导读:本文包含了氦离子注入论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:离子,等离子体,表面,损伤,碳化物,氦气,单晶硅。
氦离子注入论文文献综述
路咏凯[1]（2018）在《氦离子注入钨中气泡的形成及演化行为研究》一文中研究指出高Z材料钨(W)因其熔点高、抗溅射能力强、不与H反应,以及低的氚滞留率、寿命长等特点成为面向等离子体材料的候选材料。然而,在聚变堆的实际运行中,氘氚反应生成的氦离子(3.5 Me V),会导致钨材料发生辐照肿胀和变形。因此,研究氢氦离子与钨的相互作用对聚变堆材料的概念设计非常必要。本论文主要研究多晶钨材料中氦气泡的形成及演化行为。实验采用离子注入的方式将氦离子注入到表面抛光好的多晶钨样品中,而后利用扫描电子显微镜、原子力显微镜等分析测试手段对注入前后样品的表面微观形貌进行表征,以研究辐照剂量,抛光方式,晶粒取向与钨中氦气泡的关系。以下是本工作得出的四条结论:(1)实验使用的多晶钨样品具有层状结构,层状结构的产生是由于粉末冶金法制备高纯钨时采用热轧工艺产生的,晶粒的挤压变形是轧制过程中的高压导致的。(2)当氦离子能量为18 ke V时,随着辐照剂量的增加,钨样品表面的粗糙度、肿胀高度、气泡尺寸都会随之增加。但气泡尺寸将会在1.80剂量时达到最大,继续增大剂量会导致气泡破裂;(3)氦离子注入后的结果表明,对于电解抛光的样品,所形成的气泡的大小及分布较机械抛光的样品规则,这表明机械抛光会使得材料表面产生损伤,并引入新的局部应力。(4)实验发现,气泡的分布、尺寸、密度在不同的晶粒中差异明显。这表明晶格取向对气泡的分布具有影响。(本文来源于《兰州大学》期刊2018-05-01）
徐晓辉[2]（2017）在《氢、氦离子注入钨中气泡的形成及演化行为研究》一文中研究指出随着国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)项目的启动,聚变能的开发利用已成为国际上的一大趋势,而钨基材料由于具备高熔点、低氢同位素溶解度以及低溅射率等优点被选为聚变堆第一壁部件偏滤器的候选材料。然而,在聚变堆运行过程中,第一壁材料必然会遭受长时间载能氢、氦离子的辐照,对材料的性能及使用寿命产生不利影响,例如材料面临的氢脆、氦脆等问题。因此,研究氢、氦离子在钨基材料中的行为,对聚变堆面向等离子体材料的研发是至关重要的。为研究氢、氦气泡的形成及其演化行为,本研究主要采用离子注入的方式将氢、氦离子注入到金属钨中,利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)等观测手段对注入后的微观形貌变化进行表征,研究了钨中气泡的行为与注入剂量、束流强度、离子能量和退火温度的关系;同时,为了得到氦离子注入后所形成微观结构的内部信息,本实验对辐照后的样品进行了聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)切割;最后,讨论了电解抛光与机械抛光对于样品表面的损伤情况。通过这一系列的工作得到以下几条结论:(1)室温下,能量为18 keV的H_3~+注入到钨的薄膜样品中,当注入剂量达到1.5×1018 ions/cm~2时出现了实验上可观测到的氢气泡,直径约1.0 nm,并随着注入剂量的增加而长大;(2)在注入剂量一定的情况下,钨中氢气泡的尺寸随着辐照时束流密度的升高而增大,最终趋于稳定;(3)真空快速退火结果表明:退火温度为400℃时,气泡大小并没有明显变化,当退火温度升高到600℃时,气泡开始生长,而且随着温度的持续升高尺寸变化更加显着。(4)初步实验表明:5 keV能量的氢离子注入时,所产生气泡的平均直径较小,而随着能量的升高,气泡尺寸有增大趋势,而当氢离子能量超过7.5 keV后,气泡大小几乎不再变化。(5)为了研究氦离子对多晶钨的影响,利用能量为18 keV的氦离子对抛光后的块状钨样品进行注入,结果表明:随着注入剂量的升高,样品表面会出现气泡的形成、长大、破裂及层离四种损伤过程,并且在高辐照剂量情况下,以上四种过程在同一块样品表面同时存在。(6)对钨样品表面形成的微观结构进行FIB切割实验,结果表明:突起内部存在空洞,当注入剂量为1.35×1018 ions/cm~2时,空洞深度为100 nm。(7)分别对机械抛光与电解抛光两种方式制备的样品进行氦离子注入,结果发现,对于机械抛光处理后的样品,注入后所形成气泡的大小及分布极其不规则,表明机械抛光确实会对材料表面产生损伤,引入局部应力。(本文来源于《兰州大学》期刊2017-05-01）
