高温合金部件的寿命。为延长由部分稳定的ZrO2/NiCoCrAlY合金构成的热障层的服役寿命,采用强脉冲离子束对它们的界面进行辐照处理。本工作研究了不同参数的强脉冲离子束（IPIB）对不同厚度结构的靶的辐照混合效应,通过一系列分析测试研究,发现合适参数的IPIB辐照能够有效地在界面形成混合层,从而改善热障层在高温氧化环境中的高温耐久性。其中采用峰值能量300keV,脉冲宽度65ns,峰值流强密度250A/cm2的IPIB单脉冲辐照后的样品获得最好效果。对其原因做了分析,认为在界面处形成特定元素分布的混合层在高温氧化条件下既能形成完整的保护层,又改善了层间晶格和热胀系数失配,减小了失配热应力,从而提高了热障层在高温氧化条件下的稳定性。  
        关键词：强脉冲离子束;热障层;熔融态混合   
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        发布时间：2021-03-12
      • 俞世吉,丁耀根,张洪来,蒋振柏
        2009, 32(3)
        摘要：阴极测试方法对阴极发射性能评价有着较大影响。本文介绍了一种热阴极性能的电子枪结构测试方法。我们自主设计研制了阴极测试电子枪结构,并采用该测试系统对几种覆膜浸渍钡钨阴极（M型阴极）的电子发射性能进行了初步测试。试验结果表明采用这种阴极性能评价系统是十分有利的。同时根据初步试验的问题,以及对测试结果的分析,对该电子枪结构作进一步的设计改进。  
        关键词：M型阴极;电子枪结构;测试;设计   
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        发布时间：2021-03-12
      • 张力,唐光泽,马欣新
        2009, 32(3)
        摘要：将45#钢在850oC的H2+H2O中保温2h,预制厚度为200μm的柱状晶脱碳层。在1keV0.4mA/cm2的Ar+辐照条件下,研究了850°C碳的扩散行为。横截面金相组织显示,在双相区温度下保温扩散,碳优先沿晶界向表面迁移,并导致铁素体和奥氏体相界面的移动。对比存在离子辐照时和单纯热扩散时碳的扩散动力学,发现存在离子辐照时,碳向表面迁移的速率降低。这种长程影响扩散的效应无法用现有理论解释,应与非线性效应有关。  
        关键词：45#钢;离子辐照;脱碳;非线性效应   
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        发布时间：2021-03-12
      • 赵捷,彭士香,吕鹏南,张萌,任海涛,徐蓉,于金祥,宋执中,袁忠喜,郭之虞
        2009, 32(3)
        摘要：本文介绍北京大学重离子所RFQ组利用静电单透镜进行低能强流离子束束流输运的情况。在北京大学1MeVISRRFQ加速器的升级改造中,我们在低能输运段使用了2个静电单透镜进行调束,当引出电压为22kV时,在RFQ入口处得到了归一化均方根发射度为0.12πmm·mrad、峰值流强6mA的脉冲氧离子束（相当于24mA质子束流）。以及用静电单透镜聚焦强流氢离子束的初步实验实验。  
        关键词：静电单透镜;微波离子源;束流输运   
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        发布时间：2021-03-12
      • 周奎,张旭,吴先映,吴正龙,邓春凤
        2009, 32(3)
        摘要：采用磁过滤阴极弧法,以金属Zr为阴极在真空室中通入C2H2和N2混合气体来制备纳米nc-ZrCN/a-C:H（N）复合薄膜,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜的能谱仪（SEM-EDS）、X射线电子能谱（XPS）和纳米力学探针研究了薄膜的成分、结构及其性能。实验结果表明薄膜是由ZrCN和无定形碳两种纳米结构组成;气体流速对复合膜的的成分和结构有显著影响:随着混合气体流速的增加,薄膜的锆原子百分比减小,而N和C的含量逐渐增大,薄膜的硬度逐渐减小,ZrCN峰强度逐渐降低。  
        关键词：磁过滤阴极真空弧法;纳米复合薄膜;气体流量   
