一、对阴极双辉等离子体的实验研究（论文文献综述）
李婷[1]（2020）在《钽及钽碳化物改性的燃料电池不锈钢双极板研究》文中研究指明燃料电池中的质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有诸多优点,例如化学能转化成电能的效率高、在室温下的启动速度快、运行的噪音低、操作的环境温度低等,它在交通运输以及便携式电源领域有着非常广阔的前景。燃料电池的金属双极板由于易加工、高机械强度、低的生产成本以及优良的导电性而优于石墨板。然而不锈钢金属双极板在PEMFC的工作环境中会形成降低其导电性的氧化层,从而使燃料电池的整体工作效率降低,因此金属双极板的界面接触电阻和其耐腐蚀性是需要解决的主要问题。针对上述问题,本文采用双辉光等离子渗金属技术,选用316 L不锈钢板（316LSS）,在其表面进行渗钽及渗钽碳化合物合金层。首先进行工艺探究,然后分析改性层的成分、组织以及其疏水性能,并重点分析了改性后的316 LSS的耐腐蚀性能及表面导电性。研究实验中工作温度、电压、气压及保温时间对改性层形成的影响,通过对比实验得到在316L SS上渗钽（Ta-316L SS）的最佳工艺参数为:源极电压-850～-900 V,阴极电压-550～600 V,温度1073K,气压40 Pa,时间2 h,极间距15 mm。钽改性层主要是由钽表层和扩散次表层组成的,其表面形貌致密且与基体冶金结合性能良好。研究316L SS渗钽合金层的疏水性,及在模拟PEMFC环境中（70℃,0.05 M H2SO4+2 ppm HF溶液,通入空气模拟阴极环境,通入氢气模拟阳极环境）的耐腐蚀性和表面导电性。对比裸样数据,钽改性后的316LSS的疏水性、耐腐蚀性能和表面导电性能均得到了提升,且经过模拟环境腐蚀后的钽改性的316L SS双极板仍然保持较好的耐腐蚀性能及表面导电性能。在钽渗扩改性316LSS的基础上,引入含碳的反应气体丙酮,在316LSS基体上制备出了钽碳的化合物渗扩改性层（Ta-C316LSS）。最佳工艺参数下的钽碳化物改性层主要是由碳化钽和钽表层及扩散次表层组成的,其表面形貌致密且与基体冶金结合性能良好。在模拟PEMFC环境中,钽碳化合物渗扩改性层更加显着的提高了 316L SS的耐腐蚀性能及表面导电性能。经过钽碳化合物改性的316L SS在模拟PEMFC环境下的阴极和阳极的自腐蚀电流分别由0.51 μA cm-2和0.63 μA cm-2降到了 0.09μA cm-2和0.08μA cm-2,比裸样316L SS的自腐蚀电流密度减少了一个数量级。经过钽碳化合物改性的316LSS的接触电阻由83.42 mΩ cm2降到了 13.93 mΩ cm2。经过钽碳化合物渗扩改性后的316L SS在模拟阴极和阳极环境下经过14400 s的恒电位极化测试得到的腐蚀电流密度分别由2.1 μA cm-2降低到0.13 μA cm-2、由1.8μA cm-2降低到-0.08 μA cm-2。经过恒电位极化后的Ta-C 316L SS接触电阻仅有少量的增加,仍然保持了良好的表面导电性能。
陈青云[2]（2020）在《碳纳米管冷阴极电子光学系统及返波管研究》文中提出真空电子器件在国民经济和国家军事领域有着广泛的应用价值。传统的真空电子器件采用热阴极技术,其缺点是:需要灯丝加热,工作体积庞大;预热时间较长,响应速度慢;工作需要一定的温度,室温下不能工作。场致发射冷阴极由于其自身的优势:无需加热,室温下可以正常工作,响应速度较快,可以实现器件的瞬时性,被人们提出应用于真空电子器件。碳纳米管成为目前场致发射较为理想的冷阴极材料。其优势是:容易生长,成本低;相比于金属尖端,碳管材料不易损坏;具有相当可观的发射电流密度。结合以上诸多分析,本人选用碳纳米管作为发射电子源材料进而设计研究基于冷阴极的大功率真空电子器件。电子光学系统是真空辐射源一个至关重要的组成部分之一,因此,研制具有高质量电子注、大发射电流密度的碳纳米管冷阴极电子光学系统是本论文的一大研究重点。结合该项工作初期的理论计算和实验探索,提出了三种结构的电子光学系统:第一种是单栅结构的阵列式碳纳米管冷阴极电子光学系统,该结构采用栅控式场致发射,可以降低调节电压值;该结构的阴极基底采用的是柱状阵列,柱状体位于控制栅网网孔投影正下方,即每一个阴极柱与栅网网孔同轴,可以有效解决栅网截获的问题,柱状阵列有效降低静电屏蔽的同时可以提高场发射增强因子。仿真结果发现,该电子枪电子注通过率可达100%,阴极表面电场强度为4.8 kV/mm时,0.18 mm2有效发射面积的总发射电流为7 mA。第二种是双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统,该结构阴极表面采用阴极栅网对其阵列化,有效解决栅网截获、静电屏蔽效应等问题;与第一种结构相比,其最大的优势就是,该结构采用的是一个完整平面的冷阴极基底,对碳管种植技术要求不高,且阴极基底加工难度大大减小。仿真结果显示,在7.1 kV/mm阴极表面电场强度下,获得总发射电流达76.4 mA,穿过栅网及阳极筒后最终获得电流为76.3 mA,电子注通过率达100%,电子束压缩比为1/10.6。三极管实验结果显示,在7.154 kV/mm阴极表面电场强度下,获得总发射电流达77.1 mA,栅网截获电流为12.1 mA,阳极最终获得65 mA电流,电子注通过率达84.31%。第三种是曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统,该结构采用台锥侧壁作为冷阴极发射面,由于该结构的特殊性,阴极发射面面积被大大提高,从而可以增大发射电流。与第一种和第二种的栅控式结构相比,该结构采用的是控制阳极,无需栅网,有效解决栅网截获问题,很大程度上提高了电子注通过率。仿真结果显示,在6.9 kV/mm阴极表面电场强度下,获得总发射电流达230 mA,电子注通过率达100%;电子束由最初的46.34πmm2被压缩到0.9πmm2,电子注压缩比为1/51.5。二极管实验结果显示,在7 kV/mm的电场强度下,获得最大发射电流为260 mA。第二种和第三种结构有实验结果的验证,因此采用这两种电子光学系统设计了8 mm和0.22 THz两个频段的返波管振荡器。在8 mm频段的返波管振荡器热腔仿真计算的结果中显示,利用第三种电子光学系统结构获得工作电流220 mA,该返波管平均输出功率为180495 W。在220 GHz频段的返波管振荡器热腔仿真的结果中显示,利用第二种电子光学系统结构获得工作电流50 mA,当工作电压为21 kV时,平均输出功率为32 W。基于第三种电子光学系统的8 mm盘荷波导返波管的热测实验结果显示,工作电压调谐范围为36.8837.8 kV时,有两个频率输出信号,分别是33.412 GHz和33.645 GHz,对应工作电流分别是285 mA和248 mA,最大输出功率分别为240 W和230 W。这个实验的输出采用的是一个8 mm圆波导TM01转矩形波导TE10的模式变换器,该模式变换器内两个目标模式之间的传输系数达-1dB时的频率范围为32.334.7 GHz,模式纯度大于99.5%。这项工作是迄今为止首次验证碳纳米管冷阴极在真空电子器件中可以实现百瓦量级的功率输出,其标志着碳纳米管冷阴极在真空电子器件应用中有了跳跃性的进步,为今后小型化、紧凑型的大功率真空辐射源提供了新的实现方法,为发展5G时代的高功率、高频率、超宽带的微型纳米冷阴极辐射源开启一个前沿探索研究。