周晓苓[3]（2016）在《镍基碳化硅复合材料的辐照性能研究》一文中研究指出熔盐堆内结构材料将面临高温、强中子辐照和强腐蚀等极端服役环境。Hastelloy N合金具有优异的耐氟化物熔盐腐蚀性能,是熔盐堆的主要候选结构材料。然而镍(Ni)的中子吸收截面大,易与中子反应产生氦(He),进而因He在合金晶界处的聚集以及氦泡的形成造成合金的氦脆和肿胀,影响其在熔盐堆中的服役性能。目前已通过粉末冶金的方法成功地将具有优异耐熔盐腐蚀性能的纳米碳化硅颗粒弥散到纯Ni中,制备出镍基碳化硅复合材料,并希望其具有良好的抗高温氦脆及肿胀能力。鉴于此,为了评估此类材料在熔盐堆中的应用前景,开展该材料的He离子注入实验并研究材料的辐照损伤行为非常重要。此外,考虑到注量率效应研究的必要性,开展注量率效应的研究将有助于进一步弄清材料的辐照损伤机理。本文以纯Ni和Ni-1wt.%SiC_(NP)作为研究对象,开展高温(600℃)He离子注入实验。采用透射电子显微镜对其辐照后的微结构演变进行表征,并借助纳米压痕测量试样辐照后的纳米硬度变化情况。研究结果发现,同种材料中氦泡尺寸随离子剂量增大,且Ni-1%SiC_(NP)复合材料中氦泡的尺寸小于纯Ni中氦泡的尺寸,数量密度大于纯Ni中氦泡的数量密度,推测纳米弥散颗粒与Ni基体界面处对He原子的吸附是造成这一现象的主要原因,说明纳米弥散相的加入能有效抑制氦泡的生长;在较高/低离子注量率下Ni-1%SiC_(NP)复合材料样品的辐照损伤峰值区域分别发现了大量纳米级球状及多边形氦泡,其形状的改变归因于泡内压的变化;离子注量率的变化会影响辐照后Ni-1%SiC_(NP)复合材料微观结构的演变,具体表现为氦泡尺寸和密度随着注量率的增大分别减小和增大,但离子剂量一定时,损伤峰值区域氦泡的体积分数在不同离子注量率下保持一致,因此推断离子注量率的变化并不会明显改变材料的辐照硬化程度;在离子注量率相同时,Ni-1%SiC_(NP)复合材料纳米硬度随离子剂量的增长而变大,氦泡对位错线自由移动的钉扎作用是造成硬化的主要原因。(本文来源于《中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)》期刊2016-04-01）
郭洪燕,夏敏,燕青芝,郭立平,陈济红[4]（2016）在《中能高浓度氦离子注入对钨微观结构的影响》一文中研究指出采用15 keV,剂量1×10~(17)/cm~2,温度为600?C氦离子注入钨,分别以块体钨研究氦离子对钨的表面损伤;以超薄的钨透射电镜样品直接注入氦离子,研究该条件下钨的微观结构变化,以了解氦离子与钨的相互作用过程;采用扫描电子显微镜、聚焦离子束扫描显微镜、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜等分析手段研究氦离子注入对钨表面显微结构的影响及氦泡在钨微观结构演化中的作用.(本文来源于《物理学报》期刊2016年07期）
辛勇,巨新[5]（2015）在《氦离子注入对中国低活化马氏体钢微结构的影响研究》一文中研究指出该文对中国低活化马氏体(CLAM)钢在室温进行氦离子注入,注量分别为1×1015/cm2、5×1015/cm2和1×1016/cm2。注入后利用透射电子显微镜(TEM)和能谱(EDX)进行微结构分析。TEM的结果表明注入之后没有形成明显的缺陷。对碳化物进行了尺寸统计,结果表明氦离子注入之后的碳化物尺寸较注入之前有所增加。电子衍射斑点和EDX的结果表明碳化物为M6C和M23C6类型,其成分和结构在注入前后均没有发生变化。(本文来源于《科技创新导报》期刊2015年23期）
郭洪燕[6]（2015）在《钨的表面纳米化及钨、碳化硅氦离子注入研究》一文中研究指出面向等离子体材料及部件(PFM/PFCs)不仅是实现受控核聚变反应的关键材料,也是亟待解决的“瓶颈”问题。钨以其高熔点、热导性好、高温强度高、不与氚共沉积等优点已被选作核聚变反应堆ITER及DEMO的第一壁面向等离子体材料,且偏滤器部分将采用全W作高热负荷材料。但钨极高的韧脆转变温度、辐照肿胀、氦脆等缺点一直是制约其应用的主要原因。因此提高钨及钨合金的机械性能,降低其韧脆转变温度对实现钨在核聚变反应堆中的应用具有重要的科学意义和实用价值；同时研究氦泡的形核、长大、迁移过程,确定氦泡在钨中存在形态,对评价辐照引起钨机械性能的降低(辐照硬化、辐照脆化、热导降低等)具有重要的意义。本文首次采用表面机械研磨处理方法(SMAT)对纯钨(W)及氧化镧钨(W-1%wt La2O3, WL10)进行表面自纳米化处理,使表面发生剧烈的塑性变形,在W及WL10表面均形成了厚度约11μm的纳米层,外表层晶粒的平均尺寸约11nm。