| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第1章 绪论 | 第14-33页 |
| 1.1 引言 | 第14页 |
| 1.2 离子注入表面改性技术 | 第14-17页 |
| 1.2.1 束线离子注入 | 第14-15页 |
| 1.2.2 等离子体浸没离子注入 | 第15-17页 |
| 1.3 浸没离子注入关键技术研究现状 | 第17-30页 |
| 1.3.1 硬件设备研究 | 第17-20页 |
| 1.3.2 注入均匀性研究 | 第20-25页 |
| 1.3.3 二次电子研究 | 第25-27页 |
| 1.3.4 注入鞘层数值模拟 | 第27-30页 |
| 1.4 凹陷表面离子注入改性局限性 | 第30-31页 |
| 1.5 本文的研究内容 | 第31-33页 |
| 第2章 实验材料及表征方法 | 第33-41页 |
| 2.1 实验材料 | 第33页 |
| 2.2 实验设备及原理 | 第33-35页 |
| 2.2.1 实验设备 | 第33-34页 |
| 2.2.2 复合加速离子注入原理 | 第34-35页 |
| 2.3 实验设计及参数 | 第35-39页 |
| 2.3.1 脉冲离子源束流测试 | 第35页 |
| 2.3.2 离子束发散性测试 | 第35-36页 |
| 2.3.3 氮离子注入实验 | 第36-38页 |
| 2.3.4 氮离子辅助 DLC 薄膜注入沉积 | 第38页 |
| 2.3.5 凹槽型工件注入沉积 DLC 薄膜 | 第38-39页 |
| 2.4 膜层分析与表征方法 | 第39-41页 |
| 2.4.1 X 射线光电子能谱分析 | 第39-40页 |
| 2.4.2 激光拉曼光谱分析 | 第40页 |
| 2.4.3 扫描电镜观察 | 第40页 |
| 2.4.4 原子力显微镜观察 | 第40页 |
| 2.4.5 纳米压痕测试 | 第40页 |
| 2.4.6 耐磨损性能分析 | 第40页 |
| 2.4.7 电化学腐蚀测试分析 | 第40-41页 |
| 第3章 束线/浸没复合加速离子注入电源系统的研制 | 第41-68页 |
| 3.1 引言 | 第41页 |
| 3.2 高压脉冲电源研制 | 第41-55页 |
| 3.2.1 主电路结构 | 第42页 |
| 3.2.2 基于 PLC 控制系统 | 第42-44页 |
| 3.2.3 高压脉冲电源输出特性 | 第44-46页 |
| 3.2.4 高压脉冲前后沿对离子注入的影响 | 第46-48页 |
| 3.2.5 高压脉冲前后沿控制 | 第48-53页 |
| 3.2.6 陡脉冲后沿高压注入鞘层恢复特性测量 | 第53-55页 |
| 3.3 束线离子源脉冲化 | 第55-63页 |
| 3.3.1 匹配电路设计 | 第55-57页 |
| 3.3.2 阳极电源调试 | 第57-58页 |
| 3.3.3 脉冲束流测试 | 第58-62页 |
| 3.3.4 束斑大小测量 | 第62-63页 |
| 3.4 束线/浸没协同注入调试 | 第63-67页 |
| 3.4.1 复合注入过程负载波形 | 第63-65页 |
| 3.4.2 复合加速离子注入自辉光放电特性 | 第65-67页 |
| 3.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 第4章 平面靶台复合加速离子注入 PIC 数值模拟 | 第68-93页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 复合加速离子注入 PIC 模型的建立 | 第68-72页 |
| 4.3 平面靶台复合加速离子注入动力学行为 | 第72-78页 |
| 4.3.1 等离子鞘层的时空演化 | 第73-74页 |
| 4.3.2 注入剂量分布 | 第74-76页 |
| 4.3.3 注入能量分布 | 第76-77页 |
| 4.3.4 注入角度分布 | 第77-78页 |
| 4.4 注入参数对离子动力学行为的影响 | 第78-90页 |
| 4.4.1 离子与中性气体的碰撞效应 | 第78-82页 |
| 4.4.2 靶台偏压效应 | 第82-85页 |
| 4.4.3 离子密度的影响 | 第85-87页 |
| 4.4.4 靶台半径的影响 | 第87-90页 |
| 4.5 平面靶复合加速氮离子注入实验 | 第90-92页 |
| 4.6 本章小结 | 第92-93页 |
| 第5章 凹槽型工件复合加速离子注入数值模拟 | 第93-116页 |
| 5.1 引言 | 第93页 |
| 5.2 凹槽型工件复合加速离子注入等离子鞘层特性 | 第93-97页 |
| 5.2.1 凹槽工件复合加速离子注入模型 | 第93-94页 |
| 5.2.2 浸没离子注入鞘层 | 第94-95页 |
| 5.2.3 复合加速离子注入鞘层 | 第95-97页 |
| 5.3 工艺参数对凹槽复合加速离子注入的影响 | 第97-113页 |
| 5.3.1 束流能量的影响 | 第97-102页 |
| 5.3.2 工作气压的影响 | 第102-105页 |
| 5.3.3 靶台偏压幅值的影响 | 第105-108页 |
| 5.3.4 凹槽深度的影响 | 第108-110页 |
| 5.3.5 靶台高度的影响 | 第110-113页 |
| 5.4 凹槽型工件复合加速氮离子注入实验 | 第113-115页 |
| 5.5 本章小结 | 第115-116页 |
| 第6章 束线/浸没复合加速离子注入实验研究 | 第116-143页 |
| 6.1 引言 | 第116页 |
| 6.2 氮离子辅助注入沉积 DLC 薄膜及性能表征 | 第116-130页 |
| 6.2.1 DLC 薄膜形貌及膜厚分析 | 第116-121页 |
| 6.2.2 膜层结构及成分分析 | 第121-126页 |
| 6.2.3 硬度及耐磨性能分析 | 第126-130页 |
| 6.3 凹槽型工件复合加速离子注入沉积改性研究 | 第130-142页 |
| 6.3.1 不同位置膜层宏观形貌及厚度 | 第130-132页 |
| 6.3.2 不同位置膜层摩擦特性测试分析 | 第132-136页 |
| 6.3.3 不同位置膜层耐腐蚀性 | 第136-142页 |
| 6.4 本章小结 | 第142-143页 |
| 结论 | 第143-145页 |
| 参考文献 | 第145-158页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第158-161页 |
| 致谢 | 第161-162页 |
| 个人简历 | 第162页 |