强脉冲离子束材料表面改性研究进展

摘要

强脉冲离子束材料表面改性技术是正在发展中的新的材料表面改性技术.由于它除了离子注入的元素掺杂效应外,其更可利用强脉冲能量沉积诱发的热力学效应,有望突破离子射程对改性层厚度的限制,并高效利用离子剂量和能量,成为新一代低成本、高效率、高生产率、实用化的离子束材料改性与合成工艺.目前,一方面通过对各种材料(如钢、不锈钢、铝及陶瓷等)探索强脉冲离子束热处理、离子束混合、薄膜沉积和纳米材料合成等工艺提供应用实例或示范应用,另一方面需要对其作用过程与机制、工艺规律、装置技术等进行深入的研究.近四、五年来,我们在国家自然科学基金和高校博士点专项基金支持下,围绕发展强脉冲离子束材料表面改性技术对其主要机制(强脉冲勇量效应)、离子辐照诱发的热力学过程、表面熔坑现象及大面积均匀离子束技术开展了比较全面的基础性研究.本文对于上述研究的主要进展进行了总结和评论.