王洪孔[3]（2019）在《钽过渡层上非晶碳膜对不同基体性能改善的研究》文中认为非晶碳膜具有一系列优异的性能,如高的硬度、低的摩擦系数、优异的耐腐蚀性、良好的生物相容性和绝缘性以及较宽的禁带宽度,在机械、光学、电学、生物、装饰等领域具有广阔的应用前景。但它的性能受其与基体材料的结合影响较大,基体材料的热膨胀系数及与碳间的成键作用决定了薄膜与基体间的结合力大小,进而影响了碳膜的改性作用。一般可以通过制备过渡层或梯度层的办法来改善非晶碳膜与基体间的结合力大小。Ta为亲碳元素,做过渡层可以实现过渡层与非晶碳膜的良好结合。同时,采用双辉等离子合金化技术在金属基体表面制备Ta过渡层,Ta和基体之间为冶金结合,结合强度较高。因此,本文通过双辉等离子合金化技术制备并优化钽过渡层,研究了不同合金化时间下Ta过渡层对非晶碳膜与不同基体（铜、Ti6Al4V合金和304不锈钢）间的结合方式、结合强度及其摩擦学性能的影响。研究主要结果如下:（1）对于铜基体,a-C/Ta/Cu样品的表面形貌以胞状为主,随着Ta合金化时间的延长,过渡层厚度的增加,样品的表面的胞状突起半径增加,非晶碳膜与基体之间的结合强度逐渐降低,样品的摩擦系数逐渐降低,磨损率降低,耐磨性增加。合金化时间为60 min时,过渡层厚度为8.20μm,样品摩擦系数最低为0.201,磨损率是纯铜基体的2.48%。（2）对于Ti6Al4V合金基体,a-C/Ta/Ti6Al4V样品表面形貌以胞状为主,随着Ta合金化时间的延长,样品的表面的胞状变得明显,并且数量增多,过渡层的厚度也随之增加。Ta过渡层与基体之间呈现出冶金结合,非晶碳膜与基体之间的结合强度整体变化不大,摩擦系数逐渐减小,磨损率降低。合金化时间为120 min时,过渡层厚度为7.70μm,样品的耐磨性最好,摩擦系数最低为0.265,磨损率是Ti6Al4V合金基体的1.27%。（3）对于304不锈钢基体,a-C/Ta/304不锈钢样品表面形貌比较平整,也以胞状为主,随着Ta合金化时间的延长,样品表面出现明显的胞状形貌,过渡层的厚度也随之增加,Ta过渡层与基体之间呈现出冶金结合,非晶碳膜与基体之间的结合强度一般,出现一定的剥落,样品摩擦系数逐渐变小,磨损率降低,耐磨性提高。合金化时间为30 min时,过渡层厚度为2.10μm,材料的摩擦系数最低为0.133,磨损率为304不锈钢基体的1.72%。（4）对比发现,在Ti6Al4V基体表面制备Ta过渡层沉积的非晶碳膜具有较好的结合强度和摩擦学性能。这是因为,Cu与Ta互不固溶,使得制备过程中,过渡层中的产生内应力较大,再加上Cu基体较软,机械承载力低,导致其耐磨性较差;304不锈钢基体硬度较高,但304不锈钢中的元素与Ta元素都没有良好的固溶度,在过渡层的制备中,会出现较大的内应力,导致膜层整体内应力偏大,薄膜与基体的结合强度差。
耿力东[4]（2019）在《阳极杆箍缩二极管及其离子流理论与实验研究》文中指出阳极杆箍缩二极管（Rod Pinch Diode,RPD）作为X射线源产生重要部件,其具有较小焦斑和较高亮度,被认为是1 MV～4 MV闪光X光机装置最理想的二极管。然而,在RPD设计时,如何评估RPD工作物理机制及离子流对其影响至关重要。为此,本论文以中能X光机研制为背景,研究RPD各个阶段的物理特性,进而建立用于描述各个阶段工作过程的物理模型,在此基础上设计工作电压为1 MV～4MV的RPD,并通过实验研究验证了理论模型。论文主要研究成果如下:（1）建立有限发射宽度阴极的双极性空间电荷电流计算模型和磁绝缘阶段具有离子效应的层流模型。通过理论计算分析,研究了不同几何结构参数及工作电压对RPD内离子、电子电流的影响。在此基础上,给出了评估空间电荷阶段离子电流与电子电流计算式,当阴极宽度远大于AK间隙时,离子、电子电流计算结果为无限长向内发射的圆柱二极管理论计算结果一致;通过理论计算分析,给出了磁绝缘阶段电子和离子数密度、速度沿径向分布规律,以及电场和电位沿径向分布规律。研究了不同条件下电子层平衡半径的变化规律及其对RPD物理特性的影响。并给出了临界电流系数与几何结构和电压的变化规律。研究结果表明,该模型更能真实描述RPD物理工作过程,同时实验结果也验证这一模型的有效性;（2）建立PIC模拟模型,给出了不同RPD几何结构参数下二极管内粒子分布特性、二极管阻抗、磁绝缘过程离子电流占比和临界电流系数等并与理论模型结果进行了对比分析。结果表明,当rc/rA在5～20范围内,RPD阻抗范围在40Ω～75 Q,该PIC模拟结果与磁绝缘过程离子存在时的层流模型理论计算结果一致,最大偏差小于10%。离子、电子电流占比与In（rc/rA）成线性关系。相同阴阳极比例参数下,离子电流正比于1/rA。给出的离子、电子电流占比与RPD几何结构参数关系的计算结果与理论模型结果一致;该项研究成果不仅验证物理模型还给出了粒子清晰的时空分布图像;（3）设计了工作电压为1 MV～4MV的RPD,阴阳极具有同心调节结构。借助电极准直系统,使得装配的RPD阴阳极同心偏差控制在0.05mm以内。实验结果表明,阴极上位流电子发射面均匀,且在同一等级电压下,辐射剂量偏差小于5%。并给出了不同同心偏差下RPD物理特性及辐射特性的变化规律。结合实验结果与临界磁绝缘电流给出了用于评估阳极等离子体扩散速度的计算模型,用该等离子体扩散速度计算物理模型,其结果与实验结果一致。评估了设计的RPD产生X射线的焦斑、能谱及辐射剂量的能力。
王福锋[5]（2018）在《空心阴极稳态寿命限制机理及拓展方法研究》文中进行了进一步梳理空心阴极是电推进系统的核心部件,主要承担电子源和中和器的工作。由于航天系统的特殊性,要求空心阴极具有极高的寿命和可靠性,稳定的稳态特性。阴极的稳态特性主要包括阴极的放电电压,放电电流,阴极气压,阴极振荡,传热特性,腐蚀特性等宏观特性及等离子体密度,电子温度,电子密度等一系列微观特性。这些特性反应阴极的工作状态和稳定性,对衡量阴极的寿命具有重要作用,因此研究空心阴极放电特性随时间的稳定性具有重要的意义。针对现有空心阴极开展了短期寿命实验,测量两个电流下空心阴极稳态特性参数的演化规律。实验发现短期内阴极电压、内部气压、温度分布和放电振荡等随时间变化不大,但触持极、钨顶等位置的材料出现了腐蚀,导致空心阴极寿命快速降低。通过对比可以看出两个电流下空心阴极分别工作在羽流模式和点模式下,而羽流模式下阴极的放电特性极不稳定,触持极表面和腐蚀严重,阴极可靠寿命缩短。阴极模式的主要衡量参数为阴极的振荡。针对实验中阴极出现的明显腐蚀现象,重点分析了阴极在不同的工作状态下的振荡特性,分析了阴极在羽流模式和在点模式下的振荡特性差异。通过三探针测量阴极电子温度和电子密度的瞬态变化规律,用RPA测量阴极模式和振荡对阴极离子能量分布的影响。进一步的分析表明,随着引出电流的增加,阴极振荡增大导致了高能离子增多和轰击材料的离子通量增大,这是阴极发射体,钨顶孔和触持极溅射腐蚀的主要因素。为了减小材料腐蚀速率延长阴极寿命,开展了空心阴极放电振荡幅值控制和减小离子能量的方法研究。空心阴极与霍尔推力器耦合放电时存在磁场,因此首先开展了磁场影响研究,结果发现轴向磁场由于能够增加电子向阳极的传导,而控制了放电振荡抑制了高能离子。增加供气流量会降低阳极电压和减小振荡幅值,从而压制了高能离子的产生。放电回路的电容会减小电压振荡,增加电流振荡,电感的作用于电容正好相反,但是两者均能通过相位调节减少高能离子。空心阴极放电过程中材料腐蚀目前尚无可靠的在线监测方法,但材料腐蚀状态是表征阴极寿命的重要特征,为此本文给出了一套基于腐蚀材料发射光谱强度,在线监测阴极腐蚀产物的方法。通过与氙特征线的对比、选择了发射体腐蚀材料的特征线,并获得了不同工况下材料腐蚀发光强度的变化规律,结果显示阴极放电振荡幅值增加,发光强度明显增大。最后本文对该方法的稳定应用进行了改进设计。
赵远涛[6]（2013）在《双层辉光等离子表面合金化TiNi/金刚石复合材料过渡层制备技术研究》文中研究表明近等原子比钛镍合金具有高比强度、生物相容性、耐磨耐蚀性、超弹性（SE）及形状记忆效应（SME）,已被广泛应用于生物医学、军事、航天以及机械工程等领域。钛镍合金在工程方面的应用主要集中于机械和建筑方面,被广泛制作成连接件、驱动原件以及形状记忆合金减震阻尼器等。但是其硬度较低,摩擦学性能仍有较大提升空间。在生物领域,钛镍合金已经作为生物植入体材料广泛应用,但镍离子的析出会引起细胞和组织的过敏、中毒甚至癌变反应。金刚石薄膜是一种性能优异的结构和功能材料,其物理化学性能稳定,具有极低的摩擦系数、好的耐磨耐蚀性、优异的电学光学性能且比其它任何材料的生物相容性都好。金刚石薄膜已在光学、声学、电子学、机械工程及生物医学领域得到广泛应用。因此本研究欲在钛镍合金表面制备金刚石薄膜,以改善钛镍合金的表面性能。但由于钛镍合金中有大量镍原子的存在,而镍是石墨化元素,会阻止金刚石薄膜的生长,故需对钛镍合金进行前期表面处理。众所周知,钼具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强等特点,且是人体所必需的少量金属元素。此外,钼具有自粘结性能,可以和许多金属良好结合；同时钼也是金刚石薄膜生长有利元素,与金刚石薄膜有良好的结合力。