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用于硼中子俘获治疗的强流回旋加速器束流动力学研究
1
作者 冀鲁豫 安世忠 +10 位作者 管锋平 魏素敏 边天剑 邢建升 郑侠 解怀东 王飞 王哲 黄鹏 陈忻禹 陆锦荣 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期220-230,共11页
中国原子能科学研究院正在研制用于硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,BNCT)的18 MeV、1 mA的强流回旋加速器。为了评估加速器加速束流的能力,开展了束流动力学研究。使用静、动态轨道分析和相空间匹配,评估加速区接收、加... 中国原子能科学研究院正在研制用于硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,BNCT)的18 MeV、1 mA的强流回旋加速器。为了评估加速器加速束流的能力,开展了束流动力学研究。使用静、动态轨道分析和相空间匹配,评估加速区接收、加速的能力;使用粒子跟踪方法计算中心区参考粒子匹配度和接收度;通过调节剥离点位置和倾斜角实现引出束流参数控制并使用多粒子跟踪方法定量地计算引出束流参数。计算结果表明,加速区具有足够大的稳定区,中心区相位接收度为60°,径向和轴向的接收度分别为1.33πmm·mrad和2.01πmm·mrad,引出束斑尺寸为9.62 mm×7.64 mm。通过对研究结果的分析,认为加速器可以满足1 mA强流束加速条件。 展开更多
关键词 回旋加速器 强流 质子 束流动力学
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一台小型强流脉冲离子束加速器 被引量：9
2
作者 石磊 何小平 +4 位作者 张嘉生 邱爱慈 王永昌 吴祖堂 丛培天 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期382-384,共3页
介绍了一台小型强流脉冲离子束加速器的结构组成 ,采用箍缩反射型离子二极管 ,可以稳定工作的峰值电压为 2 0 0 k V,得到了峰值为 1 .5k A、脉宽约 2 0 ns的离子束流 ,平均离子流密度 1 1 0 A/ cm2。
关键词 加速器 离子束 强流脉冲
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强流重离子加速器装置电源预研及进展 被引量：8
3
作者 高大庆 周忠祖 +5 位作者 吴凤军 高杰 燕宏斌 黄玉珍 崔渊 王晓俊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2048-2054,共7页
介绍了强流重离子加速器装置(HIAF)磁铁励磁电源的需求,针对这些特殊需求进行了电源相关技术的预研,并介绍了样机研制最新进展。
关键词 强流重离子加速器装置 电源 脉冲
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强流离子直线加速器中球形混沌与束晕的形成 被引量：1
4
作者 刘濮鲲 方家训 陈佳洱 《北京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1997年第5期606-612,共7页
强流离子直线加速器因其可作为次临界装置的驱动器，近来在放射性洁净核能系统等方面的应用中出现了一些新的动向，引起人们极大的关注。同时，这些新的应用对加速器低束损也提出了苛刻的要求，使得对粒子损失的主要来源之一的束晕问题... 强流离子直线加速器因其可作为次临界装置的驱动器，近来在放射性洁净核能系统等方面的应用中出现了一些新的动向，引起人们极大的关注。同时，这些新的应用对加速器低束损也提出了苛刻的要求，使得对粒子损失的主要来源之一的束晕问题的研究成为当前加速器物理研究中的热点。本文采用束核－试验粒子模型，通过在哈密顿动力学系统中同时求解ＫＶ包络方程和Ｈｉｌ方程，单向自洽地研究了空间电荷控制的束流的传输问题。借助Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射技术和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，对粒子在相空间的运动进行了数值分析。结果表明，失配的包络振荡是引起粒子哈密顿参量共振的前提，而共振条件则只决定于有效空间电荷参数。参量共振的发展导致束核附近的粒子运动出现混沌。随着球形混沌的演化，使更多位于ＫＶ包络附近的粒子成为束晕粒子。结果同时显示，束晕具有再生性。 展开更多
关键词 强流 直线加速器 混沌 束晕 粒子运动
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强流加速器中束晕—混沌的小波函数控制研究 被引量：13
5
作者 高远 翁甲强 +1 位作者 罗晓曙 方锦清 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第1期7-12,共6页
