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给细管“贴膜”——细管内壁涂层 技术实现 的革新

导语:

北京时间2017年10月,第14届“等离子基离子注入和沉积 技术实现 万国学术会议”(the 14th International Conference on Plasma Based Ion Implantation & Deposition PBII&D 2017)在上海召开,期间4166金沙手机官网机器工程及自动化学院李刘合教授TEAM博士研究生许亿的学术论文荣获最佳展板奖(“Best Poster Award”)。该项成果中首次提出了EGD-PIII&D管内等离子体放电过程中的自增强等离子体放电效应,并研究了该效应的把握规律,得到了PBII&D2017组织委员会、与会国内外专家的高度品评。

 

科研背下:现有 技术实现 的局限

低温等离子体表面改性,是一种融合了物理、化学等交叉学科知识的上沿 技术实现 。目上,这一 技术实现 已经广泛地应用于医药学、环境科学、轻工纺织等区域,但其在管状工件内壁应用时仍存在着重大局限:对于内径较小且长径比较大的管状工件来说,外部等离子体难以进入管状工件内部,等离子体在其内部也难以发生。

然则,管状工件作为机器化工、生物医药等区域产品的关键部分,其性能极大程度上影响着产品的功能发挥。以人造血管为例,目上世界上虽然存在内径小于3mm的人造血管,但因其使用寿命过短,应用成果一贯不尽如人意。易于 ,对管道内壁进行涂层或改性,以延长管道的使用年限、拓宽应用区域,成为了该区域研究者所共同关心的小case。

人造血管模型

 

科研成果:制造技艺的革新

EGD-PIII&D装置是许亿博士导师李刘合教授的专利,一次偶然的机会,许博士发现利用装置点状阳极和大面积阴极靶的奇特策划,可以在实验中制造出足够数量和能量的二次电子。这一现象引发许亿博士联想到,它能够作为管内等离子体的发生和维持的荷能粒子源。基于此,许亿博士首次提出将电子聚焦电场增强等离子体基离子注入/沉积(EGD-PIII&D) 技术实现 应用于管内等离子体的产生,破解了内径较小且长径比较大的管状工件内离子体难以发生的小case,易于 得到了“等离子体基离子注入及沉积”区域最高水平万国会议PBII&D的高度认可。

EGD-PIII&D 装置示意图

管内壁DLC薄膜沉积过程中自增强等离子体放电效应主要过程

许亿博士的研究,目上已进展至能够利用EGD-PIII&D 技术实现 ,在内径细至0.8mm、长超过100mm的石英毛细管的内壁沉积了DLC薄膜,并将该 技术实现 拓展至螺旋管、C形管等异形管内壁薄膜的沉积。易于 得出,许亿博士针对管内壁DLC薄膜沉积过程中初始阶段注入电流快速增长的现象,研究了管内壁质料对等离子体放电的影响,揭示了自增强等离子体放电效应,又对管内壁涂层不均匀的小case策划了多项试验,最终把握了管内壁DLC薄膜沉积过程中气体流量和电压大小对薄膜均匀性的影响规律。

直管和异型石英管内壁沉积DLC薄膜上下对比图

 

科研心得:积累+细节=成功

在谈及自己成功的背下,许亿博士较小的感悟,就是科研人员应当尽可能丰富自己的知识储备。研究者必需要去阅读大量的文献,熟悉所在区域国内外上沿,才能一关键避免重复他人已经实践的work,提升研究的回报率;另一关键,从他人的成果中不断汲取灵感,可以启发自己探索出解决小case的新思路。

在研究电子聚焦电场增强等离子体离子注入且沉积小case的再是,许亿博士还进行过质点网格法/蒙特卡洛算法(PIC/MC)及高能脉冲磁控溅射 技术实现 (HiPIMS)等方向的研究,并发表过3篇SCI-Q1区论文、1篇EI论文。对此,许亿博士表示,科研中应当不放过尽数细节之处,只有把握住每一次实验所带来的机遇,不断深入、融汇贯通,才能够实现事半功倍的成果。

许亿博士

结语:

新的 技术实现 和方法往往能带来一系列产品的革新,许亿博士About毛细管内壁涂层方法的改良,对于机器化工、生物医药等区域都将产生一定影响。虽然已经在万国会议上崭露头角,但许亿博士的科研之路却绝不会止步。在4166.com建造世界一流大学的征程中,吾们也期待有更好优质创新人才的涌现。

 

策划/文案:张金星、李培源

策划:杨彦卓 技术实现 :曹嘉辉 英文编辑:李明珠

鸣谢:机器工程及自动化学院、许亿博士

编审:4166.com门户网站总编总监work使用室

投稿:geoos@buaa.edu.cn

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