載能離子減能輻照裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種載能離子減能輻照裝置，主要應(yīng)用于高能離子束輻照環(huán)境中的載能離子輻照材料實(shí)驗(yàn)，特別適合于核材料、半導(dǎo)體器件等輻照實(shí)驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]重離子具有輻照損傷大的優(yōu)點(diǎn)，可以快速的在材料當(dāng)中引入可控缺陷，目前許多核材料和航空器件的壽命評(píng)估也涉及到了缺陷的累積，相比于中子產(chǎn)生的缺陷，運(yùn)用重離子輻照的方法，可以快速的引入缺陷，并且引入的缺陷數(shù)量可控。要想模擬中子輻照產(chǎn)生的缺陷，需要在材料中形成均勻的輻照損傷區(qū)域，由于重離子輻照能量損失存在一定的能量末端峰值，并不是隨深度出現(xiàn)線性損傷區(qū)域，本試驗(yàn)裝置可以在加速器束線的終端把普通的高能單一能量束流降低到所需的210種能量，使能量沉積缺陷散開(kāi)在塊體材料的表面到一定深度的體積內(nèi)，從而在材料中形成了均勻的體缺陷。實(shí)現(xiàn)了真正的缺陷深度分布均勻性，更能真實(shí)的模擬了中子輻照損傷和空間輻射損傷。利用此減能裝置，可以在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)了 210種以?xún)?nèi)的能量輻照實(shí)驗(yàn)，這大大提高了離子束輻照實(shí)驗(yàn)的效率。運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)，在一次實(shí)驗(yàn)中幾乎可以覆蓋非常廣泛的能量范圍。綜上所述，本試驗(yàn)裝置的誕生大大提高了輻照實(shí)驗(yàn)的效率，拓寬了離子輻照實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范圍，也有望用于未來(lái)航天器件等的壽命評(píng)估之中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種載能離子減能輻照裝置。針對(duì)目前缺乏適用于核材料塊體材料的均勻輻照損傷裝置，本發(fā)明的目的在于從材料表面都一定深度載能離子產(chǎn)生均勻輻照損傷，更好的模擬核輻射環(huán)境條件下的中子損傷；也可以用于半導(dǎo)體器件的均勻缺陷摻雜。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種載能離子減能輻照裝置，其主要特點(diǎn)在于包括有在支架底盤(pán)上設(shè)有電機(jī)，電機(jī)左側(cè)輸出軸上設(shè)有左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)通過(guò)左側(cè)傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)左側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸，以帶動(dòng)左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，左側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架連接。
[0005]所述的載能離子減能輻照裝置，還包括有電機(jī)右側(cè)輸出軸上設(shè)有右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)通過(guò)右側(cè)傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)右側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸，以帶動(dòng)右側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，右側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架連接。
[0006]所述的載能離子減能輻照裝置，還包括有在所述的左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)與右側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的周邊上開(kāi)有多個(gè)小窗口，在每一個(gè)小窗口上安裝有不同厚度的減能金屬薄膜。
[0007]所述的載能離子減能輻照裝置，所述的減能金屬薄膜為Al膜。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
[0009]克服了高能重離子輻照實(shí)驗(yàn)束流能量單一、損傷區(qū)域不均勻、效率低下等缺點(diǎn)，可以在同一時(shí)間獲得不同能量輻照的樣品，從而使快重離子輻照實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋颖平朔磻?yīng)條件下中子輻照缺陷的模擬實(shí)驗(yàn)，也更適用于航空器件的壽命評(píng)估。采用了雙盤(pán)旋轉(zhuǎn)盤(pán)，大大地提高了金屬薄膜的厚度種類(lèi)，減少了單轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)體積過(guò)大浪費(fèi)空間等現(xiàn)象。利用此項(xiàng)技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成覆蓋幾乎更全面能量范圍的樣品，這在器件的壽命評(píng)估方面具有更大的應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將單一能量的實(shí)驗(yàn)變?yōu)槎喾N能量的實(shí)驗(yàn)，大大提高了輻照實(shí)驗(yàn)的效率。
[0010]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，體積減小，重量減輕，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)半徑很好的控制了兩盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈的位相差，能夠在束流窗口形成一個(gè)很好的金屬薄膜的組合厚度。
【附圖說(shuō)明】
:
[0011]圖1裝置立體示意圖；
[0012]圖2載能離子減能輻照裝置左主視圖；
[0013]圖3載能離子減能輻照裝置俯視圖；
[0014]圖4為圖2的右視圖；
[0015]圖5理論計(jì)算損傷曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。下面對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例1:一種載能離子減能輻照裝置，其包括有在支架底盤(pán)10上設(shè)有電機(jī)3，電機(jī)3左側(cè)輸出軸上設(shè)有左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)2通過(guò)左側(cè)傳動(dòng)皮帶5驅(qū)動(dòng)左側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸6，以帶動(dòng)左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)7，左側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架8連接。