因此,以钼作为钛镍合金的表面改性层材料可以有效解决金刚石薄膜难以生长的问题,同时此改性层的力学性能介于基体与金刚石薄膜之间,并呈梯度分布能够提高膜基结合强度及基体支撑能力。故本实验采用钼作为中间过渡层形成元素。本文采用双辉等离子体表面合金化技术,以纯度为99.9%的钼靶作为源极,Ti-50.8%Ni合金为阴极（工件极）,通过钼合金化和钼等离子体沉积在钛镍合金表面制备表面改性层。采用微波等离子体辅助化学气相沉积法（MPCVD）在改性层表面制备金刚石薄膜。本文系统研究了工艺参数对表面改性层形成的影响,对制备工艺进行优化。对表面改性层进行表征,并比较了不同工艺下表面改性层的表面硬度及摩擦学性能,同时对渗钼过程中原子的扩散过程和机理进行计算分析。对在复合层表面成功制备的金刚石薄膜进行了表征分析。主要研究结果如下：1)优化的表面改性工艺参数：保温温度950℃,工作气压35Pa,保温时间2h,源极电压550～800V,工件电压300～500V,源极与阴极压差250V。2)表面改性后,随着距表面距离的增加,钼从最表面沉积层中的原子分数100%逐渐减小至0%,钛的原子分数先增加后减小,镍的原子分数逐渐增在,形成三层的形貌,从外往内分别为钼的沉积层、钛的富集层、钼含量极少的TiNi层。表面改性层中的相主要为Mo、MoTi、MoNi及Ti2Ni相。3)表面改性后,表面显微硬度得到提高,在优化工艺下,表面显微硬度从原先的241.3HVo.098提高到832HVo.098,提高了2.5倍左右；钼沉积层与TiNi基体之间为冶金结合,结合强度较高。4)表面改性后,合金耐磨性都得到显着提高,在优化工艺下,合金比磨损率比基体合金降低了约2个多数量级,主要原因是表面硬度的提高和基体超弹性的共同作用。5)在改性层表面采用MPCVD法制备的金刚石薄膜,结构致密,晶粒尺寸在1.5μm左右,薄膜生长速度约为1.1μm/h。
王泽莹[7]（2012）在《纯钛表面等离子Ni合金化工艺及摩擦磨损性能研究》文中指出钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀性好等优良特性,在航空航天、汽车、生物医学等各个工业领域具有广阔的应用前景。但钛合金硬度低,导热性差,摩擦中易发生粘着磨损和微动损伤,这些问题使其在实际应用中受到较大的限制。为改善纯钛的摩擦学性能,本文采用等离子表面合金化技术在纯钛表面渗入镍元素,形成含镍合金层。研究表明纯钛中加入镍可以有效地提高机械强度,增强其耐磨性。近等原子比TiNi合金本身具有良好的韧性、延展性及耐磨性,而且在富Ti的TiNi合金的固溶过程中会析出Ti2Ni相,包含有析出相Ti2Ni的TiNi合金具有更好的耐磨性。本文研究了纯钛表面等离子Ni合金化的工艺参数并分析了典型工艺下的合金层成分、组织、物相结构及硬度。采用球盘磨损实验研究分析了典型工艺下Ni合金化试样的滑动干摩擦磨损性能,同时对比分析了不同工艺下Ni合金化试样的磨损性能。采用德国油脂公司（optimol）产的SRV-IV微振动摩擦磨损试验机对典型工艺下Ni合金化试样的微动磨损性能进行了测试分析,并对比研究了不同载荷、不同频率及不同位移幅值对Ni合金化试样磨损性能的影响。针对这两种磨损试验,分别探讨了相应的磨损机理。研究结果表明：1.纯钛表面等离子Ni合金化的典型工艺为：源极电压：600-800V,阴极电压：450-550V,工作气压：35Pa,保温温度：810℃,保温时间：3h,极间距：18mm。2.典型工艺下制备的Ti-Ni合金层均匀致密,厚度约为30μm,表面Ni含量最高值可达43%,稳定之后含量平均值约为30%；XRD分析合金层主要由TiNi、Ti2Ni、Ti相组成；合金层表面最高硬度值约为570HV,比基体提高近1倍；合金层成分呈梯度变化趋势。3.采用典型工艺制备的Ni合金化试样的干滑动摩擦磨损性能最优。与纯钛基体相比,Ni合金化试样的摩擦系数降低,耐磨性提高,磨损机制主要表现为粘着磨损,而基体的磨损机制主要为磨粒磨损,伴有一定量的粘着磨损和氧化磨损。4.在微动磨损过程中,采用典型工艺制备的Ni合金化试样的摩擦系数显着降低,耐磨性能得到改善,磨损机制主要表现为磨粒磨损,而基体既有磨粒磨损,又有粘着磨损,还伴有微动疲劳损伤的特征；5.不同载荷、不同频率和不同位移幅值下Ni合金化试样的微动磨损实验表明：摩擦系数随着载荷的增大而增大,随着频率的增大而增大,随着位移幅值的增大而增大。
王锋[8]（2010）在《2Cr13不锈钢表面改性层抗氧化性能与耐磨性能的研究》文中研究表明2Cr13不锈钢由于具备优良的耐腐蚀性能和机械性能而成为重要的结构材料。但是由于该合金耐磨性差和抗高温氧化性能不足,从而限制了其在高温环境下使用。由于陶瓷材料具有良好的高温稳定性、耐腐蚀、耐磨损、硬度高等优良特点,在不锈钢表面制备陶瓷涂层能够有效的提高其抗高温氧化能力,同时提高其耐磨损性能。本文利用双层辉光等离子渗金属技术对2Cr13不锈钢进行复合处理,即在离子渗锆处理之后进行后续氧化处理,通过优化工艺参数试验,得到典型的渗锆合金层。用OM、XRD、SEM、EDS等分析改性层组织、成分及其组成相,并对合金层高温氧化性能、摩擦磨损性能及其机制进行了研究。试验结果表明:（1）2Cr13不锈钢经等离子优化工艺处理后在其表面获得的渗锆改性层组织致密,与基体之间没有产生性能突变的界面,改性层与基体之间为冶金结合,具有比较强的结合力;（2）2Cr13不锈钢等离子渗锆合金层主要含ZrFe2化合物;经渗锆+氧化复合处理后,形成了以ZrO2为主同时含有Fe3O4和Cr2O3的混合氧化层;（3）2Cr13不锈钢渗锆处理后在1000℃氧化100小时的质量增重仅为1 mg/cm2,抗高温氧化能力得到明显改善;（4）2Cr13不锈钢离子渗锆和复合处理后表面硬度均高于2000HK,复合处理后的磨损量仅为基材的10%,显着提高了不锈钢的耐磨性能。
刘红兵[9]（2010）在《等离子复合渗技术制备氧化物阻氚涂层及其性能研究》文中研究表明氚渗透是聚变堆氚生产和使用的重要研究领域,在低渗透率不锈钢表面构建陶瓷防氚渗透层是国际上公认的储氚问题解决方案,既可保证材料结构性能,同时抑制氚渗透。316L不锈钢塑性好、强度高、氚渗透率低,是聚变堆包层候选结构材料之一,因此,本课题提出采用复合渗技术在316L不锈钢表面制备氧化物阻氚渗透涂层,即利用双层辉光离子渗金属技术在不锈钢基体上分别渗铝、渗铬及铝铬共渗,然后进行等离子氧化处理。通过这种复合处理方法引入的金属渗层可以缓解氧化层和基体之间的热膨胀系数差异,提高氧化物涂层与基底的结合强度,避免涂层失效而失去阻氚功能。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和透射电镜（TEM）分别对涂层微观结构进行了表征,提出了涂层的生长机理,并分析了氧化物涂层的硬度、结合力、抗热震性能和耐腐蚀性能与其微观结构之间的关系。最后测试并分析了致密氧化物涂层的阻氚渗透性能。得出的主要结论如下:1)利用双层辉光离子渗金属技术在316L不锈钢表面渗铝,优化工艺参数后形成的渗层内含FeAl3和Al相,其组织致密均匀,为纳米晶结构。分析认为,纳米晶的形成主要是氩离子轰击作用下,大量纳米级尺寸的颗粒从源极表面溅射出来,由于冷却速度较高,溅射出来的纳米颗粒沉积下来,形成非晶层,随后非均匀形核转变为纳米晶。渗铝层在600℃低温氧化处理后,形成α-Al2O3,θ-Al2O3和γ-Al2O3相,且以α-Al2O3相为主,其含量随着氧流量的增加而增大,最高达62%。TEM分析表明Al2O3涂层主要由非晶和纳米晶组成,其表层为非晶层,次表层为纳米晶。研究发现渗铝层的氧化生长以氧向里扩散与铝向外扩散的双向扩散为主。氧流量为15 sccm时,制备的Al2O3涂层组织结构致密均匀,综合性能最佳,其硬度和弹性模量分别为31 GPa和321 GPa;结合力为47 N;550℃时进行150次热震实验后涂层无任何剥落;涂层良好的致密性使其耐蚀性比不锈钢基体有明显的提高,在3.5%NaCl溶液中其自腐蚀电流比基体降低3个数量级。2)不锈钢表面渗铬时形成的渗层结构为:表层为Cr沉积层,次表层为Cr的碳化物,内层为Cr的固溶体。铬的氧化物生长主要以铬离子向外扩散氧化为主,氧流量为10 sccm时,形成的Cr/Cr2O3结构涂层组织均匀致密,综合性能最佳,其硬度和弹性模量分别为30 GPa和370 GPa;结合力为32 N;550℃时进行150次热震实验后涂层无任何剥落;致密的Cr2O3涂层耐蚀性比不锈钢基体有明显的提高,在3.5%NaCl溶液中其自腐蚀电流比基体降低2个数量级。3)利用双层辉光离子渗金属技术进行铝铬共渗时发现,随着Cr含量的增加,渗层内缺陷减少,当Cr含量达到50%时,渗层组织致密均匀,其外层富铝,内层富铬,为纳米晶组织。600℃低温氧化处理后形成α-（Al,Cr）2O3固溶体相,TEM表征发现（Al,Cr）2O3涂层为非晶/纳米晶复合结构。研究发现Al–Cr渗层的氧化生长主要由氧向内扩散所控制,制备的氧化层与基体结合紧密,组织致密均匀,受氧流量变化影响较小。其结合力和抗热震性能较单一的Al2O3和Cr2O3涂层明显提高。4)600℃时,氧化物涂层比不锈钢基体的氘渗透率降低3个数量级,表明316L不锈钢表面制备的氧化物涂层对抑制氘渗透具有良好的作用。红外吸收光谱分析认为氧化物涂层阻氘性能的提高主要是因为涂层中的O与D反应形成O-D键阻止了氘的扩散渗透。另外,研究表明非晶/纳米晶复合结构可以显着提高氧化物涂层的阻氘性能。
