题目：低能荷能粒子注入对金属表面性能的影响

强脉冲离子束技术（IPIB）起源于20世纪70年代末期的惯性约束核聚变（Inertial Cconfinement Fusion-ICF）和高能密度物理研究。IPIB作为一种载能束与传统的粒子注入不同，因其自身的优越性已经广泛应用于材料表面处理，尤其是在金属（合金）材料表面改性方面取得了很大进展。经过近几十年的实验研究发现，粒子能量从几十eV到几百KeV，即中低能量的粒子在材料清洗、改性方面具有独特的优势：低能量粒子入射材料表面，动量仅传递给了非常表面的吸附原子，提高了表面吸附原子的移动能力，有利于生长致密的结构。同时，由于能量比较低，降低了压入表面原子或自身被陷入亚表面的几率，因而避免产生太大的残余应力。本论文主要针对能量在80～250KeV，离子束30%Cn++70%H+辐照后，金属材料特别是钛合金飞机发动机压气机叶片表面性能变化进行分析研究。结果表明，(1) 对于（ + ）型两相钛合金的压气机叶片，经离子束辐照后表面粗糙度得到很大程度的改善，在合适的参数下其表面Ra可达0.05μm，表面明显光顺化；(2) 在样品局部显现出Mo元素富集现象，并出现新相Al6MoTi和AlMoTi2，由此可以判断叶片表面存在择优烧蚀现象；(3) 在辐照次数相对较多时，O元素的含量降低50%，甚至更高，C元素的含量降低20%左右，表面的碳和氧化物得到很好清洗。(4)在实验发现：除了个别参数外，其他参数的IPIB辐照均使压气机叶片表面产生不同程度的裂纹，这与IPIB对其他金属辐照所产生的现象有显著差别。为此，我们就裂纹的形成机制，分别做了相关测试，进行了初步探讨。有关裂纹形成，考虑受三种因素影响：从截面 相和 相的变化，初步判断辐照使用H+元素对裂纹的形成起了很大作用，另外辐照过程本身造成的极强的应力波和极高的温度无疑扩大了H+元素对裂纹的影响；选择性烧蚀对裂纹的形成也有一定的作用。对于裂纹的形成原因，需要通过更进一步的测试和分析进行确定，为以后的辐照处理提供借鉴。