若干面心立方材料的強(qiáng)流脈沖電子束表面改性應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、本文利用“Nadezhda-2”型強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)裝置對(duì)若干面心立方材料進(jìn)行表面改性處理。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子電鏡(SEM)、透射電子電鏡(TEM)等測(cè)試技術(shù)詳細(xì)表征了HCPEB處理后樣品的表面形貌和微觀組織結(jié)構(gòu)變化，對(duì)利用HCPEB方法制備出的表面多孔單晶硅進(jìn)行了光致發(fā)光特性測(cè)試。
　　 對(duì)納米純銅進(jìn)行不同電子能量密度的輻照處理，結(jié)果表明：處理后納米純銅表面形成了尺寸極微小的孔洞結(jié)構(gòu)，微孔的尺寸隨電子束

2、能量的增加而變大，微孔的數(shù)量密度隨電子束能量的增加而減小；建立了2 J/cm2，3 J/cm2，4 J/cm2三種能量密度模式分別是強(qiáng)流脈沖電子束“未熔”和“熔化”下的處理模型，統(tǒng)計(jì)了HCPEB輻照誘發(fā)純銅表層的堆垛層錯(cuò)四面體(SFT)結(jié)構(gòu)，10次轟擊SFT的平均尺寸為16 nm，SFTs所占比例達(dá)到40％，分析了空位簇缺陷對(duì)表面微孔形成的作用。
　　 純鎳經(jīng)過(guò)HCPEB輻照處理，表面除了火山狀熔坑形貌外，還出現(xiàn)了強(qiáng)烈的塑性變形

3、結(jié)構(gòu)，誘發(fā)了滑移和孿生變形，TEM結(jié)果顯示，大量典型的呈｛111｝/[112]取向的孿晶結(jié)構(gòu)存在于經(jīng)HCPEB處理后的純鎳表層，HCPEB處理后純鎳表層積聚的高幅值應(yīng)力和應(yīng)變是產(chǎn)生形變孿晶的主要原因。
　　 和金屬材料一樣，HCPEB處理后單晶硅表面形成了豐富的變形結(jié)構(gòu)，包括呈彌散狀分布的熔坑，整齊排列的微裂紋，密集分布的變形條帶和微孔結(jié)構(gòu)，晶體取向?qū)ξ⒘鸭y的形成有重要影響；選用3 J/cm2與4J/才cm2兩種能量密度，成功制

4、備出表面多孔硅，對(duì)不同脈沖次數(shù)下的多孔硅進(jìn)行光致發(fā)光測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用HCPEB方法制備出的多孔硅具有光致發(fā)光性能，能夠持續(xù)發(fā)出紫光，其中3J/cm2，10次脈沖后的發(fā)光效果最好，這為多孔硅的制備提供了一種新方法。
　　 透射電鏡結(jié)果表明，由HCPEB方法制備出的多孔硅表層擁有位錯(cuò)、層錯(cuò)、空位、納米顆粒和非晶等多種缺陷結(jié)構(gòu)。其中1次轟擊后形成單一的螺型位錯(cuò)組態(tài)，5次轟擊后出現(xiàn)了位錯(cuò)偶和位錯(cuò)纏結(jié)，20次脈沖后位錯(cuò)線長(zhǎng)度顯著變長(zhǎng)