[0018]還包括有在所述的左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)7與右側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)9的周邊上開(kāi)有多個(gè)小窗口，在每一個(gè)小窗口上安裝有不同厚度的減能金屬薄膜。
[0019]所述的減能金屬薄膜為Al膜。
[0020]實(shí)施例2:—種載能離子減能輻照裝置，還包括有電機(jī)3右側(cè)輸出軸上設(shè)有右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)I通過(guò)右側(cè)傳動(dòng)皮帶4驅(qū)動(dòng)右側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸11，以帶動(dòng)右側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)9，右側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架8連接。
[0021]其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0022]實(shí)驗(yàn)例:
[0023]在裝置運(yùn)行過(guò)程中，金屬薄膜分布在旋轉(zhuǎn)盤(pán)的周邊上，見(jiàn)圖1的扇面空位上，束流情況確定后，根據(jù)一系列計(jì)算，在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)均分的15個(gè)窗口上分別放置一系列不同厚度的金屬薄膜，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)一系列傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈能夠使前轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的A窗口與后轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的B窗口重合，也就是每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈存在1/15的位相差，達(dá)到金屬薄膜組合的目的。
[0024]運(yùn)行時(shí)。將本發(fā)明置于離子束傳輸真空管道的末端前，在真空腔室樣品前端。安裝各種不同厚度的減能金屬薄膜，薄膜采用重金屬膜(Al膜)，減能裝置兩個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)不同方向，每個(gè)圓盤(pán)可安裝15個(gè)不同厚度的金屬薄膜，兩個(gè)圓盤(pán)可組合210種不同厚度的金屬薄膜。電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)同時(shí)按不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可在材料的表面至一定入射深度形成均勻的輻照損傷
[0025]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種載能離子減能輻照裝置，其特征在于包括有在支架底盤(pán)上設(shè)有電機(jī)，電機(jī)左側(cè)輸出軸上設(shè)有左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)通過(guò)左側(cè)傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)左側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸，以帶動(dòng)左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，左側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架連接。
2.如權(quán)利要求1所述的載能離子減能輻照裝置，其特征在于還包括有電機(jī)右側(cè)輸出軸上設(shè)有右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)通過(guò)右側(cè)傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)右側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸，以帶動(dòng)右側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，右側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架連接。
3.如權(quán)利要求1所述的載能離子減能輻照裝置，其特征在于還包括有在所述的左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)與右側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的周邊上開(kāi)有多個(gè)小窗口，在每一個(gè)小窗口上安裝有不同厚度的減能金屬薄膜。
4.如權(quán)利要求3所述的載能離子減能輻照裝置，其特征在于所述的減能金屬薄膜為Al膜。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及到一種載能離子減能輻照裝置，主要應(yīng)用于高能離子束輻照環(huán)境中的載能離子輻照材料實(shí)驗(yàn)，特別適合于核材料、半導(dǎo)體器件等輻照實(shí)驗(yàn)。一種載能離子減能輻照裝置，其主要特點(diǎn)在于包括有在支架底盤(pán)上設(shè)有電機(jī)，電機(jī)左側(cè)輸出軸上設(shè)有左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出盤(pán)通過(guò)左側(cè)傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)左側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)軸，以帶動(dòng)左側(cè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，左側(cè)固定圓盤(pán)與轉(zhuǎn)盤(pán)支架連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于材料的表面至一定入射深度形成均勻的輻照損傷，可更加快速準(zhǔn)確的模擬核材料的中子輻照損傷實(shí)驗(yàn)。
【IPC分類(lèi)】G21K5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104835549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510111772
【發(fā)明人】宋銀, 張崇宏, 楊義濤, 緱潔, 張麗卿
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日