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      • 蔡志海,张平,谭俊,何嘉武
        2009, 32(3)
        摘要：利用多弧离子镀技术在YT14硬质合金刀具上制备了CrTiAlN复合涂层,对不同偏压条件下CrTiAlN复合膜的表面形貌、硬度、结合性能进行了系统研究,采用X射线衍射分析技术（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等现代材料分析技术对CrTiAlN复合涂层的微观组织结构进行了分析表征,结果表明:CrTiAlN复合涂层的主要成分为Cr、Ti、Al、N、O,相组成为Cr、CrN、Cr2N和TiN晶体相与AlN非晶相。在干式切削条件下,不同涂层刀具的切削寿命的排序依次为:CrTiAlN>TiAlN>TiN>未涂层,同时对不同涂层刀具的耐磨损特性进行了讨论分析。  
        关键词：CrTiAlN复合涂层;硬质合金刀具;切削性能   
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        发布时间：2021-03-12
      • 曹树春,张子民,李中平,万明,刘铭,张应发,苏雅龙,陆锡宏,景漪,肖荣庆,袁平
        2009, 32(3)
        摘要：中国科学院近代物理研究所成功研制了DG系列中频变压器型工业电子加速器,其中DG-2.5型加速器能量范围1.0–2.5MeV,最大束流功率90kW,束流扫描有效宽度1000mm,适用于各种辐照领域;DG-1.2型能量范围0.8–1.2MeV,最大功率50kW;这两种型号加速器均通过了长时间测试,工作稳定、故障率低,采用计算机自动控制,并可与束下传动系统连锁,完全达到了工业应用的标准。  
        关键词：电子加速器;束流能量;束流功率;工业辐照   
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        发布时间：2021-03-12
      • 陈燕,刘英民,赵子强,蓝鼎,王育人
        2009, 32(3)
        摘要：在低温条件下用Au离子辐照法实现了聚苯乙烯（PS）微球的各向异性形变。PS微球在离子辐照下呈现出不同于SiO2微球的形变特点。照后PS微球整体收缩,在平行于离子入射方向上收缩尤甚,使照后PS微球呈长轴垂直与离子入射方向的椭球。采用加掩膜辐照法,在同一晶体上特定区域实现微球的形变。此工作为重离子辐照在光子晶体中引入可控缺陷奠定了基础。  
        关键词：光子晶体;聚苯乙烯微球;离子束;各向异性形变   
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      • 郝胜智,李旻才,张向东,Thierry Grosdidier,董闯
        2009, 32(3)
        摘要：本文介绍强流脉冲电子束（HCPEB）材料表面改性原理,采用模具钢SKD11进行辐照处理实验。对处理样品表面进行形貌观察,发现熔坑面密度及粗糙度随脉冲处理次数的增加而减小。X射线衍射分析证实,多脉冲处理条件下表面改性层中碳化物发生溶解,形成高奥氏体含量的重熔组织,而过多的能量注入会使奥氏体发生再度分解。磨损性能测试表明,在低电压（19.8kV）处理情况下,耐磨损性能得到改善,脉冲次数为8次时处理样品的耐磨性达到最佳,这与表面改性层中碳化物及奥氏体的相对含量变化密切相关。  
        关键词：强流脉冲电子束;熔坑;粗糙度;显微结构;耐磨性   
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      • 王红军,何俊,李梦,周霖,任克飞,刘传胜,郭立平,付德君
        2009, 32(3)
        摘要：用共蒸发的方法制备了六角多晶结构的CdMnS薄膜,研究了薄膜的铁电性和铁磁性。2%Mn浓度的样品的剩余极化强度Pr为1.72μC/cm2,矫顽场强Ec为14.3kV/cm。Au掺杂的CdMnS样品的居里点超过了300K。在10K低温磁滞回线中,得到的剩余磁化强度和磁矫顽力分别为1.39×10-6emu和75.4G;用磁力显微镜清楚地观察到从几个纳米到一百纳米大小不等的磁性团簇,还发现掺杂元素的浓度对其磁性具有明显影响。  