李转利[10]（2009）在《双层辉光等离子渗技术制备Al2O3防氚渗透涂层》文中研究表明氚渗透是聚变堆材料所面临的难题之一,为制备出质量优异的防氚渗透涂层以避免氚所造成的环境污染,本论文采用双层辉光等离子渗技术,利用先渗铝后渗氧的方法在316L不锈钢表面制备Al2O3防氚渗透涂层。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等表征了铝渗层和Al2O3涂层的形貌和相结构组成,其耐腐蚀性能、结合性能、抗热震性能和摩擦学性能分别采用电化学工作站、划痕仪、热震试验和球盘式摩擦磨损试验机来检测。研究表明:渗铝层致密,渗层与基体之间形成了冶金结合,耐腐蚀性能和抗热震性能优异。渗铝的最佳工艺参数为气压35Pa,源极电压850V,工件电压300V,极间距15mm,时间3h。在此最佳工艺参数基础上所制备的Al2O3涂层质量良好,与基体为冶金结合,涂层内部呈多层结构,在与基体的结合面附近形成了高氧含量的内层,涂层中同时包含α-Al2O3,γ-Al2O3和θ-Al2O3三种相。Al2O3涂层结合力达38N以上,并具有优异的抗热震性能和摩擦性能;其致密的结构可使基体腐蚀电流最大降低3个数量级。Al2O3涂层的结合性能、耐腐蚀性能、抗热震性能、致密性能均良好,可满足防氚渗透涂层的基本要求。
二、对阴极双辉等离子体的实验研究（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、对阴极双辉等离子体的实验研究（论文提纲范文）
（1）钽及钽碳化物改性的燃料电池不锈钢双极板研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 燃料电池电池概述 |
| 1.1.1 燃料电池发展历程 |
| 1.1.2 燃料电池的分类 |
| 1.1.3 质子交换膜燃料电池工作原理及组件 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池双极板 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池双极板的运行环境 |
| 1.2.2 双极板材料的选择 |
| 1.2.3 不锈钢双极板的研究进展 |
| 1.3 表面改性技术概述 |
| 1.4 本文研究思路 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 实验操作流程 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 能谱仪(EDS) |
| 2.2.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3 疏水性能检测 |
| 2.4 耐腐蚀性能测试 |
| 2.4.1 极化曲线测试 |
| 2.4.2 恒电位时间-电流密度曲线测试 |
| 2.4.3 交流阻抗谱测试 |
| 2.5 表面导电性能研究 |
| 2.6 技术路线图 |
| 3 316L不锈钢表面钽渗扩改性的最佳工艺参数研究 |
| 3.1 316L SS表面钽渗扩改性工艺方案 |
| 3.1.1 气压对钽改性层的影响 |
| 3.1.2 实验温度对钽改性层的影响 |
| 3.1.3 保温时间对钽改性层的影响 |
| 3.1.4 最佳工艺参数的确定 |
| 3.2 最佳工艺制备的钽改性层的物相及微观组织分析 |
| 3.2.1 Ta-316L SS的SEM表面形貌图和EDS能谱分析图 |
| 3.2.2 裸样与Ta-316L SS的XRD分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 钽改性层性能研究 |
| 4.1 水接触角分析 |
| 4.2 Ta-316L SS在模拟PEMFC环境中的腐蚀性行为 |
| 4.2.1 极化曲线 |
| 4.2.2 恒电位时间-电流测试密度曲线 |
| 4.2.3 恒电位极化对Ta-316L SS的影响 |
| 4.2.4 电化学阻抗谱 |
| 4.3 恒电位极化对Ta-316L SS接触电阻的影响 |
| 4.3.1 恒电位极化前Ta-316L SS的接触电阻 |
| 4.3.2 恒电位极化后Ta-316L SS的接触电阻 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 316L SS表面钽碳化物合金化渗扩改性层的制备与性能研究 |
| 5.1 钽碳化物合金化渗扩改性层的制备 |
| 5.2 钽碳化物合金化渗扩改性层的物相及微观组织分析 |
| 5.2.1 改性层的SEM形貌和EDS能谱分析 |
| 5.2.2 改性层的XRD分析 |
| 5.3 水接触角分析 |
| 5.4 TaC-316L SS在模拟PEMFC环境中的腐蚀性为 |
| 5.4.1 极化曲线 |
| 5.4.2 恒电位时间-电流测试密度曲线 |
| 5.4.3 恒电位极化对Ta-C 316L SS表面形貌的影响 |
| 5.4.4 电化学阻抗谱 |
| 5.5 恒电位极化对Ta-316L SS接触电阻的影响 |
| 5.5.1 恒电位极化前Ta-316L SS的接触电阻 |
| 5.5.2 恒电位极化后Ta-316L SS的接触电阻 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（2）碳纳米管冷阴极电子光学系统及返波管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 场致发射冷阴极概述 |
| 1.2.1 场致发射冷阴极原理 |
| 1.2.2 场致发射冷阴极的发展现状 |
| 1.2.3 碳纳米管冷阴极的发展 |
| 1.3 基于碳纳米管的电子光学系统及真空电子器件的研究进展 |
| 1.3.1 碳纳米管电子光学系统的研究进展 |
| 1.3.2 碳纳米管真空电子器件的研究进展 |
| 1.4 毫米波及太赫兹技术的介绍 |
| 1.4.1 毫米波技术的应用与分类 |
| 1.4.2 太赫兹辐射源的应用与分类 |
| 1.5 毫米波及太赫兹返波管振荡器的研究进展 |
| 1.6 论文工作的主要内容和创新点 |
| 1.6.1 论文工作的主要内容 |
| 1.6.2 论文工作的创新点 |
| 第二章 碳纳米管场致发射理论及单栅结构电子光学系统的研究 |
| 2.1 碳纳米管场致发射基础理论 |
| 2.2 碳纳米管场致发射增强因子的仿真研究分析 |
| 2.3 电子光学系统的基础理论 |
| 2.4 平面栅控碳纳米管冷阴极三极管的实验测试 |
| 2.4.1 平面栅控碳纳米管冷阴极三极管的测试系统 |
| 2.4.2 平面栅控碳纳米管冷阴极三极管阴极测试结果分析 |
| 2.5 单栅结构阵列式碳纳米管冷阴极电子光学系统的研究 |
| 2.5.1 单栅结构阵列式碳纳米管冷阴极二极管的仿真研究 |
| 2.5.2 应用于X射线管的冷阴极微型电子枪的研究 |
| 2.5.2.1 X射线管的介绍 |
| 2.5.2.2 X射线管阵列式碳纳米管冷阴极微型电子枪的仿真研究 |
| 2.5.3 阵列式碳纳米管冷阴极基底实验加工 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 碳纳米管双栅结构和双阳极结构电子光学系统的研究 |
