Experimental Studies on Improvement of Surface Properties of Material By Pulsed -Ion-Beam Implantation

脉冲离子束注入改善材料表面性能的实验研究

基本信息

  • 批准号:
    63550065
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1988
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1988 至 1989
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Conventional, steady-state charged ion beams have been successfully applied in the R and D of materials such as in semiconductor processing, welding, and lithography. On the other hand, intense pulsed light ion beam(LIB), which significantly differs from the conventional ion beams have been recently considered for various applications, particularly in material science. If the LIB is irradiated onto the materials, the surface will be quickly heated to produce high density plasma. In the present experiments, an intense pulsed light ion beam (LIB) applications in materials science have been experimentally studied, where the LIB is utilized as effective "heat" source.Sintered BN, or sintered apatite chips were used as an ion source.The obtained conclusions can be summarized as follows: (1) The Vicker's hardness increases almost linearly with increasing the number of shots of LIB. It increases by a factor of 60 % after the irradiation of 100 shots compared to that of no irradiation. (2) Clear evidences have been obtained on the formation of TiN, TiB and TiB_2 from the X-ray diffraction results after being implanted by the high energy LIB Into titanium. (3) Residual stress (tensile) generated in the ion implanted layer of Ti ranges from 200 -400 MPa. The tensile residual stress changes into the compressive stress by after being annealed in vacuum. (4) Apatite coating has been found on the surface of Ti by the irradiation of LIB by "Ion Beam Evaporation"(IBE). The film thickness prepared is estimated to be 6 - 10 mum. The film seems to be homogeneous.
传统的稳态带电离子束已经成功地应用于半导体加工、焊接和光刻等材料的研究和开发。另一方面,强脉冲光离子束(LIB),这显着不同于传统的离子束最近已被认为是各种应用,特别是在材料科学。如果LIB照射到材料上,表面将迅速加热以产生高密度等离子体。本文对强流脉冲光离子束(LIB)在材料科学中的应用进行了实验研究,其中LIB被用作有效的“热”源,烧结BN或烧结磷灰石碎片被用作离子源,所得到的结论可以概括如下:(1)维氏硬度随LIB发射次数的增加几乎呈线性增加;与未照射相比,照射100次后,其增加了60%。(2)从高能离子束注入钛后的X射线衍射结果中得到了TiN、TiB和TiB_2形成的明确证据。(3)在Ti的离子注入层中产生的残余应力(拉伸)范围为200 - 400 MPa。真空退火后,残余拉应力转变为压应力。(4)利用离子束蒸发技术对钛进行辐照,在钛表面形成了磷灰石涂层。所制备的膜厚度估计为6 - 10 μ m。这部电影似乎是同质的。

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
本多、鷹合、八井ほか: "大強度パルスイオンビ-ムによるチタン照射実験" 第49回応用物理学会 学術講演会講演概要、第49回. (1988)
Honda、Takaai、Yai 等:“使用高强度脉冲离子束的钛辐照实验”第 49 届日本应用物理学会学术会议摘要,第 49 期(1988 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
河野,初鹿,鈴木,鷹合,八井ほか: "アパタイトコ-テイング皮膜の調整とその特性" 日本化学会、コロイド及び界面科学研究発表会 講演概要集. ( 10 15)
Kono、Hatsuka、Suzuki、Takaai、Yai 等人:“磷灰石涂层膜及其性能的调整”日本化学会胶体与界面科学研究会议的演讲摘要集(10 15)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
初鹿敏秋、鈴木喬、鷹合徹也、八井浄ほか: "大強度パルスビ-ム法によるチタン上へのアパタイト皮膜の生成" 電気化学.
Toshiaki Hatsuka、Takashi Suzuki、Tetsuya Takaai、Kiyoshi Yai 等人:“通过高强度脉冲束法在钛上生成磷灰石薄膜”电化学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
初鹿,鈴木,鷹合,八井ほか: "大強度パルスイオンビ-ムによるアパタイト皮膜の生成" 電気化学協会 第56回大会 講演概要集. ( 4 7-9)
Hatsuka、Suzuki、Takaai、Yai 等:“通过高强度脉冲离子束生成磷灰石薄膜”第 56 届电化学会年会演讲摘要(4 7-9)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
八井、鷹合、升方ほか: "大強度パルスイオンビ-ムによる材料開発" 日本学術振興会、荷電粒子ビ-ムの工業への応用第132委員会、第104回研究会資料.
Yai、Takaai、Masukata 等:“使用高强度脉冲离子束的材料开发”日本学术振兴会,第 132 届带电粒子束工业应用委员会,第 104 届材料研究会议。
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Electron Beam Melting and Improvement of Mechanical Properties of Pure Tantalum
纯钽的电子束熔炼及其机械性能的改善
  • 批准号:
    04650063
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Experimental Studies on Improvement of Surface Properties of Material By Pulsed-Ion-Beam Implantation
脉冲离子束注入改善材料表面性能的实验研究
  • 批准号:
    02650055
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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