补充资料：离子束混合

离子束混合
ion beam mixinZ

禺子束混合(或淀积)ion beam mixing在基体表面镀上异类原子薄膜，再用离子束轰击，使界面处两类原子混合，最终形成平衡化合物、亚稳相或过饱和固溶体。 机制离子束混合机制一叮分为碰撞混合和扩散混合两大类。 碰撞混合包括以下3种。①初级反冲混合。高能离子入射到固体靶上，与靶表层原子发生直接反冲碰撞，把固体表面层原子输送到固体内部。若固体内存在界面.反冲原子穿过界面使其两侧的原子混合。②级联碰撞混合。入射离子与固体原子不断碰撞而失去能量，使能量淀积于固体中，致使固体的原子发生位移。当这些位移原子获得的能量超过固体原子位移阑能时，则可进一步同其他原子碰撞而使其位移，形成碰撞级联。级联过程所产生的大量位移原子如果发生在两种元素界面，将引起界面原子混合。③位移钉扎。其特征为运动粒子之间的碰撞产生位移叠加。 扩散混合包括以下两种。①辐照增强扩散混合。离子轰击固体表面形成大量非平衡点缺陷、空穴和空位团以及杂质原子复合体。在一定温度下，这些杂质和缺陷会热激活扩散，且杂质扩散因非平衡空穴存在而增强。于是，离子辐照在固体内形成复合体和空穴扩散、杂质流动等混合运动，并与辐照损伤、缺陷密度和基体温度有关。②辐射引起分离:其特征为缺陷通量的迁移。 从离子束混合的特点看:反冲混合受温度影响小，在低温时起主要作用，辐照增强扩散混合近似同基体温度成正比，在高温下起主要作用;从作用时间看，碰撞效应发生在10一‘”秒内，而扩散效应则在辐照开始以至辐照后l小时或更长的时间起作用;从棍合特征看，反冲混合是原子的单向输运过程，级联混合是各向同性的，扩散混合的方向是由杂质原子和缺陷作用的性质决定的。离子束引起固体中原子混合量除与固体材料本征扩散性质和注入温度有关外，还受载能离子参数(如能量、质量和剂量)的影响，重离子比较有效地引起原子碰撞和产生缺陷，混合效应则与离子剂量的平方根成正比。 应用离子束混合的一个重要应用，是在某种程度上可替代高剂量离子注入。提高金属表面耐磨损抗腐蚀性能，要求离子注入剂量高达10‘7离子/平方厘米以上，直接离子注入浓度受到表面溅射效应的限制，且注入时间长、靶表面升温等。离子束混合方法由于是先在金属基体表面镀一层混合元素的薄膜，再用离子轰击使其原子与基体原子棍合，掺杂的浓度可高达10‘”原子/平方厘米，而所需的离子剂量比直接离子注入低一、二个数量级、使离子辐照时间大为缩短，并由此发展成离子束扩散镀膜技术，用于制备精密仪表、航空、化工等方面所需耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化的部件。 离子束混合还用于获得亚稳过饱和固溶体和非晶相。将不活性衬底(5102)在真空中相间地淀积两种元素，形成一种多层结构的薄膜样品，然后用惰性元素离子(如Xe+)轰击，使各层原子混合并达到原子尺度的均匀化，形成过饱和固溶体或非晶相。这种离子束混合产生亚稳合金过程又称微合金化。用这种方法己得到不溶性金属合金，如Au一C。，Au一Ni固溶体和用其他方法(如急冷)未得到的Au一V系列非晶Cr不户反、

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