| 3.1 双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统的研究 |
| 3.1.1 双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统的仿真研究 |
| 3.1.1.1 基于碳纳米管平面冷阴极双栅结构二极管的仿真研究 |
| 3.1.1.2 基于碳纳米管平面冷阴极双栅控制式电子枪的仿真研究 |
| 3.1.2 双栅控制式平面阴极碳纳米管电子光学系统的实验研究 |
| 3.1.2.1 基于碳纳米管平面冷阴极二极管的实验研究 |
| 3.1.2.2 基于碳纳米管平面冷阴极双栅结构三极管的实验研究 |
| 3.2 曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统的研究 |
| 3.2.1 曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统的仿真研究 |
| 3.2.2 曲面碳纳米管冷阴极双阳极电子光学系统的实验研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 毫米波及太赫兹频段的盘荷波导返波管理论与仿真研究 |
| 4.1 返波管理论介绍 |
| 4.1.1 返波管工作原理 |
| 4.1.2 返波管负色散空间行波条件 |
| 4.1.3 宽频带电子调谐的条件 |
| 4.2 盘荷波导慢波线以及周期系统理论 |
| 4.2.1 慢波系统的主要特征 |
| 4.2.1.1 色散特性 |
| 4.2.1.2 耦合阻抗 |
| 4.2.2 盘荷波导作为均匀系统 |
| 4.2.3 盘荷波导作为周期系统 |
| 4.3 8mm碳纳米管冷阴极盘荷波导返波管的仿真研究 |
| 4.3.1 8mm盘荷波导周期结构高频特性的仿真研究 |
| 4.3.2 8mm盘荷波导返波管注波互作用的仿真研究 |
| 4.4 0.22THz碳纳米管冷阴极盘荷波导返波管的仿真设计研究 |
| 4.4.1 适用于0.22 THz返波管的双栅控制式冷阴极电子枪的研究 |
| 4.4.2 0.22 THz盘荷波导返波管的仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于碳纳米管冷阴极8 mm返波管的实验研究 |
| 5.1 8mm圆波导TM01转矩形波导TE10模式变换器 |
| 5.1.1 圆波导TM01转矩形波导TE01模式变换器的设计与仿真 |
| 5.1.2 圆波导TM01转矩形波导TE01模式变换器的实验研究 |
| 5.2 8mm碳纳米管冷阴极盘荷波导返波管振荡器的实验测试 |
| 5.2.1 8mm碳纳米管冷阴极返波管的伏安特性测试 |
| 5.2.2 8mm碳纳米管冷阴极返波管振荡器的热腔测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究工作的总结 |
| 6.2 课题研究方向的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）钽过渡层上非晶碳膜对不同基体性能改善的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非晶碳膜的结构和性能 |
| 1.1.1 非晶碳膜的结构 |
| 1.1.2 非晶碳膜的制备方法 |
| 1.1.3 非晶碳膜的性能与应用 |
| 1.2 非晶碳膜的研究现状 |
| 1.2.1 改善膜基结合力方面的研究进展 |
| 1.3 双辉等离子合金化技术 |
| 1.4 Ta过渡层的设计 |
| 1.5 课题提出 |
| 第二章 实验方法及表征 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 双辉等离子合金化设备 |
| 2.2.2 磁控溅射设备 |
| 2.3 工艺参数 |
| 2.3.1 双辉等离子合金化工艺参数 |
| 2.3.2 磁控溅射工艺参数 |
| 2.4 实验过程 |
| 2.4.1 双辉等离子合金化实验过程 |
| 2.4.2 磁控溅射实验过程 |
| 2.5 表征方法及性能测试 |
| 2.5.1 结构表征 |
| 2.5.2 性能测试 |
| 第三章 钽过渡层对铜基体表面非晶碳膜的结合性能和摩擦学性能的影响 |
| 3.1 形貌及成分分析 |
| 3.2 相结构分析 |
| 3.3 XPS分析 |
| 3.4 Cu基体与非晶碳膜的结合强度 |
| 3.5 a-C/Ta/Cu的摩擦学性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 钽过渡层对Ti6Al4V合金基体表面非晶碳膜的结合性能和摩擦学性能的影响 |
| 4.1 形貌及成分分析 |
| 4.2 相结构分析 |
| 4.3 Ti6Al4V合金基体与非晶碳膜结合强度 |
| 4.4 a-C/Ta/Ti6Al4V的摩擦学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 钽过渡层对304不锈钢基体表面非晶碳膜的结合性能和摩擦学性能的影响 |
| 5.1 形貌及成分分析 |
| 5.2 相结构分析 |
| 5.3 304 不锈钢基体与非晶碳膜结合强度 |
| 5.4 a-C/Ta/304 不锈钢的摩擦学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 实验结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间的科研成果 |
（4）阳极杆箍缩二极管及其离子流理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究技术现状 |
| 1.2.1 闪光X光机 |
| 1.2.2 二极管技术研究 |
| 1.2.3 二极管中的离子流 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 阳极杆箍缩二极管物理模型 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 RPD结构及类型和物理机制 |
| 2.2.1 结构及类型 |
| 2.2.2 物理机制 |
| 2.3 SCL阶段理论模型 |
| 2.3.1 双极性流计算 |
| 2.3.2 电子背散射对RPD影响 |
| 2.3.3 有限发射宽度模型 |
| 2.4 ML阶段理论模型 |
| 2.4.1 单粒子模型 |
| 2.4.2 ML阶段离子对RPD物理特性的影响 |
| 2.4.3 电极等离子体扩散 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 阳极杆箍缩二极管几何参数及离子电流PIC模拟研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 RPD粒子模拟模型及结果 |
| 3.2.1 粒子模拟模型及电子、离子时空分布 |
| 3.2.2 阴极盘厚度L |
| 3.2.3 阴阳极半径比r_C/r_A |
| 3.2.4 阳极杆伸长长度L_(rod) |
| 3.3 离子流对RPD物理特性影响模拟研究 |
| 3.3.1 不考虑离子电流时RPD工作过程模拟 |
| 3.3.2 考虑离子电流时RPD工作过程模拟 |
| 3.4 粒子模拟与理论模型结果对比分析 |
| 3.4.1 临界电流系数α |
| 3.4.2 PIC与理论计算结果对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 阳极杆箍缩二极管设计与实验研究 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 RPD物理设计及诊断 |
| 4.2.1 RPD结构设计 |
| 4.2.2 电参数测试及标定 |
| 4.2.3 X射线辐射剂量测试 |
| 4.2.4 X射线焦斑测试 |
| 4.2.5 X射线能谱测试 |
| 4.3 实验结果及与理论、模拟结果对比分析 |
