聚合物表面静电性能的离子束改性

用150Kev的Ar~-离于在中等剂量F辐照特种聚氯乙烯(RPVC)和有机玻璃(PMMA),能使材料表层静电特性得到显著改变。在相同条件下,摩擦起电量从1.24nc/cm~2下降到0.02nc/cm~2以下,起电电位从800～1000V下降到0～50V,静电半衰期从数小时降到1秒以下,表面电阻率下降四个数量级以上。适当选择注入条件,能够产生具有抗静电特性的新材料。本文讨论了改性机理和测试问题。     

轰击能量对Ti-Si-N纳米复合膜生长与力学性能的影响

采用离子束辅助沉积法(IBAD)在单晶硅片上制备了Ti-Si-N纳米复合薄膜,研究了轰击能量大小对Ti-Si-N纳米复合薄膜生长及力学性能的影响,同时探讨了轰击能量对Ti-Si-N纳米复合薄膜的生长机理的影响.通过原子力显微镜(AFM)、纳米压入仪、光电子能谱(XPS)和X射线衍射分析(XRD)等现代分析技术,对Ti-Si-N纳米复合薄膜的晶粒大小、力学性能、成分与相结构进行综合表征分析.试验结果表明当轰击能量为700 eV时,Ti-Si-N薄膜晶粒直径达到了最小值11 nm,此时Ti-Si-N薄膜的硬度相对最高,为33 GPa.     

Al-Mn 多层膜离子束混合

离子束混合是一种材料改性和新材料研制的有效方法,本实验用Ａｒ＋离子束对Ａｌ－Ｍｎ多层薄膜在室温下进行轰击使其非晶化,并对样品电阻率随离子注入剂量及温度的变化关系进行原位测量．电阻温度系数ＴＣＲ和ＴＥＭ观测证实了样品离子束混合后电性能和结构发生改变生成了非晶相．     

IBAD氮化钛中N/Ti对膜层性能影响研究

研究了离子束辅助沉积(IBAD)制备氮化钛(TiN)重要参数氮钛到达比(N/Ti)对膜层性能的影响,并且采用俄歇谱分析(AES)、光电子谱分析(XPS)、X射线衍射分析(XRD)对膜层进行了相组成与成分分析,摸索了N/Ti对膜层的影响规律.     

离子束强化膜层在印制板刀具上的应用研究

介绍了几种离子束表面强化技术,分析了强化膜层的特点,并对膜层结构及成份等进行了研究,根据优化的工艺对印制板钻头和铣刀进行了强化,取得了良好的应用效果.     

离子束抛光加工矩形离轴非球面镜

采用一种简单的方法使用线性三轴离子束系统实现了矩形离轴非球面镜的抛光加工.根据离子束材料去除机理,分析了去除函数的法向材料去除特性,并且以去除函数束径、峰值去除速率和体积去除速率为指标,评价了入射角的小扰动鲁棒性.利用相关的分析和实验结果,对矩形离轴镜的抛光加工进行了合理的简化,并在自行研制的离子束抛光机床上进行了修形...     

超高精度离子束抛光工具设计与性能分析

为了解决高精度光学修形问题,进行离子束抛光工具的设计与性能分析研究。通过开展离子束抛光工具设计方法的研究、聚焦离子光学系统结构设计和离子束流特性的分析,进行计算机仿真研究和中和器一体化设计;研制聚焦离子光学系统和中和器,并采用15mm和10mm的聚焦离子光学系统进行修形加工实验,将口径150mm的熔石英平面镜从初始面形误差RMS15.58nm修正到RMS0.79nm。结果证明了聚焦离子光学系统设计的有效性,一体化离子束抛光工具具有亚纳米精度的修形能力。     

大型光学表面纳米精度制造

纳米精度光学表面在光刻技术、同步辐射、空间观测和惯约聚变等领域有重大需求。随着装备性能需求的不断提升,这些光学系统对光学零件面形精度和表面质量的要求几乎接近于物理极限,对光学制造技术提出了更高挑战,使光学制造成为纳米制造技术的发展前沿。通过攻克纳米量级材料去除的稳定性、复杂曲面可控补偿和装备运动轴性能设计等关键问题,掌握了以磁流变和离子束抛光技术为代表的可控柔体抛光技术,利用自主研发的抛光制造装备和工艺实现了典型光学零件的纳米精度制造,为国家相关科技项目的顺利实施提供有力的制造技术支撑。     

计算机控制抛光中基于等面积增长螺旋线的加工路径

目前计算机控制抛光工艺中使用的阿基米德螺旋线路径,存在加工工件中心区域时工件转速过快的缺点.为了克服该缺点,分析了螺旋线路径加工的特点,分析表明工件的瞬时转速取决于加工点的驻留时间密度和螺旋线的面积增长速率.据此,提出了一种新的螺旋线作为抛光路径,该螺旋线的面积增长速率恒定,因此也称为等面积增长螺旋线.利用该螺旋线路径,加工转速趋于恒定,可降低加工中心区域的转速,从而降低对机床运动性能的要求,降低设备成本和加工成本.实验结果证实,阿基米德螺旋线路径加工中心区域容易产生过加工问题,加工精度较低;等面积增长螺旋线路径加工可避免中心区域过加工问题,获得较高的加工精度.     

应用细小离子束加工小型精密光学零件

随着现代光学技术的发展,全频段误差控制已成为高精度光学零件制造的一个基本要求.基于小磨头抛光原理的先进修形技术虽然能有效修正低频面形误差,但对于中高频段的面形误差难以修正.中高频误差成为了现代光学加工普遍关注的难点.理论研究表明,减小小磨头尺寸可以提高工艺对中高频误差的修正能力,进一步提高光学加工精度.本文针对中高频面形误差的控制问题,开展细小离子束修形工艺研究,研究了获取小束径离子束的引束机理和引束结构,初步实现了稳定的细小离子束,针对某小型精密光学元件的具体加工问题,仿真研究了不同束径的加工效率和加工残差,并选择最优束径对元件进行了加工试验,使元件的精度从初始的0.111λrms减小到了0.015λrms(λ=632.8nm).