摘要：钨材料因其自身具有高熔点、高热导率、低溅射率等优点成为国际热核实验反应堆计划中面向等离子体材料的候选材料。到目前为止，人们已经普遍认为在表面温度为900〜1800℃的情况下，用氦离子辐照多晶钨材料可以在表面形成钨纳米丝状结构。由于钨纳米丝具有低导热性和差的机械性能，所以研究钨纳米丝的温度特性就显得十分有必要。

本实验利用氦等离子体在特定条件下辐照钨材料表面使其产生钨纳米丝结构，在不同温度下对表面钨纳米丝进行退火实验，利用扫描电子显微镜（SEM）原位观察钨纳米丝的微观结构随温度的演化规律。当退火温度从200℃增加到400℃时，纳米丝的密度缓慢下降，400℃以上退火后发现钨纳米丝密度明显下降。在1000℃的退火温度下可观察到大量的纳米级钨晶粒。研究结果表明在温度从500℃增加到1000℃的过程中，当温度到达900℃时，纳米丝的结构变化最为剧烈。

利用热脱附光谱实验来研究钨纳米丝中氦原子随温度的脱附率。得到氦原子随着温度连续变化从钨表面脱附出来的变化率，研究结果表明温度在室温—400℃的时候，纳米丝中的氦释放，脱附率发生微小变化，温度从500℃增加到1000℃的过程中，当温度到达900℃时，氦离子的脱附率达到最高。

关键词：氦辐照；钨纳米丝；退火实验；扫描电子显微镜；热脱附光谱实验

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1钨材料-1

1.1.1钨材料结构-1

1.1.2钨材料性质及特点-1

1.2钨纳米丝的形成-2

1.2.1在多晶钨表面形成钨纳米丝的两个必要条件-2

1.2.2钨纳米丝的形成及观察-2

1.2.3钨纳米丝的制备-2

1.3钨纳米丝的温度特性研究现状-3

1.4等离子辐照平台的原理及操作-3

1.5扫描电子显微镜的原理及操作-4

1.5.1扫描电子显微镜的组成-4

1.5.2扫描电子显微镜的工作原理-4

1.6热脱附实验仪的原理及操作-5

1.6.1热解吸谱（TDS）分析-5

1.6.2热脱附实验仪的操作-5

1.7论文选题背景-6

2.实验部分-7

2.1实验参数及流程-7

3.结果与讨论-9

3.1扫描电子显微镜（SEM）原位观察钨纳米丝随温度变化的演化规律-9

3.2热解吸谱（TDS）分析氦原子脱附率-11

4.结论-14

参考文献-15

致谢-16