研究了用小波函数构造非线性反馈控制器进行控制强离子加速器中的束晕—混沌的方法 .数值模拟结果表明 ,这种由特殊函数构造的控制器具有很好的控制束晕—混沌能力 ,只要调节适当的控制参数就能够对 4种初始分布不同的离子束进行较理想... 研究了用小波函数构造非线性反馈控制器进行控制强离子加速器中的束晕—混沌的方法 .数值模拟结果表明 ,这种由特殊函数构造的控制器具有很好的控制束晕—混沌能力 ,只要调节适当的控制参数就能够对 4种初始分布不同的离子束进行较理想的控制 . 展开更多
关键词 强流离子束 束晕-混沌 小波函数控制器 统计平均量 强流加速器 非线性反馈控制
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强流质子加速器束流剖面分布及束晕测量系统设计 被引量：10
6
作者 孙纪磊 阮玉芳 +4 位作者 肖帅 彭军 王标 李芳 徐韬光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期190-194,共5页
针对一台用于加速器驱动洁净核能源系统研究、高占空比的强流质子加速器,开展强流质子直线加速器束晕产生的研究工作,其中的束流剖面分布特别是束晕部分测量的束流诊断系统是研究工作的核心内容。束晕的产生在低能量段尤其重要,且对整... 针对一台用于加速器驱动洁净核能源系统研究、高占空比的强流质子加速器,开展强流质子直线加速器束晕产生的研究工作,其中的束流剖面分布特别是束晕部分测量的束流诊断系统是研究工作的核心内容。束晕的产生在低能量段尤其重要,且对整个直线加速器的设计有重要影响。介绍了研究束晕增长的束流输运线和测量系统的布局设计,并根据所研究的加速器束流的情况进行束流剖面探测器和束晕测量的设计和预研,包括丝靶材料的模拟计算和选择、机械驱动的控制系统设计和研究、前端模拟电路的设计和仿真模拟、以及整个系统与EPICS和VxWorks的计算机控制接口等。 展开更多
关键词 强流质子加速器 束流剖面分布 束晕 丝靶 步进马达 前端模拟电路
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非线性反馈控制强流加速器中的束晕-混沌现象 被引量：35
7
作者 方锦清 陈关荣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期647-651,共5页
基于 Poincare-Lyapunov定理 ,应用定性分析 ,提出用非线性反馈法实现对束晕 -混沌的控制。矩阵传输理论研究已发现 :质子束的空间电荷效应导致质子束径向发散及束晕现象。因此 ,构造一类正弦等形式的非线性反馈函数去抵消质子束空间电... 基于 Poincare-Lyapunov定理 ,应用定性分析 ,提出用非线性反馈法实现对束晕 -混沌的控制。矩阵传输理论研究已发现 :质子束的空间电荷效应导致质子束径向发散及束晕现象。因此 ,构造一类正弦等形式的非线性反馈函数去抵消质子束空间电荷非线性效应。PIC数值模拟结果证实该方法的可行性 ,为实验提供一定理论依据。 展开更多
关键词 强流加速器 束晕 混沌 非线性反馈控制
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10MeV强流回旋加速器的束流调试 被引量：5
8
作者 李振国 吴隆成 +10 位作者 葛涛 姚红娟 纪彬 殷治国 管锋平 侯世刚 张天爵 钟俊晴 邢建升 吕银龙 潘高峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期588-594,共7页
10MeV强流回旋加速器在中国原子能科学研究院研制成功,并取得了先进的束流指标。它是国内自主研发的首台紧凑型强流回旋加速器,具有多项技术特点。在其建造、调试过程中解决了诸多技术问题,作为一个回旋加速器综合实验装置,它不但为在建... 10MeV强流回旋加速器在中国原子能科学研究院研制成功,并取得了先进的束流指标。它是国内自主研发的首台紧凑型强流回旋加速器,具有多项技术特点。在其建造、调试过程中解决了诸多技术问题,作为一个回旋加速器综合实验装置,它不但为在建的100MeV回旋加速器提供了设计验证手段,而且也是强流回旋加速器关键部件的综合实验平台。它的建造成功,为小型回旋加速器的国产化提供了技术保证,为推广加速器在我国核医学领域的应用创造了条件。本文将重点介绍它的调试过程、解决的关键问题及调试结果。 展开更多
关键词 强流回旋加速器 H-离子源 高频谐振腔 束流强度
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强流加速器束晕控制中填充因子对束粒子密度的影响 被引量：4
9
作者 白龙 翁甲强 成丽春 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第1期10-13,共4页
运用PIC多粒子模拟程序,采用延迟反馈控制法,研究了离子束在运行过程中粒子分布情况.通过分析比较,得到了对束晕进行有效控制后的粒子分布规律,为强流加速器的应用提供了有用的参考.
