[TiMing]：ZhouChengGunZhuDengLiZiTiJinMeiLiZiZhuRuGuoChengDeShuZhiMoNi
[作者]：于永澔[ZuoZhe]：YuYong[专业]：材料加工工程[ZhuanYe]：CaiLiaoJiaGongGongCheng
[导师]：汤宝寅[DaoShi]：TangBaoYin[学位]：硕士[XueWei]：ShuoShi
[单位]：哈尔滨工业大学[DanWei]：HaErBinGongYeDaXue
[关键词]：PIC模型;轴承滚珠;等离子体;离子注入
[时间]：20030701[页数]：51页[点击]：20042[分类号]：TH133.3[语种]：中文文摘[来源]： 毕业论文
[文摘]：cm<'-3>时,脉冲宽度为4μs,电压幅值从-20kV增加到-40KV时,3-4μs时鞘层扩展速度由0.93cm/μs变为1.12cm/μs;其次,当高压幅值恒为-10kv,脉冲宽度保持不变,等离子体密度由1.2×l0<'9>cm<'-3>增加到4.8×10<'9>cm<'-3>时,3-4μs时鞘层扩展速度由1.10cm/μs减小为0.93cm/μs;最后,通过对滚珠表面剂量的统计分析,结果表明PⅢ技术对静止滚珠的注入是不均匀的,当电压幅值为-40kV,等离子体密度为1.2×l0<'9>cm<'-3>时,对于与滚珠中心对称轴夹角大于120°的相应表面,在脉宽大于1.0μs以后没有任何离子注入.为了避免批量处理时相邻滚珠之间鞘层的重叠,模型对相邻球体在靶台上摆放的最小距离(即高压脉冲时间内滚珠周围鞘层的厚度)进行了计算;当电压为-40kV,等离子体密度为1.2×10<'9>cm<'-3>时,注入脉宽为10μs相邻滚珠之间的最小距离应大于40.88cm,注入脉宽为5μs相邻滚珠之间的最小距离应大于26.08cm;因此减小注入脉宽能有效增加批量处理时的均匀性.同时,对滚珠批量处理时的最优化工艺参数进行了计算,对于相同的电压和等离子体密度参数,脉冲宽度为4μs,当滚珠旋转速度小于20°S<'-1>,滚珠表面注入均匀性明显提高.'>该文通过二维的Particle-in-cell(PIC)模型对经PⅢ技术处理的工业轴承滚珠注入均匀性进行了研究.考虑到轴承滚珠和靶台所具有的轴对称性,选择二维柱坐标系对PⅢ过程的离子鞘层动态扩展进行理论模拟.在模拟过程中,可以改变滚珠直径,等离于体密度,高压脉冲宽度以及高压幅值,获得不同处理参数时归一化电势,等离子体密度和注入剂量的分布情况.对直径为3.96cm滚珠PⅢ过程的模拟得到了以下结论:首先,当等离子体密度为4.8×l0<'9>cm<'-3>时,脉冲宽度为4μs,电压幅值从-20kV增加到-40KV时,3-4μs时鞘层扩展速度由0.93cm/μs变为1.12cm/μs;其次,当高压幅值恒为-10kv,脉冲宽度保持不变,等离子体密度由1.2×l0<'9>cm<'-3>增加到4.8×10<'9>cm<'-3>时,3-4μs时鞘层扩展速度由1.10cm/μs减小为0.93cm/μs;最后,通过对滚珠表面剂量的统计分析,结果表明PⅢ技术对静止滚珠的注入是不均匀的,当电压幅值为-40kV,等离子体密度为1.2×l0<'9>cm<'-3>时,对于与滚珠中心对称轴夹角大于120°的相应表面,在脉宽大于1.0μs以后没有任何离子注入.为了避免批量处理时相邻滚珠之间鞘层的重叠,模型对相邻球体在靶台上摆放的最小距离(即高压脉冲时间内滚珠周围鞘层的厚度)进行了计算;当电压为-40kV,等离子体密度为1.2×10<'9>cm<'-3>时,注入脉宽为10μs相邻滚珠之间的最小距离应大于40.88cm,注入脉宽为5μs相邻滚珠之间的最小距离应大于26.08cm;因此减小注入脉宽能有效增加批量处理时的均匀性.同时,对滚珠批量处理时的最优化工艺参数进行了计算,对于相同的电压和等离子体密度参数,脉冲宽度为4μs,当滚珠旋转速度小于20°S<'-1>,滚珠表面注入均匀性明显提高.
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