| 4.3.1 平均电极等离子体扩散速度计算模型 |
| 4.3.2 同心度对RPD物理及辐射特性影响 |
| 4.3.3 X射线焦斑、能谱和剂量测试结果 |
| 4.3.4 典型实验结果及与理论模型比较分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 研究内容与结论 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 存在的问题及下一步工作计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 博士研究生期间发表的学术论文 |
（5）空心阴极稳态寿命限制机理及拓展方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外空心阴极长寿命实验研究现状 |
| 1.3.1 空心阴极失效形式 |
| 1.3.2 钨顶孔和发射体腐蚀研究现状 |
| 1.3.3 触持极腐蚀现状 |
| 1.3.4 国内空心阴极长寿命研究现状 |
| 1.4 空心阴极腐蚀产物测量研究现状 |
| 1.5 论文主要内容及章节安排 |
| 第2章 空心阴极稳态特性随时间变化实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置及参数测量方法 |
| 2.2.1 真空系统简介 |
| 2.2.2 5kW推力器空心阴极简介 |
| 2.2.3 空心阴极数据采集发方法 |
| 2.2.4 实验步骤 |
| 2.2.5 Comsol仿真模型 |
| 2.3 空心阴极宏观放电参数变化规律及机理分析 |
| 2.3.1 空心阴极点火对阴极放电的影响 |
| 2.3.2 空心阴极稳态放电特性的演化规律 |
| 2.3.3 空心阴极振荡特性的演化规律 |
| 2.4 空心阴极传热特性演化规律分析 |
| 2.4.1 空心阴极温度分布随时间的演化规律 |
| 2.4.2 空心阴极温度随时间演化的规律 |
| 2.5 空心阴极腐蚀特性演化规律 |
| 2.5.1 空心阴极触持极腐蚀 |
| 2.5.2 空心阴极腐蚀产物的再沉积 |
| 2.6 空心阴极稳态光谱特性 |
| 2.6.1 空心阴极羽流区变化趋势 |
| 2.6.2 空心阴极仿真模拟 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 放电模式对空心阴极寿命影响机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 振荡过程等离子体参数测量方法 |
| 3.2.1 三探针测量电子温度及等离子体密度方法 |
| 3.2.2 三探针位置的选取 |
| 3.2.3 RPA探针测量离子能量分布 |
| 3.3 空心阴极放电振荡对离子能量分布的影响 |
| 3.3.1 空心阴极振荡变化规律 |
| 3.3.2 振荡幅值对离子能量分布的影响 |
| 3.4 放电模式对等离子体特征参数振荡的影响 |
| 3.4.1 实验测量空心阴极羽流区等离子体参数 |
| 3.4.2 阴极等离子体特征参数振荡分析 |
| 3.4.3 阴极振荡对高能离子产生影响分析 |
| 3.5 振荡对阴极腐蚀的机理分析 |
| 3.5.1 离子能量加速腐蚀机理分析 |
| 3.5.2 空心阴极触持极腐蚀机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空心阴极放电模式优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁场对空心阴极放电振荡影响 |
| 4.2.1 磁场构型设计 |
| 4.2.2 磁场对振荡的影响 |
| 4.2.3 磁场对振荡频率的影响 |
| 4.2.4 磁场对振荡影响的机理分析 |
| 4.3 供气流量对空心阴极放电振荡影响 |
| 4.3.1 供气流量对振荡的影响 |
| 4.3.2 供气流量对离子能量的影响及分析 |
| 4.4 放电回路对空心阴极放电振荡影响 |
| 4.4.1 电容对振荡幅值的影响 |
| 4.4.2 电容对振荡频率的影响 |
| 4.4.3 电感对振荡幅值的影响 |
| 4.4.4 电感对振荡频率的影响 |
| 4.4.5 放电回路对振荡影响机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 空心阴极腐蚀产物在线监测方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阴极腐蚀产物光谱信号测量方法 |
| 5.2.1 实验装置介绍 |
| 5.2.2 腐蚀产物及谱线选取 |
| 5.2.3 光谱信号的采集 |
| 5.3 腐蚀产物光谱信号测量结果及分析 |
| 5.3.1 光谱线号测量结果及处理 |
| 5.3.2 腐蚀结果分析 |
| 5.4 空心阴极腐蚀产物在线监测拓展研究 |
| 5.4.1 收集光信号的增强方法 |
| 5.4.2 空心阴极其他材料腐蚀信号测量 |
| 5.4.3 腐蚀产物计算模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）双层辉光等离子表面合金化TiNi/金刚石复合材料过渡层制备技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 综述 |
| 1.1 钛、镍及钛镍合金概述 |
| 1.1.1 钛和镍的概述 |
| 1.1.2 钛镍合金的概述 |
| 1.1.3 镍钛合金表面处理技术 |
| 1.2 钼及钼合金涂层 |
| 1.2.1 钼的概述 |
| 1.2.2 铝涂层的制备 |
| 1.3 双辉等离子体表面合金化技术 |
| 1.4 金刚石的概述 |
| 1.4.1 金刚石的性能 |
| 1.4.2 金刚石薄膜的制备技术 |
| 1.5 研究课题的提出 |
| 1.5.1 课题主要研究内容 |
| 1.5.2 课题的应用前景 |
| 第二章 实验设备及方法 |
| 2.1 表面改性层的制备及检测方法 |
| 2.1.1 实验设备与装置 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.1.3 表面改性层的制备过程 |
| 2.1.4 实验工艺参数选择 |
| 2.1.5 表面改性层的表征 |
| 2.1.6 表面改性层摩擦磨损实验 |
| 2.2 金刚石薄膜的制备及表征 |
| 2.2.1 实验设备与装置 |
| 2.2.2 实验工艺参数 |
| 2.2.3 金刚石薄膜的表征 |
| 第三章 钛镍合金表面改性工艺优化 |
| 3.1 工艺参数的选取 |
| 3.2 工艺参数优化 |
| 3.2.1 压差对表面改性层的影响 |
| 3.2.2 温度对表面改性层的影响 |
| 3.2.3 保温时间对表面改性层的影响 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 表面改性层的表征 |
| 4.1 表面改性层的表征 |
| 4.1.1 表面改性层的表面形貌 |
| 4.1.2 表面改性层的截面形貌 |
| 4.1.3 表面改性层的成分 |
| 4.1.4 表面改性层的相结构 |
| 4.2 表面改性层显微硬度 |
| 4.3 表面改性层结合力测试 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 原子扩散过程 |
| 5.1 表象理论 |
| 5.2 原子理论 |
| 5.2.1 扩散系数 |
| 5.2.2 影响扩散的因素 |
| 5.2.3 扩散过程分析 |
| 5.2.4 扩散系数 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 摩擦学性能 |
| 6.1 摩擦磨损 |
| 6.1.1 摩擦 |
| 6.1.2 磨损 |
| 6.2 表面改性层的摩擦学性能 |
| 6.2.1 摩擦系数和磨痕形貌 |
| 6.2.2 磨损体积和比磨损率 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 金刚石薄膜的制备与表征 |
