金属学报  2005, Vol. 41 Issue (4): 417-420

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Al离子高温注入Fe靶的表面合金化研究

陈 涛;常海威;雷明凯

大连理工大学材料工程系; 大连 116024

Surface Alloying Of Al Ion Implantation Into Fe Target At Elevated Temperature

CHEN Tao; CHANG Haiwei; LEI Mingkai

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

陈涛; 常海威; 雷明凯 . Al离子高温注入Fe靶的表面合金化研究[J]. 金属学报, 2005, 41(4): 417-420 .
, , . Surface Alloying Of Al Ion Implantation Into Fe Target At Elevated Temperature[J]. Acta Metall Sin, 2005, 41(4): 417-420 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(148 KB)   摘要: 利用能量120 keV的Al离子注入250和500℃的Fe靶, 研究了高温注入条件下Fe靶表层合金化过程. Fe靶表层Al的浓度－深度分布和相结构分别采用Rutherford背散射谱(RBS)和X射线衍射谱(XRD)分析. 实验结果表明: 注入剂量为11017cm-2时, Al离子注入250 和500℃Fe靶的注入深度分别为180和200 nm, 峰值浓度均为10%(原子分数)。离子注入层中形成了金属间化合物Al13Fe4相, 同时记录到少量残留氧造成的氧化物AlFeO3相。利用有效形成热模型合理解释了Al离子高温注入Fe靶的合金相形成规律, 利用相应金属离子高温注入金属靶传质模型可获得与实验相符的结果。 关键词 ： Fe靶,  Al离子注入,  高温,  表面合金化     Abstract：Surface alloying of Al ion implantation into Fe target with an ion energy of 120 keV has been investigated at the implantation temperatures of 250 and 500℃. The Al concentration--depth profiles and structure changes on the implanted Fe surface were determined by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS) and X--ray diffraction (XRD), respectively. It is shown that at a dose of 1x1017ions cm-2, the Al ion implantation depths are 180 and 200 nm at the substrate temperatures of 250 and 500℃, respectively, while both the Al peak concentrations are 10% (atomic fraction). The intermetallic Al13Fe4 was formed at the temperatures of 250 and 500℃, the oxide AlFeO3 phase was also detected due to the contaminant oxygen. The model of effective heat formation was successfully adopted to interpret the intermetallics formation during Al ion implantation into Fe target at elevated temperature. The calculation results of concentration--depth profiles by using the mass transfer model are consistent with the experimental results. Key words： Fe target    Al ion implantation    elevated temperature 收稿日期: 2004-05-26      ZTFLH:  TG174.445   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 陈涛 常海威 雷明凯 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2005/V41/I4/417 [1]Huang P, Hochman R F. Mater Sci Eng, 1985; A115: 257 [2]Lei M K, Zhang Z L. J Vac Sci Technol, 1995;13A: 2986 [3]Williamson D L, Ozturk O, Wei R, Wilbur P J. Surf Coat Technol, 1994; 65: 15 [4]Lei M K, Zhang Z L, Ma T C. Surf Coat Technol, 2000; 131: 317 [5]Chang H W, Chen T, Lei M K. Acta Metall Sin, 2004; 40: 629 (常海威,陈涛,雷明凯.金属学报,2004;40:629) [6]Chang H W, Lei M K. Comput Mater Sci, to be published [7]Zhang T H, Ji C Z, Yang J H, Chen J, Shen J H, Lin W L, Gao Y Z, Sun G R. Surf Coat Technol, 1992; 51: 455 [8]Miao W, Tao K, Liu X T, Liu B X. Surf Coat Technol, 2001; 140: 136 [9]Prudencio L M, da Silva R C, da Silva M F, Scares J C, Conde O, Vilar R. Surf Coat Technol, 2000; 128-129: 166 [10]Pretorius R. Mater Res Soc Proc, 1984; 25: 15 [11]Pretorius R, Vredenberg A M, Saris W J, de Reus R. J Appl Phys, 1991; 70: 3636 [12]Zhang T H, Wu Y G, Zhang Y W, Qian W D. Vacuum, 2002; 65: 127 [13]Ji C Z, Zhang T H, Zhang H X, Xie J D, Wang A M. Radiat Eff Defects Solids, 1994; 129: 161 [14]Miao W, Tao K, Liu B X, Li B. Nucl Iustrum Meth, 2000; 160B: 343 [15]Tu K N, Ottaviani G, Thompson R D, Mayer J W. J Appl Phys, 1985; 58: 4125 [16]Liu B X, Gao K Y. Mater Chem Phys, 1998; 54: 309 [17]Chang H W. M.S. Thesis, Dalian University of Technology, 2004 (常海威.大连理工大学工学硕士学位论文, 2004) [1] 白佳铭, 刘建涛, 贾建, 张义文. 高W高Ta型粉末高温合金的蠕变性能及溶质原子偏聚[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1230-1242. [2] 王磊, 刘梦雅, 刘杨, 宋秀, 孟凡强. 镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1173-1189. [3] 马德新, 赵运兴, 徐维台, 王富. 重力对高温合金定向凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1279-1290. [4] 陈佳, 郭敏, 杨敏, 刘林, 张军. 新型钴基高温合金中W元素对蠕变组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1209-1220. [5] 江河, 佴启亮, 徐超, 赵晓, 姚志浩, 董建新. 镍基高温合金疲劳裂纹急速扩展敏感温度及成因[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1190-1200. [6] 赵鹏, 谢光, 段慧超, 张健, 杜奎. 两种高代次镍基单晶高温合金热机械疲劳中的再结晶行为[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1221-1229. [7] 郑亮, 张强, 李周, 张国庆. 增/降氧过程对高温合金粉末表面特性和合金性能的影响：粉末存储到脱气处理[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1265-1278. [8] 卢楠楠, 郭以沫, 杨树林, 梁静静, 周亦胄, 孙晓峰, 李金国. 激光增材修复单晶高温合金的热裂纹形成机制[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1243-1252. [9] 毕中南, 秦海龙, 刘沛, 史松宜, 谢锦丽, 张继. 高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1144-1158. [10] 冯强, 路松, 李文道, 张晓瑞, 李龙飞, 邹敏, 庄晓黎. γ' 相强化钴基高温合金成分设计与蠕变机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1125-1143. [11] 李嘉荣, 董建民, 韩梅, 刘世忠. 吹砂对DD6单晶高温合金表面完整性和高周疲劳强度的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1201-1208. [12] 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. [13] 张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124. [14] 刘兴军, 魏振帮, 卢勇, 韩佳甲, 施荣沛, 王翠萍. 新型钴基与Nb-Si基高温合金扩散动力学研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 969-985. [15] 穆亚航, 张雪, 陈梓名, 孙晓峰, 梁静静, 李金国, 周亦胄. 基于热力学计算与机器学习的增材制造镍基高温合金裂纹敏感性预测模型[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1075-1086. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed