【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学与工程领域，具体为一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺。
技术介绍
1、二极管是一种具有两个电极的电子元件，通常用于允许电流仅在一个方向流动，它是半导体电子器件中最基本和最常见的元件之一，在强流脉冲离子束(hipib)装置中，二极管作为关键元件用于产生和加速离子束。
2、常规离子注入技术的离子束流密度相对较低，通常在1a/cm2以下，导致功率密度较低，这限制了离子束在材料表面的能量沉积效率，难以在短时间内引发材料表面的显著变化。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，解决了常规离子注入技术的离子束流密度相对较低，难以在短时间内引发材料表面的显著变化的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，包括以下步骤：
3、s1：材料和装置选择，实验选用6061铝合金板材材料，temp-6型hipib装置；
4、s2：样品准备，使用水砂纸打磨样品表面，接着依次用不同的砂纸进一步研磨样品表面，将研磨后的样品放入丙酮中清洗，使用冷风吹干样品表面，将清洗干净的样品放入密封袋中密封，将密封的样品置于干燥箱中保存；
5、s3：装置准备，检查temp-6型hipib装置的marx发生器和pfl系统是否正常工作，设定marx发生器的充电电压，离子二极管的阳极－阴极间距调整，准备外磁绝缘离子二极管的脉冲磁场
6、s4：辐照处理，将准备好的样品放置在真空室内的样品台上，根据实验需求设定辐照参数，包括加速电压、脉冲宽度和束流密度，启动temp-6型hipib装置，根据实验计划选择辐照次数，记录每次辐照的详细数据。
7、优选的，所述s1步骤中，6061铝合金板材样品尺寸为18×18×2mm3，所述s2步骤中，使用220#sic水砂纸打磨样品表面，接着依次用400#和600#砂纸进一步研磨样品表面，所述s3步骤中设定marx发生器的充电电压为300-350kv，离子二极管的阳极－阴极间距调整至6—8mm，真空室内的背景真空度降至10-3pa，所述s4步骤中，加速电压设定为300kv、脉冲宽度设定为70-80、束流密度设定为100—300a/cm2，辐照次数分别为1次、5次和10次的处理。
8、优选的，所述s4步骤后，使用jsm-5600lv型扫描电子显微镜sem观察辐照前后的样品表面形貌变化，进行能谱分析eds，用surfcorderet4000m型表面轮廓仪测量辐照前后样品的表面轮廓曲线及粗糙度，使用shimadzuepma-1600型电子探针epma分析辐照表面元素分布。
9、优选的，使用shimadzuepma-1600型电子探针epma分析辐照表面元素分布之后再在shimadzuxrd-6000型x射线衍射仪上进行x射线衍射分析，采用cu靶，管压40kv，管流30ma，波长为0.154056nm，扫描角度范围20°-100°，步长0.02°，扫描速度4°/min。
10、优选的，shimadzuxrd-6000型x射线衍射仪上进行x射线衍射分析之后再使用eg&gpar2273型电化学测试系统测定样品的开路电位及动电位极化曲线，使用0.01mol/lnacl溶液作为实验介质，采用三电极系统进行测试，记录开路电位稳定后从低于开路电位150mv的起始电位，以0.5mv/s的速度对样品进行动电位极化扫描。
11、优选的，所述s4步骤后，记录每次辐照的详细参数和观察到的现象，对辐照前后样品的物理和化学变化进行详细分析，总结实验结果，将数据进行整理，制作实验报告和分析图表。
12、本专利技术提供了一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺。具备以下
13、有益效果：
14、1、本专利技术通过强流脉冲离子束(hipi b)辐照处理，可以在材料表面引发显著的物理和化学变化，形成非平衡结构和细晶组织，这种微观结构的改变可以达到提高材料的表面硬度和耐磨性的效果。
15、2、本专利技术通过h ipib辐照处理可以在材料表面引入高密度的能量沉积，导致表面发生熔融、蒸发和快速凝固，这种快速的热处理过程能够形成致密的表面层，减少材料表面的缺陷和孔隙，从而可以达到提高材料的耐腐蚀性能的效果。
16、3、本专利技术通过h ipi b辐照处理，可以在材料表面引发强烈的热效应和力学效应，形成高强度的反冲冲量和冲击波，这种冲击波效应能够引发材料表面的塑性变形和位错运动，从而可以达到改善材料的力学性能的效果。
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1.一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，所述S1步骤中，铝合金板材样品尺寸为18×18×2mm3，所述S2步骤中，使用220#SiC水砂纸打磨样品表面，接着依次用400#和600#砂纸进一步研磨样品表面，所述S3步骤中设定Marx发生器的充电电压为300-350kV，离子二极管的阳极－阴极间距调整至6—8mm，真空室内的背景真空度降至10-3Pa，所述S4步骤中，加速电压设定为300kV、脉冲宽度设定为70-80、束流密度设定为100—300A/cm2，辐照次数分别为1次、5次和10次的处理。
3.根据权利要求1所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，所述S4步骤后，使用扫描电子显微镜SEM观察辐照前后的样品表面形貌变化，进行能谱分析EDS，用表面轮廓仪测量辐照前后样品的表面轮廓曲线及粗糙度，使用电子探针EPMA分析辐照表面元素分布。
4.根据权利要求3所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，使
5.根据权利要求4所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，X射线衍射仪上进行X射线衍射分析之后再使用电化学测试系统测定样品的开路电位及动电位极化曲线，使用0.01mol/LNaCl溶液作为实验介质，采用三电极系统进行测试，记录开路电位稳定后从低于开路电位150mV的起始电位，以0.5mV/s的速度对样品进行动电位极化扫描。
6.根据权利要求1所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，所述S4步骤后，记录每次辐照的详细参数和观察到的现象，对辐照前后样品的物理和化学变化进行详细分析，总结实验结果，将数据进行整理，制作实验报告和分析图表。
...【技术特征摘要】
1.一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，所述s1步骤中，铝合金板材样品尺寸为18×18×2mm3，所述s2步骤中，使用220#sic水砂纸打磨样品表面，接着依次用400#和600#砂纸进一步研磨样品表面，所述s3步骤中设定marx发生器的充电电压为300-350kv，离子二极管的阳极－阴极间距调整至6—8mm，真空室内的背景真空度降至10-3pa，所述s4步骤中，加速电压设定为300kv、脉冲宽度设定为70-80、束流密度设定为100—300a/cm2，辐照次数分别为1次、5次和10次的处理。
3.根据权利要求1所述的一种二极管产生强流脉冲离子束辐照处理工艺，其特征在于，所述s4步骤后，使用扫描电子显微镜sem观察辐照前后的样品表面形貌变化，进行能谱分析eds，用表面轮廓仪测量辐照前后样品的表面轮廓曲线及粗糙度，使用电子探针epma分析辐照表面元素分布。
【专利技术属性】
技术研发人员：李朋，张文星，刘亚强，林可君，李立强，连庆宙，
申请(专利权)人：商丘师范学院，
类型：发明
国别省市：
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