【摘要】： 本文本論文利用哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間材料與環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室的空間綜合輻照環(huán)境模擬設(shè)備對(duì)空間EUV太陽望遠(yuǎn)鏡實(shí)際使用的Al薄膜濾光片和Mo/Si多層膜反射鏡進(jìn)行模擬輻照,以透射電子顯微鏡(TEM)為主要分析手段,對(duì)質(zhì)子束輻照后實(shí)驗(yàn)樣品材料內(nèi)部形成的缺陷進(jìn)行觀察和分析,研究質(zhì)子輻照誘發(fā)的輻照效應(yīng)對(duì)光學(xué)材料微觀結(jié)構(gòu)的作用,總結(jié)和建立缺陷簇的形成和演化規(guī)律以及與材料光學(xué)和力學(xué)性能之間的關(guān)系,為揭示輻照條件下材料輻照損傷機(jī)制以及改善材料的抗輻照性能提供必要的理論儲(chǔ)備。 TEM分析表明,質(zhì)子輻照能夠在Al薄膜中誘發(fā)空位位錯(cuò)圈的現(xiàn)象,并且發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),隨輻照劑量增加,位錯(cuò)圈數(shù)量密度增加,樣品中空位簇缺陷的平均尺寸也在增加,空位傾向于形成較大的空位簇缺陷。同時(shí)在具有納米晶粒的Al濾光片中發(fā)現(xiàn)經(jīng)質(zhì)子輻照后在團(tuán)簇邊界處形成大量的環(huán)狀孔洞,正是這些孔洞的形成使Al濾光片透過率峰值由輻照前的12.1%增加到輻照后的15.0%,導(dǎo)致濾光片光學(xué)性能和力學(xué)性能衰退。 對(duì)在不同能量和劑量的質(zhì)子輻照下的Mo/Si多層膜反射鏡樣品輻照前后表面粗糙度的測(cè)量表明,輻照后Mo/Si多層膜反射鏡的表面粗糙度比輻照前明顯增加。表面粗糙度的增加使散射光線能量逐漸增大從而最終導(dǎo)致反射率的降低。 通過對(duì)輻照前后Mo/Si多層膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)質(zhì)子輻照后Mo/Si多層膜結(jié)構(gòu)仍陳現(xiàn)周期性變化,但結(jié)構(gòu)的同一性遭到破壞；輻照后Mo/Si多層膜層與層之間的界面比輻照前更為粗糙；于此同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)輻照后Mo/Si多層膜的層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的扭曲現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,由于帶電粒子的輻照損傷,質(zhì)子輻照會(huì)使Mo/Si多層膜反射鏡的反射率降低,且質(zhì)子能量越低、劑量越大對(duì)多層膜的反射率影響越明顯。這主要是因?yàn)檩椪漳芰吭降唾|(zhì)子在材料中的射程就越短,那么質(zhì)子在多層膜材料中沉積的濃度也越大,對(duì)表面膜層的損傷則更為顯著。
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圖片說明： Fig3.9TheaveragesizeofthevacanciesdisloeationlooPunderdifferentirradiationdoses3.3輻照前后Al濾光片的微觀結(jié)構(gòu)圖3.10(a)為Al薄膜濾光片輻照前的犯M圖像，，圖中右上角的插圖為相應(yīng)區(qū)域的電子衍射圖，從圖中可以看出川濾光片實(shí)際上是晶粒尺寸在幾納米到20nIn之間的薄膜晶體，晶粒內(nèi)部沒有發(fā)現(xiàn)任何晶體缺陷。此外，從3.10(a)中我們還隱約發(fā)現(xiàn)在Al濾光片中存在平均尺寸大約為80nln的團(tuán)簇，團(tuán)簇邊界之間的界限并不十分明顯，這些大的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)由幾個(gè)Al晶粒構(gòu)成，團(tuán)簇結(jié)構(gòu)是電子束沉積工藝制備金屬薄膜的一種主要結(jié)構(gòu)特征。圖3.10(b)為Al濾光片經(jīng)能量為100Kev，輻照劑量為6x10ll/mmZ的質(zhì)子輻照后的化M圖像
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 我們知道地球的絕大部分能量主要來源于太陽，當(dāng)太陽爆發(fā)劇烈的活動(dòng)時(shí)，巨大的能量和物質(zhì)如磁場(chǎng)、粒子、電磁波等將在很短的時(shí)間內(nèi)拋向行星際空間，從而使空間環(huán)境發(fā)生災(zāi)害性的變化，如圖1.1所示[3]。由圖1.1可以看出，當(dāng)這些物質(zhì)到達(dá)地球時(shí)，通過某種復(fù)雜偶合關(guān)系進(jìn)入磁層，地球的磁層使進(jìn)入其中的物質(zhì)和能量重新分布，從而使近地空間環(huán)境產(chǎn)生巨大擾動(dòng)，產(chǎn)生災(zāi)害性空間天氣影響人類的正�；顒�(dòng)，給人類帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。圖1.2顯示了太陽、行星際空間、近地空間及災(zāi)害性空間天氣之間的關(guān)聯(lián)和過程[’]。圖1.1日地相互作用 Fig1.1Theinteraetionofthesunandtheearth/。汽認(rèn)尸
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH751

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2514659