搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高功率离子束辐照膜基双层靶温度场的数值研究

吴迪 宫野 雷明凯 刘金远 王晓钢 刘悦 马腾才

引用本文:
Citation:

高功率离子束辐照膜基双层靶温度场的数值研究

吴迪, 宫野, 雷明凯, 刘金远, 王晓钢, 刘悦, 马腾才

Numerical study on the evolution of temperature of double-layer target irradiated by high power ion beam

Wu Di, Liu Jin-Yuan, Gong Ye, Wang Xiao-Gang, Liu Yue, Ma Teng-Cai, Lei Ming-Kai
PDF
导出引用
  • 采用TRIM程序模拟高功率离子束与铝基钛膜双层靶的相互作用.计算了束流在靶材内的能量沉积及分布情况,并以此沉积能量为热源项,采用有限差分方法求解非线性热传导方程,得到了温度场的分布规律,分析了不同离子流密度对界面物质状态的影响.结果表明,离子束电流密度在100—200 A/cm2之间取值时,脉冲结束后界面处两种物质均达到熔融状态.
    The interaction between high power ion beam and the double-layer target system consisting of Ti film and Al substrate was simulated by TRIM Code. The evolution of energy distribution in the double-layer target irradiated by high power ion beam (HPIB) was obtained. Using the deposited energy in the target as the thermal source term in the nonlinear thermal conduction equations, finite differential method was used to solve the equations. And one-dimensional spatial and temporal evolution of the temperature of the Ti/Al double-layer target irradiated by HPIB during a pulse was obtained. The effect of the ion beam current density on the phase state of the film substrate interface was analyzed. The results show that both Ti and Al are melted at the interface when the ion beam current density is between 100 and 200 A·cm-2.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2008CB717801)、国家自然科学基金(批准号:10975026)和大连大学博士启动基金(批准号:SBQ200810)资助的课题.
    [1]

    Korotaev A D, Ovchinnikov S V, Pochivalov Y I , Tyumentsev A N, Shchipakin D A, Tretjak M V, Isakov L F, Remnev G E 1998 Surf. Coat. Technol. 105 84

    [2]

    Shulov V K, Nochovnaya N A, Remnev G E 1998 Mater. Sci. Eng. A 243 290

    [3]

    Remnev G E, Isakov I F, Opekounov M S, Matvienko V M, Ryzhkov V A, Struts V K, Grushin I I, Zakoutayev A N, Potyomkin A V, Tarbokov V A, Pushkaryov A N, Kutuzov V L, Ovsyannikov M Y 1999 Surf. Coat. Technol. 114 206

    [4]

    Zhao W J, Yan S, Le X Y, Han B X, Xue J M, Wang Y G, Remnev G E, Opekounov M S, Isakov I F, Grushin I I 2000 Nucl. Technol. 23 689 (in Chinese)[赵渭江、颜 莎、乐小云、 韩宝玺、薛建明、王宇钢、Remnev G E, Opekounov M S, Isakov I F, Grushin I I 2000 核技术 23 689]

    [5]

    Yang H L, Qiu A C, Zhang J S, He X P, Sun J F, Peng J C, Tang J P, Ren S Q, Ouyang X P, Zhang G G, Huang J J, Yang L, Wang H Y, Li H Y, Li J Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 406 (in Chinese)[杨海亮、邱爱慈、张嘉生、何小平、孙剑锋、彭建昌、汤俊萍、任书庆、欧阳晓平、张国光、黄建军、杨 莉、王海洋、李洪玉、李静雅 2004 53 406]

    [6]

    Yan S, Le X Y, Zhao W J, Xue J M, Wang Y G 2005 Surf. Coat. Technol. 193 69

    [7]

    Zhu X P, Lei M K, Ma T C 2003 Nucl. Instrum. Meth. B 211 69

    [8]

    Zhu X P, Lei M K, Dong Z H, Miao S M, Ma T C 2003 Surf. Coat. Technol. 173 105

    [9]

    Wu D, Gong Y, Liu J Y, Wang X G, Liu Y, Ma T C 2006 Acta Phys. Sin. 55 398(in Chinese)[吴 迪、宫 野、刘金远、王晓钢、刘 悦、马腾才 2006 55 398]

    [10]

    Davis H A, Wood B P, Munson C P, Bitteker L J, Nastasi M A, Rej D J, Waganaar W J, Walter K C, Coates D M, Schleinitz H M 1998 Mater. Chem. Phys. 51 213