关键词 强流加速器 束晕控制 填充因子 粒子密度 混沌 延迟反馈控制法
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强流直线感应加速器中束流质心横向运动初步计算(英文) 被引量：2
10
作者 章文卫 张开志 刘承俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期617-620,共4页
　"神龙一号"强流脉冲加速器由72个直线感应加速腔和18个用于测试和真空泵接口的多功能腔组成。直线感应加速器的研制建造中磁轴对中偏差和聚焦磁场的自然偏差所引起的束流质心偏移轨道中心是不可避免的,由于束脉冲期间存在能... 　"神龙一号"强流脉冲加速器由72个直线感应加速腔和18个用于测试和真空泵接口的多功能腔组成。直线感应加速器的研制建造中磁轴对中偏差和聚焦磁场的自然偏差所引起的束流质心偏移轨道中心是不可避免的,由于束脉冲期间存在能散,使束流产生Corkscrew运动,导致束流品质变坏。而束脉冲期间的能散只能减小到一定水平,因此必需采取一定的措施抑制Corkscrew幅度的增长。在加速器的安装阶段,脉冲悬丝技术被应用于准直加速段聚焦磁场,并在磁轴准直测试的同时对磁场固有倾斜偏差进行初步校正。根据脉冲悬丝测试所得实验数据,采用传输矩阵法对加速段束质心轨迹进行了初步估计,计算中考虑了各加速腔聚焦磁场的倾斜和偏移误差。给出了计算结果和分析。 展开更多
关键词 强流直线感应加速器 束流质心 横向运动 计算 偏差 聚焦磁场
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强流质子直线加速器中束晕现象研究 被引量：1
11
作者 王生 傅世年 杨天禄 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1997年第4期352-358,共7页
从束流包络方程与单粒子运动方程联立模型出发，考虑了纵向能量方程的耦合，研究了强流质子直线加速器中的束晕现象。采用相交间的Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面方法和实空间Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面方法，研究了周期聚焦系统失配的情况下束晕的形... 从束流包络方程与单粒子运动方程联立模型出发，考虑了纵向能量方程的耦合，研究了强流质子直线加速器中的束晕现象。采用相交间的Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面方法和实空间Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面方法，研究了周期聚焦系统失配的情况下束晕的形成以及加速对束晕形成的影响。 展开更多
关键词 束晕 强流质子 直线加速器 束流输运
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中国原子能科学研究院强流回旋加速器若干先进技术研究进展 被引量：11
12
作者 张天爵 姚红娟 +12 位作者 殷治国 安世忠 钟俊晴 魏素敏 杨建俊 王川 贾先禄 管锋平 侯世刚 张素平 纪彬 毕远杰 无 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第B12期129-146,共18页
本文主要介绍了中国原子能科学研究院自2000年以来在强流回旋加速器领域的研究工作进展和到目前为止所掌握的一些强流回旋加速器的关键技术,内容涉及强流回旋加速器物理,强流负氢束的产生、调节、控制与诊断技术,先进磁工艺技术,大功率... 本文主要介绍了中国原子能科学研究院自2000年以来在强流回旋加速器领域的研究工作进展和到目前为止所掌握的一些强流回旋加速器的关键技术,内容涉及强流回旋加速器物理,强流负氢束的产生、调节、控制与诊断技术,先进磁工艺技术,大功率高稳定度高频技术,真空技术,回旋加速器综合试验技术等。 展开更多
关键词 回旋加速器 强流束流动力学 高频 真空
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强流离子束发射度仪研制 被引量：9
13
作者 吴文忠 郭之虞 +6 位作者 于金祥 宋执中 张征芳 吕建钦 于茂林 王忠义 邹宇斌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2004年第z1期66-69,74,共5页
介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了缝丝法的测量原理及该发射度仪的系统构成和设计要点,给出了利用该发射度仪对中国原子能科学研究院ECR离子源发射度的测量结果。对于强流离子束,只能采用短缝对束流进行不完全采样... 介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了缝丝法的测量原理及该发射度仪的系统构成和设计要点,给出了利用该发射度仪对中国原子能科学研究院ECR离子源发射度的测量结果。对于强流离子束,只能采用短缝对束流进行不完全采样以实现充分的冷却。由此引起的系统误差,可以通过模拟计算估计其修正值。 展开更多
