CN110849937A - 一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，包括以下步骤：步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。本发明具有操作简便、高效快捷的特点，适合推广应用。

Description

一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法
技术领域
本发明属于材料基因工程技术领域，涉及一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法。
背景技术
在材料基因工程-高通量筛选、设计新材料的大背景下，本发明提出高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法。采用喷涂法、激光熔覆法、磁控溅射等技术能够高通量制备成分梯度薄膜，已有采用薄膜电阻面扫技术测量非晶合金各点电阻值的实例，李明星采用薄膜电阻面扫技术测量Ir-Ni-Ta-(B)系非晶合金薄膜各点电阻值。但快速表征成分与性能的关系，尤其是表征多组元成分合金及其抗辐照性能的关系，目前尚无有效办法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法。采用原子力显微镜(AFM)表征经一定辐照剂量曝光前、后成分梯度薄膜纳米级厚度的变化，通过厚度的变化能够计算该成分下辐照肿胀程度，从而预测该成分的抗辐照性能。或者采用薄膜电阻面扫技术，利用四探针测量经一定辐照剂量曝光后成分梯度薄膜上每一点的电阻，由于厚度的变化会导致每一点的电阻不同，通过辐照肿胀率预测该成分的抗辐照性能。
其具体技术方案为：
一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，包括以下步骤：
步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；
步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。
进一步，步骤1中成分梯度薄膜的制备采用喷涂法、激光熔覆法、溶胶-凝胶法或者磁控溅射法。
进一步，步骤1和步骤2中的薄膜电阻面扫设备包括电阻取样装置、A/D转换装置、计算机滤波处理装置。
进一步，步骤1和步骤2中的原子力显微镜包括激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
相比于传统的制备一种成分合金，测试一个性能的方法，本发明的方法能够大大提高确定成分-性能之间相关联系的效率，本发明提出电阻与抗辐照性能之间的关联，再借助薄膜电阻面扫技术高通量表征电阻的特点，达到高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的目的。同时，本发明提出厚度与抗辐照性能之间的关联，再借助原子力显微镜高通量表征厚度的特点，达到高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的目的。本发明的方法具有操作简便、高效快捷的特点，适合推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，包括以下步骤：
步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；
步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。
步骤1中成分梯度薄膜的制备采用喷涂法。
步骤1和步骤2中的薄膜电阻面扫设备包括电阻取样装置、A/D转换装置、计算机滤波处理装置。步骤1和步骤2中的原子力显微镜包括激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管。
实施例2
一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，包括以下步骤：
步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；
步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。
步骤1中成分梯度薄膜的制备采用溶胶-凝胶法。
步骤1和步骤2中的薄膜电阻面扫设备包括电阻取样装置、A/D转换装置、计算机滤波处理装置。步骤1和步骤2中的原子力显微镜包括激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管。
实施例3
一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，包括以下步骤：
步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；
步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。
步骤1中成分梯度薄膜的制备采用激光熔覆法。
步骤1和步骤2中的薄膜电阻面扫设备包括电阻取样装置、A/D转换装置、计算机滤波处理装置。步骤1和步骤2中的原子力显微镜包括激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管。
实施例4
一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，包括以下步骤：
步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；
步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。
步骤1中成分梯度薄膜的制备采用磁控溅射法。
步骤1和步骤2中的薄膜电阻面扫设备包括电阻取样装置、A/D转换装置、计算机滤波处理装置。步骤1和步骤2中的原子力显微镜包括激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管。
实施例5
采用薄膜电阻面扫设备，每个薄膜能够扫描225个点的电阻，效率大概提高200倍。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将制备好的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤2、将经一定辐照剂量曝光后的成分梯度薄膜放置于原子力显微镜中进行厚度的表征或者放置于薄膜电阻面扫设备中进行电阻值的测量；
步骤3、将步骤2测量的厚度值减去步骤1测量的厚度值，得出厚度的变化即辐照肿胀程度，或者将步骤2测量的电阻值减去步骤1测量的电阻值，得出电阻值的变化即辐照肿胀程度；
步骤4、厚度变化越大或者电阻值变化越大即辐照肿胀程度越严重，该成分抗辐照性能越差。
2.根据权利要求1所述的高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，其特征在于，步骤1中成分梯度薄膜的制备采用喷涂法、激光熔覆法、溶胶-凝胶法或者磁控溅射法。
3.根据权利要求1所述的高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，其特征在于，步骤1和步骤2中的原子力显微镜包括激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管。
4.根据权利要求1所述的高通量表征成分梯度薄膜抗辐照性能的方法，其特征在于，步骤1和步骤2中的薄膜电阻面扫设备包括电阻取样装置、A/D转换装置、计算机滤波处理装置。
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