| 7.1 金刚石薄膜的制备 |
| 7.2 金刚石薄膜的表征 |
| 7.3 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）纯钛表面等离子Ni合金化工艺及摩擦磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 表面技术与工程概述 |
| 1.2 双层辉光等离子合金化技术概述 |
| 1.2.1 等离子合金化的物理基础 |
| 1.2.2 辉光放电理论 |
| 1.2.3 双层辉光等离子合金化技术的基本原理 |
| 1.2.4 双层辉光等离子合金化技术的特点 |
| 1.2.5 双层辉光等离子合金化技术的研究进展与应用 |
| 1.3 钛及钛合金简介 |
| 1.3.1 钛与钛合金的性能特点 |
| 1.3.2 钛及钛合金的应用 |
| 1.3.3 镍和钛镍合金 |
| 1.4 钛及钛合金表面处理技术 |
| 1.4.1 热喷涂 |
| 1.4.2 离子注入 |
| 1.4.3 表面氧化处理 |
| 1.4.4 薄膜技术 |
| 1.4.5 激光表面合金化 |
| 1.5 研究课题的提出 |
| 1.5.1 课题的可行性分析 |
| 1.5.2 课题的主要研究内容 |
| 第二章 纯钛表面等离子渗Ni工艺参数研究 |
| 2.1 实验设备及操作方法 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 操作过程 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 工艺参数优化 |
| 2.3.1 源极、工件电压及压差对渗层的影响 |
| 2.3.2 温度对渗层的影响 |
| 2.3.3 时间对渗层的影响 |
| 2.3.4 工作气压对渗层的影响 |
| 2.3.5 极间距对渗层的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 典型合金层的表征 |
| 3.1 分析检测设备 |
| 3.2 典型工艺下Ni合金层成分分析 |
| 3.3 典型工艺下Ni合金层显微组织分析 |
| 3.4 典型工艺下Ni合金层物相分析 |
| 3.5 典型工艺下Ni合金层硬度分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 合金层滑动干摩擦磨损性能研究 |
| 4.1 金属的摩擦磨损 |
| 4.1.1 摩擦 |
| 4.1.2 磨损 |
| 4.1.3 耐磨性表征与磨损试验 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.3 试验结果与分析 |
| 4.3.1 摩擦系数 |
| 4.3.2 磨痕形貌 |
| 4.3.3 比磨损率 |
| 4.4 不同工艺下Ni合金化试样摩擦磨损性能的对比分析 |
| 4.4.1 不同温度下Ni合金化试样摩擦磨损性能的对比分析 |
| 4.4.2 不同压差下Ni合金化试样摩擦磨损性能的对比分析 |
| 4.4.3 不同气压下Ni合金化试样摩擦磨损性能的对比分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 合金层的室温微动磨损性能研究 |
| 5.1 实验过程 |
| 5.1.1 实验设备 |
| 5.1.2 实验材料及参数设置 |
| 5.1.3 测试方法 |
| 5.2 试验结果分析 |
| 5.2.1 基体与Ni合金化试样微动磨损性能对比 |
| 5.2.2 载荷、频率、振幅对Ni合金化试样微动磨损性能的影响 |
| 5.2.3 磨损机理分析 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（8）2Cr13不锈钢表面改性层抗氧化性能与耐磨性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 马氏体不锈钢简介 |
| 1.2 ZrO_2 的性质 |
| 1.3 ZrO_2 的应用 |
| 1.4 ZrO_2 在热障陶瓷中的应用 |
| 1.4.1 ZrO_2 作为热障涂层的特点 |
| 1.4.2 制备ZrO_2 涂层的方法 |
| 1.5 双层辉光离子渗金属技术 |
| 1.5.1 双层辉光等离子渗金属技术概述 |
| 1.5.2 双层辉光等离子渗金属技术的特点 |
| 1.5.3 双层辉光等离子渗金属原理 |
| 1.5.4 双层辉光等离子渗金属技术基本理论知识 |
| 1.6 课题的提出 |
| 1.7 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 实验设备、材料与方法 |
| 2.1 双辉离子渗锆试验 |
| 2.1.1 试验设备 |
| 2.1.2 试验材料 |
| 2.1.3 实验方案 |
| 2.1.4 检测仪器 |
| 第三章 ZrO_2 改性层制备及其组织与结构 |
| 3.1 渗锆试验参数的优化 |
| 3.1.1 气压的影响 |
| 3.1.2 试样温度的影响 |
| 3.1.3 源-阴极电压差的影响 |
| 3.1.4 保温时间的影响 |
| 3.2 优化工艺参数下形成的合金层组织 |
| 3.2.1 表面SEM 显微组织与EDS 成分分析 |
| 3.2.2 截面SEM 显微组织与EDS 分析 |
| 3.2.3 XRD 物相分析 |
| 3.3 2Cr13 渗锆+氧化复合处理合金层组织与结构 |
| 3.3.1 表面SEM 显微组织与EDS 成分分析 |
| 3.3.2 截面SEM 显微组织 |
| 3.3.3 XRD 物相分析 |
| 3.4 小节 |
| 第四章 2Cr13 不锈钢渗锆合金层抗高温氧化性能 |
| 4.1 实验结果 |
| 4.1.1 氧化动力学曲线 |
| 4.1.2 XRD 物相检测图谱 |
| 4.1.3 氧化膜表面形貌及成分 |
| 4.1.4 氧化膜截面形貌及成分 |
| 4.2 小结 |
| 第五章 表面合金层的摩擦磨损性能研究 |
| 5.1 金属的摩擦磨损 |
| 5.1.1 摩擦磨损性能评价 |
| 5.2 摩擦磨损性能的研究 |
| 5.2.1 表面形貌 |
| 5.2.2 硬度检测 |
| 5.2.3 摩擦系数 |
| 5.2.4 磨痕形貌 |
| 5.2.5 磨损量 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
（9）等离子复合渗技术制备氧化物阻氚涂层及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 防氚渗透应用背景 |
| 1.1.2 结构材料的选择 |
| 1.1.3 阻氚渗透的模型 |
| 1.2 防氚渗透涂层种类及其阻氚机理 |
| 1.2.1 铝化物涂层 |
| 1.2.2 氧化物涂层 |
| 1.2.3 钛基陶瓷涂层 |
| 1.2.4 硅化物涂层 |
| 1.3 涂层制备方法 |
| 1.3.1 化学气相沉积 |
| 1.3.2 物理气相沉积 |
| 1.3.3 热浸镀 |
| 1.3.4 包埋法 |
| 1.3.5 等离子喷涂 |
| 1.3.6 溶胶凝胶法 |
| 1.4 双层辉光离子渗金属技术 |
| 1.4.1 双层辉光离子渗金属技术原理 |
| 1.4.2 双层辉光离子渗金属技术研究进展 |
| 1.4.3 等离子复合渗技术优势 |
| 1.5 本课题的研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验装置与实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备与制备方法 |
| 2.3 操作规程 |
| 2.4 工艺参数的选择 |
| 2.5 测试方法 |
| 2.5.1 相组成及微观组织分析 |
| 2.5.2 硬度和弹性模量测试 |
| 2.5.3 涂层结合力测定 |
| 2.5.4 抗热震性能测试 |
| 2.5.5 耐腐蚀性能测试 |
| 2.5.6 阻氚渗透性能测试 |
| 2.5.7 红外吸收光谱分析 |
| 第三章 600℃下高含量α-A1_20_3涂层的制备和性能研究 |
| 3.1 渗铝层的制备 |