    [11]

    Gong Y, Zhang J H, Wang X D, Wu D, Liu J Y, Liu Y, Wang X G, Ma T C 2008 Acta Phys. Sin. 57 5095(in Chinese)[宫 野、张建红、王晓东、吴 迪、刘金远、刘 悦、 王晓钢、马腾才 2008 57 5095]

    [12]

    Wu D, Liu C, Zhu X P, Lei M K 2008 Chin. Phys. Lett. 25 1266

    [13]

    Warren M R, James P H, Ejup N G 1985 Handbook of Heat Transfer Fundamentals(Second Edition) (New York: McGrew Hill)

  • [1]

    Korotaev A D, Ovchinnikov S V, Pochivalov Y I , Tyumentsev A N, Shchipakin D A, Tretjak M V, Isakov L F, Remnev G E 1998 Surf. Coat. Technol. 105 84

    [2]

    Shulov V K, Nochovnaya N A, Remnev G E 1998 Mater. Sci. Eng. A 243 290

    [3]

    Remnev G E, Isakov I F, Opekounov M S, Matvienko V M, Ryzhkov V A, Struts V K, Grushin I I, Zakoutayev A N, Potyomkin A V, Tarbokov V A, Pushkaryov A N, Kutuzov V L, Ovsyannikov M Y 1999 Surf. Coat. Technol. 114 206

    [4]

    Zhao W J, Yan S, Le X Y, Han B X, Xue J M, Wang Y G, Remnev G E, Opekounov M S, Isakov I F, Grushin I I 2000 Nucl. Technol. 23 689 (in Chinese)[赵渭江、颜 莎、乐小云、 韩宝玺、薛建明、王宇钢、Remnev G E, Opekounov M S, Isakov I F, Grushin I I 2000 核技术 23 689]

    [5]

    Yang H L, Qiu A C, Zhang J S, He X P, Sun J F, Peng J C, Tang J P, Ren S Q, Ouyang X P, Zhang G G, Huang J J, Yang L, Wang H Y, Li H Y, Li J Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 406 (in Chinese)[杨海亮、邱爱慈、张嘉生、何小平、孙剑锋、彭建昌、汤俊萍、任书庆、欧阳晓平、张国光、黄建军、杨 莉、王海洋、李洪玉、李静雅 2004 53 406]

    [6]

    Yan S, Le X Y, Zhao W J, Xue J M, Wang Y G 2005 Surf. Coat. Technol. 193 69

    [7]

    Zhu X P, Lei M K, Ma T C 2003 Nucl. Instrum. Meth. B 211 69

    [8]

    Zhu X P, Lei M K, Dong Z H, Miao S M, Ma T C 2003 Surf. Coat. Technol. 173 105

    [9]

    Wu D, Gong Y, Liu J Y, Wang X G, Liu Y, Ma T C 2006 Acta Phys. Sin. 55 398(in Chinese)[吴 迪、宫 野、刘金远、王晓钢、刘 悦、马腾才 2006 55 398]

    [10]

    Davis H A, Wood B P, Munson C P, Bitteker L J, Nastasi M A, Rej D J, Waganaar W J, Walter K C, Coates D M, Schleinitz H M 1998 Mater. Chem. Phys. 51 213

    [11]

    Gong Y, Zhang J H, Wang X D, Wu D, Liu J Y, Liu Y, Wang X G, Ma T C 2008 Acta Phys. Sin. 57 5095(in Chinese)[宫 野、张建红、王晓东、吴 迪、刘金远、刘 悦、 王晓钢、马腾才 2008 57 5095]

    [12]

    Wu D, Liu C, Zhu X P, Lei M K 2008 Chin. Phys. Lett. 25 1266

    [13]

    Warren M R, James P H, Ejup N G 1985 Handbook of Heat Transfer Fundamentals(Second Edition) (New York: McGrew Hill)

