【摘 要】
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精密零部件内表面的强化处理一直是材料表面改性研究领域一个倍受关注的难题.等离子体浸没离子注入(PIII)技术由于不受视线过程的限制,为精密内表面的改性提供了新的途径.但
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精密零部件内表面的强化处理一直是材料表面改性研究领域一个倍受关注的难题.等离子体浸没离子注入(PIII)技术由于不受视线过程的限制,为精密内表面的改性提供了新的途径.但这方面的初步理论研究认为,鞘层的交叉重叠将会给内表面PIII造成很大困难.该文在前人工作的基础上,首次建立了二维柱坐标内表面等离子体浸没离子注入过程数值模拟的流体模型,对圆筒内表面注入过程进行了大量数值模拟和深入分析,揭示了内表面注入的限制因素,分析了圆筒的几何尺寸、注入脉冲宽度和脉冲上升时间等参数对注入过程的影响,研究了内表面的注入均匀性问题,分析了注入均匀性的影响因素和影响规律.研究表明,圆筒内表面PIII存在着比较严重的注入能量偏低和注入剂量偏低的问题.导致内表面注入剂量和注入能量偏低的根本原因在于筒内鞘层的扩展特性和交叉重叠.在鞘层发生交叉重叠后的一段时间,注入过程会出现一个"死区",在这段时间内注入剂量和注入能量的增加都极为缓慢,选择注入脉宽时应避免进入这一区域.研究表明,圆筒的几何尺寸对内表面PIII有显著影响,圆筒长径比和圆筒壁厚的增加,都将导致内表面的注入剂量和注入能量下降.
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