关键词 强流 离子束 发射度 测量 缝丝法
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电扫描型单缝单丝强流离子束发射度测量仪 被引量：5
14
作者 徐蓉 邹宇斌 +4 位作者 高淑丽 郭之虞 彭士香 钱锋 赵捷 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1216-1220,共5页
介绍了一台基于电偏转扫描方法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,该发射度仪采用阶梯型电压对通过前缝的束流进行扫描来获得束流散角信息。并对测量计算软件和数据处理方法进行了介绍,采用了先扣除本底,再... 介绍了一台基于电偏转扫描方法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,该发射度仪采用阶梯型电压对通过前缝的束流进行扫描来获得束流散角信息。并对测量计算软件和数据处理方法进行了介绍,采用了先扣除本底,再设置阈值的方法进行数据处理。处理后的数据利用程序可获得均方根和边界发射度、束斑大小、最大正负散角以及发射度相图。利用该发射度仪对ECR离子源引出的强流质子束的发射度进行了测量,并对测量数据进行了分析。对于引出电压为50 kV、脉冲重复频率为166 Hz、脉冲宽度为1 ms、平均束流强度为4 mA的质子脉冲束,其归一化均方根发射度为0.27πmm.mrad。 展开更多
关键词 强流 离子束 发射度 测量 电偏转法
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强流脉冲离子束辐照镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能 被引量：6
15
作者 韩晓光 雷明凯 +2 位作者 朱小鹏 单英春 徐久军 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期337-342,共6页
采用强流脉冲离子束在束流密度为200 A/cm2、辐照次数为1~10次条件下对AZ31镁合金微弧氧化膜进行辐照改性处理。采用扫描电子显微镜对氧化膜的表面及截面形貌进行表征;在Princeton Applied Research（PAR）2273型电化学工作站测量氧化... 采用强流脉冲离子束在束流密度为200 A/cm2、辐照次数为1~10次条件下对AZ31镁合金微弧氧化膜进行辐照改性处理。采用扫描电子显微镜对氧化膜的表面及截面形貌进行表征;在Princeton Applied Research（PAR）2273型电化学工作站测量氧化膜的极化曲线。结果表明：在束流密度200 A/cm2、5次辐照条件下氧化膜表面获得连续、致密的改性层;以3.5%NaCl溶液为腐蚀液,氧化膜表面发生的腐蚀过程由辐照前的活化溶解向辐照后的钝化-孔蚀击穿转变;在束流密度200 A/cm2、5次辐照条件下击穿电位提高到最大值-800 mV（vs SCE）。强流脉冲离子束辐照产生的连续致密改性层是氧化膜耐蚀性改善的主要原因。 展开更多
关键词 镁合金 强流脉冲离子束 微弧氧化 腐蚀
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中性束注入强流离子源放电电源及其时序控制 被引量：7
16
作者 陈文光 饶军 +3 位作者 李波 雷光玖 王明伟 HL-2A NBI组 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1452-1458,共7页
中性束注入是磁约束核聚变装置中加热等离子体最有效方法之一。为了建设完善中国环流器2号A装置1MW中性束注入器系统,对大功率强流离子源所需的弧放电电源、束线引出电源、辅助电源及控制时序等进行了设计研制。设计中采用了DSP控制技... 中性束注入是磁约束核聚变装置中加热等离子体最有效方法之一。为了建设完善中国环流器2号A装置1MW中性束注入器系统,对大功率强流离子源所需的弧放电电源、束线引出电源、辅助电源及控制时序等进行了设计研制。设计中采用了DSP控制技术、电流快速转移技术、IGBT串联调制器技术、高频开关电源技术、磁缓冲器技术以及工业以太网等诸多技术。该系统已经稳定地运行3a时间,开展了高参数注入实验,注入装置的中性束功率接近1MW,瞬时离子束功率超过2MW,脉冲宽度达到1s,在国内首次使等离子体离子温度超过2×107°C。实验结果表明:所研制的电源及控制系统能有效地用于强流离子束的引出和保护,完全满足HL-2A装置辅助加热系统的要求。 展开更多
关键词 中国环流器2号 中性束注入(NBI) 等离子体 强流离子源 弧放电电源 引出电源 控制时序
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强流脉冲离子束表面再制造技术原理与应用 被引量：5
17
作者 朱小鹏 董志宏 +2 位作者 刘臣 韩晓光 雷明凯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2006年第z1期143-145,共3页
