金属学报  2004, Vol. 40 Issue (6): 629-

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Cr离子高温注入Al靶的传质模型

常海威 陈 涛 雷明凯

大连理工大学材料工程系; 大连 116024

A Mathematical Model on Coalescence and Removal of Inclusion Particles in Continuous Casting Tundish

CHANG Haiwei; CHEN Tao; LEI Mingkai

Department of Materials Engineering; Dalian University of Technology; Dalian 116024

常海威; 陈涛; 雷明凯 . Cr离子高温注入Al靶的传质模型[J]. 金属学报, 2004, 40(6): 629-.
, , . A Mathematical Model on Coalescence and Removal of Inclusion Particles in Continuous Casting Tundish[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(6): 629-.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(8024 KB)   摘要: 利用注入离子在固体中传输理论和辐照增强扩散理论建立了金属离子高温注入金属Al靶的传质模型, 计算了金属离子高温注入的浓度--深度分布. 在所建立的传质模型中采用动态Monte Carlo方法模拟离子注入过程, 引入饱和浓度限模拟晶体靶局部饱和现象; 采用基于辐照增强扩散的扩散方程描述注入粒子扩散过程; 根据缺陷线性退火理论确定辐照增强扩散系数; 结合杂质原子和非平衡空位扩散方程给出了注入粒子的浓度分布; 在扩散方程中引入了空位源函数并考虑了离子溅射造成的表面退让效应. 针对离子能量140 keV, 温度250, 400和510℃的Cr离子注入Al靶计算得到的浓度--深度分布与实验结果相符. 关键词 ： 高温离子注入,  Monte,  Carlo模拟,  扩散     Abstract：A mass transfer model has been built up for metal ion implantation into Al target at elevated temperature, based on the transport of ions in matter and the radiation enhanced diffusion theory, which is applicable to calculate the concentration--depth profiles of the implanted species. With the model, the ion implantation process at elevated temperature was simulated by the Monte Carlo method and the local saturation behavior in the crystal target simulated using a maximum allowed atomic fraction. Moreover, the diffusion process was described with the radiation enhanced diffusion theory. Thus the concentration--depth profiles of the implanted species were determined from the diffusion equations for the implanted species and nonequilibrium vacancies, and the radiation enhanced diffusion coefficient was obtained by taking into account the linear annealing defects. The nonequilibrium vacancy source function and the surface sputtering effects were introduced in the diffusion equations. The calculated concentration-depth profiles of Cr ions implanted into Al are consistent with the experimental ones at the target temperatures of 250, 400 and 510℃, with an ion energy of 140 keV. Key words： ion implantation at high temperature    Monte Carlo method    thermal diffusion 收稿日期: 2003-07-01      ZTFLH:  TB115   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 常海威 陈涛 雷明凯 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I6/629 [1] Huang P, Hochman R F. Mater Sci Eng, 1985; A115: 257 [2] Lei M K, Dai L S, Yuan L J, Liu F L, Zhang Z L. Mater Mech Eng, 1995; 19: 29 [3] Williamson D L, Ozturk O, Wei R, Wilbur P J. Surf Coat Technol, 1994; 65: 15 [4] Lei M K, Zhang Z L. J Vac Sci Technol, 1995; A13: 2986 [5] Gao K Y, Liu B X. J Appl Phys, 1997; 82: 2209 [6] Lei M K, Zhu X M, Yuan L J, Zhang Z L. Acta Metall Sin, 1999; 35: 767(雷明凯, 朱雪梅, 袁力江, 张仲麟.金属学报, 1999; 35: 767) [7] Valiev S H, Pugacheva T S, Jurabekova F G, Lam S A,Miyagawa Y. Nucl Instr Meth B, 1997; 127-128: 265 [8] Biersack J P. Nucl Instr Meth B, 1987; 27: 21 [9] Moller W, Eckstein W. Comput Phys Commun, 1988; 51:355 [10] Dienes G J, Damask A C. J Appl Phys, 1958; 29: 1713 [11] Cao Z X. Surf Sci, 2000; 452: 220 [12] Pretorius R, Vredenberg A M, Saris F W, de Reus R. J Appl Phys, 1991; 70: 3636 [13] Brandes E A. Smithells Metals Reference Book. London:Butterworths & Co Ltd, 1983: 13 [14] Porter D A, Easterling K E. Phase Transformations in Metals and Alloys. Oxford: Van Nostrand Reinhold Co.Ltd, 1981; 44 [15] Cahn R W. Physical Metallurgy. North-Holland, 1970; 98 [16] Prudencio L M, da Silva R C, da SiLva M F. Surf Coat Technol, 2000; 128-129: 166 [17] Huang Y. PhD Thesis, Dalian: Dalian Maritime University, 1996; 46h [1] 宫声凯, 刘原, 耿粒伦, 茹毅, 赵文月, 裴延玲, 李树索. 涂层/高温合金界面行为及调控研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1097-1108. [2] 徐文国, 郝文江, 李应举, 赵庆彬, 卢炳聿, 郭和一, 刘天宇, 冯小辉, 杨院生. 微量Al、Ti对Inconel 690合金高温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1547-1558. [3] 刘路军, 刘政, 刘仁辉, 刘永. Nd90Al10 晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1457-1465. [4] 李赛, 杨泽南, 张弛, 杨志刚. 珠光体-奥氏体相变中扩散通道的相场法研究[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1376-1388. [5] 沈莹莹, 张国兴, 贾清, 王玉敏, 崔玉友, 杨锐. SiCf/TiAl复合材料界面反应及热稳定性[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1150-1158. [6] 李细锋, 李天乐, 安大勇, 吴会平, 陈劼实, 陈军. 钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 473-485. [7] 化雨, 陈建国, 余黎明, 司永宏, 刘晨曦, 李会军, 刘永长. 高Cr铁素体耐热钢与奥氏体耐热钢的异种材料扩散连接接头组织演变及力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 141-154. [8] 刘仲武, 何家毅. 钕铁硼永磁晶界扩散技术和理论发展的几个问题[J]. 金属学报, 2021, 57(9): 1155-1170. [9] 陈胜虎, 戎利建. 超细晶铁素体-马氏体钢的高温氧化成膜特性及其对Pb-Bi腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 989-999. [10] 李娟, 赵宏龙, 周念, 张英哲, 秦庆东, 苏向东. CoCrFeNiCu高熵合金与304不锈钢真空扩散焊[J]. 金属学报, 2021, 57(12): 1567-1578. [11] 刘晨曦, 毛春亮, 崔雷, 周晓胜, 余黎明, 刘永长. 低活化铁素体/马氏体钢组织调控及其固相连接研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1521-1538. [12] 孙正阳, 杨超, 柳文波. UO2烧结过程的相场模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1295-1303. [13] 王超, 张旭, 王玉敏, 杨青, 杨丽娜, 张国兴, 吴颖, 孔旭, 杨锐. SiCf/Ti65复合材料界面反应与基体相变机理[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1275-1285. [14] 丁文, 王小京, 刘宁, 秦亮. CoCrFeMnNi高熵合金作为中间层的Cu/304不锈钢扩散连接研究[J]. 金属学报, 2020, 56(8): 1084-1090. [15] 孙正阳, 王昱天, 柳文波. 气孔与晶界相互作用的相场模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(12): 1643-1653. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed