離子束分析研究金屬中氦泡的退火行為.pdf

1、氦泡對核聚變反應堆中包括核心結構材料在內(nèi)的許多材料的性能會產(chǎn)生不利的影響,了解氦泡的演化行為對理解氦泡對材料性能影響有很大幫助。離子束分析以其無損、快速和定量等優(yōu)點,被廣泛應用于薄膜成分和元素深度分布分析上。本論文創(chuàng)新性地利用離子束分析研究了氦泡的演化行為,是對離子束分析應用的有益補充,并且能在不破壞樣品的情況下進行氦泡分析,從而真實反映材料中氦泡的演化行為,所以非常有意義。
　　 本論文首先利用磁控濺射和ECR等離子體注入方法

2、制備了含氦金屬薄膜,結合熱退火實現(xiàn)了氦的快速引入及氦泡的快速演化;然后,利用離子束分析研究了含氦金屬薄膜中氦的退火行為,并與TEM、AFM、TDS、PAS和XRD等手段的研究結果對比,發(fā)現(xiàn)結果一致。
　　 1)含氦鈦膜在不同溫度退火后的RBS譜的后沿發(fā)生展寬,并且隨著退火溫度的升高而變大,在氦濃度較低時更加明顯;同時發(fā)現(xiàn)RBS譜后沿的展寬程度隨著氦濃度升高而變大。這是由于薄膜中氦泡濃度和大小隨著退火溫度和氦濃度升高而變大造成的,

3、從而提出了利用RBS譜后沿的變化來研究氦泡退火行為的新方法。
　　 2)從理論上研究了粒子阻止截面對離子束分析譜的影響,發(fā)現(xiàn)同一條件下譜高度隨阻止截面變大而變高。實驗上,創(chuàng)新性地用退火實驗來改變氦原子的阻止截面(氦的阻止截面隨著氦的狀態(tài)及氦泡氣壓的變化而變化),從而用離子束分析獲得同一含氦薄膜在不同氦阻止截面的氦濃度分布。發(fā)現(xiàn)氦濃度分布曲線的高度隨著氦泡尺寸變大(氦阻止截面變大)而變高。由此提出了利用氦濃度曲線高度的變化來研究氦