  • [1] 朱海龙, 李雪迎, 童洪辉. 三维数值模拟射频热等离子体的物理场分布.  , 2021, 70(15): 155202. doi: 10.7498/aps.70.20202135
    [2] 刘宸, 孙宏祥, 袁寿其, 夏建平. 基于温度梯度分布的宽频带声聚焦效应.  , 2016, 65(4): 044303. doi: 10.7498/aps.65.044303
    [3] 薛明晰, 陈志斌, 王伟明, 欧阳慧泉, 刘先红, 宋岩, 张超, 肖文健, 侯章亚. 多波长红外激光二极管峰值光谱热漂移研究.  , 2014, 63(15): 154206. doi: 10.7498/aps.63.154206
    [4] 张冰瑞, 陈克安, 丁少虎. 复杂结构冲击声合成及实验验证.  , 2014, 63(22): 224303. doi: 10.7498/aps.63.224303
    [5] 王平, 尹玉真, 沈胜强. 三维有序排列多孔介质对流换热的数值研究.  , 2014, 63(21): 214401. doi: 10.7498/aps.63.214401
    [6] 支蓉, 龚志强, 王启光, 熊开国. 时间滞后对全球温度场关联性的影响.  , 2011, 60(8): 089202. doi: 10.7498/aps.60.089202
    [7] 冯爱霞, 龚志强, 黄琰, 王启光. 全球温度场信息熵的时空特征分析.  , 2011, 60(9): 099204. doi: 10.7498/aps.60.099204
    [8] 刘冬, 严建华, 王飞, 黄群星, 池涌, 岑可法. 火焰烟黑三维温度场和浓度场同时重建实验研究.  , 2011, 60(6): 060701. doi: 10.7498/aps.60.060701
    [9] 汪宇, 李晓东, 余量, 严建华. 滑动弧低温等离子体放电特性的数值模拟研究.  , 2011, 60(3): 035203. doi: 10.7498/aps.60.035203
    [10] 黄金哲, 王宏, 常彦琴, 沈涛, Andreev Y. M., Shaiduko A. V.. BBO晶体倍频中的温度场与光场耦合模拟.  , 2010, 59(9): 6243-6249. doi: 10.7498/aps.59.6243
    [11] 韩奇钢, 马红安, 肖宏宇, 李瑞, 张聪, 李战厂, 田宇, 贾晓鹏. 基于有限元法分析宝石级金刚石的合成腔体温度场.  , 2010, 59(3): 1923-1927. doi: 10.7498/aps.59.1923
    [12] 王启光, 侯威, 郑志海, 高荣. 东亚区域大气长程相关性.  , 2009, 58(9): 6640-6650. doi: 10.7498/aps.58.6640
    [13] 支蓉, 龚志强, 郑志海, 周磊. 基于矩阵理论的全球温度资料的尺度性研究.  , 2009, 58(3): 2113-2120. doi: 10.7498/aps.58.2113
    [14] 杨永明, 许启明, 过 振. 不同抽运光分布下端面抽运固体激光器中晶体的端面温度分布研究.  , 2008, 57(1): 223-229. doi: 10.7498/aps.57.223
    [15] 刘明强, 李斌成. 光学薄膜样品的温度场和形变场分析.  , 2008, 57(6): 3402-3409. doi: 10.7498/aps.57.3402
    [16] 宫 野, 张建红, 王晓东, 吴 迪, 刘金远, 刘 悦, 王晓钢, 马腾才. 强流脉冲离子束辐照双层靶能量沉积的数值模拟.  , 2008, 57(8): 5095-5099. doi: 10.7498/aps.57.5095
    [17] 王培杰, 吴国祯. 混沌体系中寻找周期轨迹的方法.  , 2005, 54(7): 3034-3043. doi: 10.7498/aps.54.3034
    [18] 杨海亮, 邱爱慈, 李静雅, 孙剑锋, 何小平, 汤俊萍, 王海洋, 黄建军, 任书庆, 邹丽丽, 杨 莉. 叠片法测量“闪光二号”加速器的高功率离子束能谱.  , 2005, 54(9): 4072-4078. doi: 10.7498/aps.54.4072
    [19] 杨海亮, 邱爱慈, 张嘉生, 何小平, 孙剑锋, 彭建昌, 汤俊萍, 任书庆, 欧阳晓平, 张国光, 黄建军, 杨 莉, 王海洋, 李洪玉, 李静雅. “闪光二号”加速器HPIB的产生及应用初步结果.  , 2004, 53(2): 406-412. doi: 10.7498/aps.53.406
    [20] 夏金松, 余金中. 一种新的基于最小平方逼近的广角光束传播方法.  , 2003, 52(3): 515-521. doi: 10.7498/aps.52.515
计量
  • 文章访问数:  8467
  • PDF下载量:  1903
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-07-12
  • 修回日期:  2009-11-21
  • 刊出日期:  2010-07-15

/

返回文章
返回
Baidu
map