        关键词：CdMnS;铁电性;铁磁性;存储器   
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      • 胡纯栋,张晓东
        2009, 32(3)
        摘要：针对22cm双潘宁离子源,研究了其弧流与放电调节参数的关系以及二次进气的效果,确定了拉长弧流脉宽、提高弧流强度与稳定性、达成离子源合适工作状态的措施,为获得高品质的弧流提供了依据。离子源弧特性测试研究结果对提高强流离子源的工作性能以实现NBI系统强流准稳态运行有重要的指导意义。  
        关键词：弧特性;潘宁离子源;弧流;中性束注入器   
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      • 胡文娟,陈强,谢芬艳,蔡惠平
        2009, 32(3)
        摘要：本文的目的是利用介质阻挡放电制备聚丙烯酸生物功能薄膜。利用接触角测量仪,傅立叶变换红外光谱（FT-IR）,原子力显微镜（AFM）,X射线光电子能谱（XPS）对功能薄膜进行表征。通过体外细胞培养和富血血小板黏附实验,讨论了含有羧基功能团薄膜的结构、成分以及性能对其生物相容性的影响。实验表明:等离子放电参数对合成羧基功能薄膜的结构和成分有较大影响,且聚合的羧基功能薄膜能较好地促进细胞在其表面的黏附以及生长。  
        关键词：介质阻挡放电（DBD）;羧基薄膜;占空比;细胞黏附   
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      • 黄磊,王浪平,王小峰,闫久春,解志文,陆洋
        2009, 32(3)
        摘要：传统的磁过滤阴极真空弧系统的金属等离子体输出面积较小且出口处的密度呈高斯分布,阻碍了等离子体浸没离子注入与沉积（PⅢ&D）技术的工业化应用,使得大面积均匀金属等离子体的产生成为了业内研究的热点。本文提出了一种基于多阴极脉冲真空弧源对称配置的中心螺线圈式大面积均匀金属等离子体形成方法,可输出直径约为600mm的金属等离子体。沉积探针结果表明:载流螺线圈对沉积均匀性有较大的影响。单源X方向的沉积均匀性优于Y方向的沉积均匀性;四弧源的离子流密度约为单源的5.5倍,沉积均匀性最高可达83.8%。  
        关键词：PIII&D;大面积;金属等离子体;沉积均匀性   
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      • 解志文,王浪平,王小峰,闫久春,黄磊,陆洋
        2009, 32(3)
        摘要：采用等离子体浸没离子注入与沉积（PIII&D）技术在2Cr13钢表面制备了Ti/DLC纳米多层薄膜,分析了膜层的微观结构和机械特性。实验结果表明:纳米多层膜具有完整、清晰的调制层结构,薄膜的显微硬度均得到明显的提高,硬度较低的膜层具有较好的膜基结合强度和优良的摩擦性能,从综合性能看:纳米多层薄膜保持了类金刚石（DLC）薄膜低摩擦系数的特性,具有良好的承载能力以及膜-基结合特性。  
        关键词：等离子体浸没离子注入与沉积;结合强度;纳米多层薄膜   
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      • 张军峰,陈强,刘福平,刘忠伟
        2009, 32(3)
        摘要：以六甲基二硅氧烷（（CH3）3-Si-O-Si-（CH3）3,HMDSO）为单体,采用等离子增强化学气相沉积技术制备氧化硅薄膜,研究引起薄膜生长的前驱体、中间产物及活性自由基或分子。通过四极杆质谱仪对气相中的中间产物及活性粒子进行原位诊断,进行了不同功率、气压及O2与HMDSO比例（X）等对它们含量的影响研究。实验发现:高功率,低气压,及高O2含量有利于有机硅化合物的裂解。我们认为氧化硅沉积过程中质荷比为147的离子是气相反应形成含硅粒子的主要前驱体,对薄膜的形成起主要作用。  
        关键词：氧化硅;原位诊断;质谱分析   
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