经φ1.5mm ZrO2弹丸处理后的W,其最大叁点抗弯强度可达1851.0MPa,对应的DBTT值较未处理前大约下降50℃；对WL10而言,其叁点抗弯强度较未处理的WL10下降了120MPa,但对应的DBTT值较未处理前大约下降200℃。TEM研究结果表明表面纳米层存在大量的层错及位错胞,W的纳米化机理与典型的具有高层错能的bcc金属一致。第四章中,通过SRIM软件模拟聚变堆中的面向等离子体材料遭受到较低能量(～keV)、高浓度的氦离子对钨的辐照损伤行为；首次通过实验在电镜下观察到了固体氦泡,固态氦泡具有bcc结构,晶体常数为0.447nm,氦泡与基体W的位向关系为(110)He//(002)w,该位向关系与文献报道的第一性原理计算结果完全一致,在此基础上,对固态氦泡的形成机理进行了讨论。第五章中比较了低原子序数SiC与高纯石墨SMF-800作为面向等离子体材料及部件的可行性。研究了不同温度、不同剂量条件下将氦离子同时注入SiC和石墨中对二者表面形貌的影响,及所形成的氦泡尺寸及密度,结果表明SiC抗氦离子辐照损伤性能明显优于SMF-800石墨。(本文来源于《西南交通大学》期刊2015-01-10）
彭述明,申华海,龙兴贵,周晓松,杨莉[7]（2012）在《氘化及氦离子注入对钪膜的表面形貌和相结构的影响》一文中研究指出采用XRD,SEM,AFM等详细研究了氘化及氦离子注入对钪膜的表面形貌和相结构的影响.结果表明,在单晶硅及抛光Mo基片上制备的钪膜均具有(002)晶面择优取向;钪膜氘化后表面会出现大量孔洞,氘化后氘化钪(ScD2)晶粒长大,但内部会残留少量未完全氘化反应的晶粒尺寸较小的ScD_(0.33)/Sc晶粒;氦离子注入对钪及氘化钪的表面形貌没有明显影响,离子注入的氦将在钪及氘化钪晶格中聚集成泡,导致氦离子注入层中的钪及氘化钪衍射峰向低角度偏移,并且氦泡的聚集具有择优取向性.(本文来源于《物理学报》期刊2012年17期）
李炳生[8]（2010）在《氦离子注入单晶硅退火时间效应的研究(英文)》一文中研究指出Cz-grown <100>-oriented,n-type single crystal silicon wafers,with a resistivity in the range of 0.69~0.8 Ωcm,were implanted with 15 keV He ions to a dose of 2×1016/cm2.The sample holder was kept at room temperature during He implantation. The wafers were tilted by 7° from the wafer normal to minimize channeling effects. Post implantation,samples were isothermal annealing at 673 K with time ranging from 5 to 120 min. The surface morphology was analyzed by atomic force microscopy(AFM). As shown(本文来源于《IMP & HIRFL Annual Report》期刊2010年00期）
庞立龙[9]（2010）在《氦离子注入钽酸锂紫外/可见/近红外光谱研究(英文)》一文中研究指出As one of the important optical materials with excellent photorefractive,non-linear and electro-optic effect,lithium tantalite(LT)lithium tantalite(LT)has been widely used to fabricate integrated optic devices [1,2]. At present,LT has exhibited promising prospects for fabricating ions-implantation waveguides[3]. In this paper,we report the optical spectra changes of LT resulting from defects,with 250 keV He-ion implantation. The optical grade z-cut LT single crystal wa(本文来源于《IMP & HIRFL Annual Report》期刊2010年00期）