采用TEMP–6型强流脉冲离子束(HIPIB)装置开展了HIPIB表面再制造技术的研发。HIPIB装置主体由高压脉冲电源系统和高功率离子二极管系统组成,通过高压短脉冲在二极管中放电产生阳极等离子体并引出ns级强流离子束。HIPIB辐照材料表面,发... 采用TEMP–6型强流脉冲离子束(HIPIB)装置开展了HIPIB表面再制造技术的研发。HIPIB装置主体由高压脉冲电源系统和高功率离子二极管系统组成,通过高压短脉冲在二极管中放电产生阳极等离子体并引出ns级强流离子束。HIPIB辐照材料表面,发生显著的熔融、蒸发和剧烈烧蚀,物质喷射的反冲作用在辐照表面形成由表及里的应力波,导致材料表层强烈的热-力学效应。利用HIPIB与材料表面的相互作用,应用于涡轮叶片表面的清洗维修,可有效去除涡轮叶片基体因高温氧化形成的氧化物,伴随表层的重熔将叶片基体表面微观缺陷焊合,获得了光滑、平整的涡轮叶片修复表面。实现了HIPIB辐照在涡轮叶片表面再制造方面的应用。 展开更多
关键词 强流脉冲离子束 烧蚀 重熔 应力波 表面清洗维修
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强流脉冲离子束辐照对不锈钢耐腐蚀性能的影响 被引量：5
18
作者 王旭 刘臣 +3 位作者 王兰芳 祝美丽 雷明凯 张俊善 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期845-848,共4页
利用强流脉冲离子束(HIPIB)对316L不锈钢进行了表面辐照处理,研究了HIPIB辐照对其在0.5mol/L H2SO4溶液中电化学腐蚀性能的影响。极化曲线测量结果表明,HIPIB辐照能够显著提高316L的抗腐蚀性能,自腐蚀电流对辐照次数的依赖性与自腐蚀电... 利用强流脉冲离子束(HIPIB)对316L不锈钢进行了表面辐照处理,研究了HIPIB辐照对其在0.5mol/L H2SO4溶液中电化学腐蚀性能的影响。极化曲线测量结果表明,HIPIB辐照能够显著提高316L的抗腐蚀性能,自腐蚀电流对辐照次数的依赖性与自腐蚀电位相比明显较强。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)分析辐照后试样表面形貌、表面层相结构和元素分布的变化。结果表明:HIPIB辐照使试样表面光滑化,表面层产生择优取向,且发生了杂质元素的选择性烧蚀,是316L不锈钢耐电化学腐蚀性能得以提高的主要原因。 展开更多
关键词 强流脉冲离子束 不锈钢 耐腐蚀性能 辐照
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100MeV强流回旋加速器径向靶的研制 被引量：3
19
作者 管锋平 张天爵 +7 位作者 温立鹏 解怀东 李振国 刘更首 曹磊 吕银龙 宋国芳 张素平 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期934-937,共4页
在100MeV强流回旋加速器调试过程中,需对束流在加速器内的轴向和径向参数进行测量。径向靶系统是束流诊断系统中用于获取上述参数的主要部件,本文研制了3套阻挡式径向靶系统,并安装到加速器主体,获得了束流在连续加速过程中的轴向和径... 在100MeV强流回旋加速器调试过程中,需对束流在加速器内的轴向和径向参数进行测量。径向靶系统是束流诊断系统中用于获取上述参数的主要部件,本文研制了3套阻挡式径向靶系统,并安装到加速器主体,获得了束流在连续加速过程中的轴向和径向分布,为加速器运行提供了相应束流参数,并为后续加速器升级工作提供了必要的条件。 展开更多
关键词 径向靶 束流诊断 回旋加速器 强流束
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强流脉冲离子束辐照对DZ4合金性能的影响 被引量：5
20
作者 孙文飞 梅显秀 +3 位作者 李晓娜 赵林 马腾才 雷明凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2082-2086,共5页
用含C^n＋和H^＋、加速电压250kV、脉冲宽度70ns、束流密度160A／cm^2的强流脉冲离子束辐照DZ4合金．辐照次数分别为2，5．10．15。实验结果表明；辐照后样品的表面出现了熔坑，多次脉冲辐照后样品的表面熔坑边缘模糊甚至消失。近表面... 用含C^n＋和H^＋、加速电压250kV、脉冲宽度70ns、束流密度160A／cm^2的强流脉冲离子束辐照DZ4合金．辐照次数分别为2，5．10．15。实验结果表明；辐照后样品的表面出现了熔坑，多次脉冲辐照后样品的表面熔坑边缘模糊甚至消失。近表面存在厚1～2μm的重熔层，晶粒较细，晶界模糊；熔坑周围富集Cr和Mo等元素；强流脉冲离子束辐照处理后DZ4合金的耐腐蚀性能明显提高，腐蚀速率下降，这是由于辐照减弱了由于晶界和晶粒本体的成分差异而引起的晶界腐蚀；同时离子束辐照后的DZ4合金在高温氧化时更容易形成一层连续的保护性氧化物，其主要成分是致密的Al2O3，使得DZ4合金的耐高温氧化性能也有所改善。 展开更多
关键词 强流脉冲离子束 DZ4镍基高温合金 耐腐蚀性能 耐高温氧化性能 辐照
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