| 3.1.1 形成扩散层渗铝试样组织和相分析 |
| 3.1.2 形成沉积层渗铝试样组织和相分析 |
| 3.1.3 纳米晶渗铝层的形成机理 |
| 3.2 A1_20_3 涂层的组织和相分析 |
| 3.3 A1_20_3 涂层的生长机理 |
| 3.3.1 A1_20_3 涂层的生长过程讨论 |
| 3.3.2 α-A1_20_3 涂层形成机理 |
| 3.3.3 非晶/纳米晶A1_20_3 复合涂层的形成机理 |
| 3.4 不同氧流量下制备A1_20_3 涂层的硬度和弹性模量 |
| 3.5 不同氧流量下制备A1_20_3 涂层的结合力 |
| 3.6 不同氧流量下制备A1_20_3 涂层的抗热震性能 |
| 3.7 不同氧流量下制备A1_20_3 涂层的耐腐蚀性能 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 Cr/Cr_20_3涂层的制备和性能研究 |
| 4.1 渗铬层的制备 |
| 4.1.1 制备温度对基材力学性能的影响 |
| 4.1.2 渗铬层的组织和相分析 |
| 4.2 Cr_20_3 涂层的组织和相分析 |
| 4.3 Cr_20_3 涂层的生长机理 |
| 4.4 不同氧流量下制备Cr_20_3 涂层的硬度和弹性模量 |
| 4.5 不同氧流量下制备Cr_20_3 涂层的结合力 |
| 4.6 不同氧流量下制备Cr_20_3 涂层的抗热震性能 |
| 4.7 不同氧流量下制备Cr_20_3 涂层的耐腐蚀性能 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 Al–Cr 共渗制备(Al,Cr)_20_3涂层及其性能研究 |
| 5.1 Cr 含量对制备Al–Cr 涂层组织和形貌的影响 |
| 5.2 (Al,Cr)_20_3 涂层的组织和相分析 |
| 5.3 (Al,Cr)_20_3 涂层的生长机理讨论 |
| 5.4 不同氧流量下制备(Al,Cr)_20_3 涂层的硬度和弹性模量 |
| 5.5 不同氧流量下制备(Al,Cr)_20_3 涂层的结合力 |
| 5.6 不同氧流量下制备(Al,Cr)_20_3 涂层的抗热震性能 |
| 5.7 不同氧流量下制备(Al,Cr)_20_3 涂层的耐腐蚀性能 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 氧化物涂层阻氚性能测试及其机理探讨 |
| 6.1 氢同位素的渗透模型 |
| 6.1.1 金属的氢渗透模型 |
| 6.1.2 陶瓷的氢渗透模型 |
| 6.1.3 陶瓷－金属复合体系的氢渗透模型 |
| 6.2 氧化物涂层阻氘性能测试 |
| 6.2.1 实验样品及测试装置 |
| 6.2.2 数据处理与分析方法 |
| 6.2.3 实验结果 |
| 6.2.4 阻氘实验后样品表面状态分析 |
| 6.3 氧化物涂层渗透机理探讨 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 7.3 本论文的主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）双层辉光等离子渗技术制备Al2O3防氚渗透涂层（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 防氚渗透涂层应用背景 |
| 1.1.2 防氚渗透涂层的阻氚机理 |
| 1.1.2.1 不同材料体系防氚渗透涂层的阻氚机理 |
| 1.1.2.2 不同表面结构涂层的阻氚机理 |
| 1.1.2.3 不同表面质量涂层的阻氚机理 |
| 1.1.2.4 具有不同表面吸附系数和解析系数涂层的阻氚机理 |
| 1.1.2.5 复合涂层的阻氚机理 |
| 1.2 防氚渗透涂层的常用制备方法 |
| 1.2.1 等离子喷涂法(PS) |
| 1.2.2 化学气相沉积法(CVD) |
| 1.2.3 包埋法(PC) |
| 1.2.4 热浸镀法(HDA) |
| 1.3 双层辉光离子渗金属技术 |
| 1.3.1 双层辉光离子渗金属技术的发展 |
| 1.3.2 双层辉光离子渗金属技术的原理 |
| 1.3.3 双层辉光离子渗金属技术的特点 |
| 1.3.4 双层辉光离子渗金属技术的优点 |
| 1.4 本文的研究目的和内容 |
| 1.4.1 课题的提出 |
| 1.4.2 研究目标和技术路线 |
| 第二章 试验设备、材料及方法 |
| 2.1 试验设备 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 源极材料 |
| 2.3 Al_2O_3 涂层制备方法 |
| 2.4 双辉炉试验操作操作过程 |
| 2.5 组织结构与性能测试方法 |
| 第三章 316L 不锈钢表面渗铝层的制备及性能表征 |
| 3.1 316L 不锈钢表面渗铝层的制备与影响因素 |
| 3.1.1 渗铝层的制备 |
| 3.1.2 渗铝层显微观察及能谱分析 |
| 3.1.3 渗铝层与316L 不锈钢基体的界面结合 |
| 3.1.4 渗铝层相结构分析 |
| 3.1.5 工艺参数对渗铝层的影响 |
| 3.1.5.1 气压对渗铝层的影响 |
| 3.1.5.2 源极电压对渗铝层的影响 |
| 3.1.5.3 工件电压对渗铝层的影响 |
| 3.1.5.4 极间距对渗铝层影响 |
| 3.1.5.5 时间对渗铝层的影响 |
| 3.2 渗铝层性能表征 |
| 3.2.1 划痕试验 |
| 3.2.2 抗热震性能测试 |
| 3.2.3 耐腐蚀性能表征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 316L 不锈钢表面Al_2O_3涂层的制备与性能表征 |
| 4.1 Al_2O_3 涂层的制备与表征 |
| 4.1.1 渗铝层氧化制备Al_2O_3 涂层 |
| 4.1.2 Al_2O_3 涂层显微观察及元素的分布 |
| 4.1.2.1 显微观察结果 |
| 4.1.2.2 Al_2O_3 涂层与基体的界面结合 |
| 4.1.2.3 氧化机理分析与讨论 |
| 4.1.3 Al_2O_3 涂层相结构分析 |
| 4.1.3.1 铁铝层内α-Al_2O_3 相形成条件 |
| 4.1.3.2 实验结果 |
| 4.2 Al_2O_3 涂层性能表征 |
| 4.2.1 划痕试验 |
| 4.2.2 抗热震性能测试 |
| 4.2.3 耐腐蚀性能表征 |
| 4.2.4 摩擦学性能表征 |
| 4.2.4.1 摩擦系数 |
| 4.2.4.2 磨损性能 |
| 4.2.4.3 磨损机理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、对阴极双辉等离子体的实验研究（论文参考文献）
- [1]钽及钽碳化物改性的燃料电池不锈钢双极板研究[D]. 李婷. 大连海事大学, 2020(01)
- [2]碳纳米管冷阴极电子光学系统及返波管研究[D]. 陈青云. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]钽过渡层上非晶碳膜对不同基体性能改善的研究[D]. 王洪孔. 太原理工大学, 2019(08)
- [4]阳极杆箍缩二极管及其离子流理论与实验研究[D]. 耿力东. 中国工程物理研究院, 2019(01)
- [5]空心阴极稳态寿命限制机理及拓展方法研究[D]. 王福锋. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [6]双层辉光等离子表面合金化TiNi/金刚石复合材料过渡层制备技术研究[D]. 赵远涛. 太原理工大学, 2013(03)
- [7]纯钛表面等离子Ni合金化工艺及摩擦磨损性能研究[D]. 王泽莹. 太原理工大学, 2012(09)
- [8]2Cr13不锈钢表面改性层抗氧化性能与耐磨性能的研究[D]. 王锋. 太原理工大学, 2010(10)
- [9]等离子复合渗技术制备氧化物阻氚涂层及其性能研究[D]. 刘红兵. 南京航空航天大学, 2010(01)
- [10]双层辉光等离子渗技术制备Al2O3防氚渗透涂层[D]. 李转利. 南京航空航天大学, 2009(S2)