陈立华,崔保群,马瑞刚,郑永男,姜冲[10]（2010）在《氢氦离子注入机的研制》一文中研究指出本文介绍了正研制的氢氦离子注入机的结构和各部分的主要性能指标。它的最高能量为200 keV,可按一定比例同时用氢氦两种离子进行注入实验。该机经调试,各项主要指标已达设计要求,工作稳定可靠。(本文来源于《核技术》期刊2010年12期）
氦离子注入论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)项目的启动,聚变能的开发利用已成为国际上的一大趋势,而钨基材料由于具备高熔点、低氢同位素溶解度以及低溅射率等优点被选为聚变堆第一壁部件偏滤器的候选材料。然而,在聚变堆运行过程中,第一壁材料必然会遭受长时间载能氢、氦离子的辐照,对材料的性能及使用寿命产生不利影响,例如材料面临的氢脆、氦脆等问题。因此,研究氢、氦离子在钨基材料中的行为,对聚变堆面向等离子体材料的研发是至关重要的。为研究氢、氦气泡的形成及其演化行为,本研究主要采用离子注入的方式将氢、氦离子注入到金属钨中,利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)等观测手段对注入后的微观形貌变化进行表征,研究了钨中气泡的行为与注入剂量、束流强度、离子能量和退火温度的关系;同时,为了得到氦离子注入后所形成微观结构的内部信息,本实验对辐照后的样品进行了聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)切割;最后,讨论了电解抛光与机械抛光对于样品表面的损伤情况。通过这一系列的工作得到以下几条结论:(1)室温下,能量为18 keV的H_3~+注入到钨的薄膜样品中,当注入剂量达到1.5×1018 ions/cm~2时出现了实验上可观测到的氢气泡,直径约1.0 nm,并随着注入剂量的增加而长大;(2)在注入剂量一定的情况下,钨中氢气泡的尺寸随着辐照时束流密度的升高而增大,最终趋于稳定;(3)真空快速退火结果表明:退火温度为400℃时,气泡大小并没有明显变化,当退火温度升高到600℃时,气泡开始生长,而且随着温度的持续升高尺寸变化更加显着。(4)初步实验表明:5 keV能量的氢离子注入时,所产生气泡的平均直径较小,而随着能量的升高,气泡尺寸有增大趋势,而当氢离子能量超过7.5 keV后,气泡大小几乎不再变化。(5)为了研究氦离子对多晶钨的影响,利用能量为18 keV的氦离子对抛光后的块状钨样品进行注入,结果表明:随着注入剂量的升高,样品表面会出现气泡的形成、长大、破裂及层离四种损伤过程,并且在高辐照剂量情况下,以上四种过程在同一块样品表面同时存在。(6)对钨样品表面形成的微观结构进行FIB切割实验,结果表明:突起内部存在空洞,当注入剂量为1.35×1018 ions/cm~2时,空洞深度为100 nm。(7)分别对机械抛光与电解抛光两种方式制备的样品进行氦离子注入,结果发现,对于机械抛光处理后的样品,注入后所形成气泡的大小及分布极其不规则,表明机械抛光确实会对材料表面产生损伤,引入局部应力。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氦离子注入论文参考文献
[1].路咏凯.氦离子注入钨中气泡的形成及演化行为研究[D].兰州大学.2018
[2].徐晓辉.氢、氦离子注入钨中气泡的形成及演化行为研究[D].兰州大学.2017
[3].周晓苓.镍基碳化硅复合材料的辐照性能研究[D].中国科学院研究生院(上海应用物理研究所).2016
[4].郭洪燕,夏敏,燕青芝,郭立平,陈济红.中能高浓度氦离子注入对钨微观结构的影响[J].物理学报.2016
[5].辛勇,巨新.氦离子注入对中国低活化马氏体钢微结构的影响研究[J].科技创新导报.2015
[6].郭洪燕.钨的表面纳米化及钨、碳化硅氦离子注入研究[D].西南交通大学.2015
[7].彭述明,申华海,龙兴贵,周晓松,杨莉.氘化及氦离子注入对钪膜的表面形貌和相结构的影响[J].物理学报.2012
[8].李炳生.氦离子注入单晶硅退火时间效应的研究(英文)[J].IMP&HIRFLAnnualReport.2010
[9].庞立龙.氦离子注入钽酸锂紫外/可见/近红外光谱研究(英文)[J].IMP&HIRFLAnnualReport.2010
[10].陈立华,崔保群,马瑞刚,郑永男,姜冲.氢氦离子注入机的研制[J].核技术.2010
论文知识图
