栅极增强等离子体源离子注入(Grid-enhanced plasma source ion implantation,简称GEPSII)方法是我们实验室新近提出的一种用于管状材料内表面改性的新方法.针对此实验方法,该文利用计算机数值模拟对GEPSII过程中栅网和内壁间的离子鞘层扩展动力学过程进行了研究,计算了各种不同实验参数条件下离子注入量和注入能量等注入参数的变化,以求为实验工作提供相应的理论指导.该论文工作具体采用的计算方法包括无碰撞流体模型、碰撞流体模型、双离子流体模型、Monte Carlo模型.采用这些计算方法并根据具体实验选用合理的初始条件和边界条件,该文从理论角度分别研究了GEPSII方法的可行性及优越性;栅网、管子半径及工作气压对离子注入效果的影响;等离子体源中的离子成分比对离子注入效果的影响;实验中发现的栅网阴影效应问题;引入轴向磁场对离子入射角、注入能量及栅网阴影效应的影响等.该论文工作的计算结果表明:栅网电极的引入可大大提高离子的注入量和注入能量;栅网和内壁间间距较小(即栅网半径较大或管子半径较小)时离子的注入量和注入能量较高;氮气等离子体中提高N<+>的含量有利于提高离子的注入能量;栅网阴影效应是由于栅网网线阻挡离子由栅同多向外扩散造成的,会影响离子注入的均匀性,但减弱栅阴影效应的实验参数选择方法不利于提高离子的注入量和注入能量;轴向磁场的引入虽然可以在一定程度上增大离子的入射角,降低离子的注入能量并降低栅网阴影效应,但在我们的实验条件下,引入约为50Gauss的磁场时,磁场的影响可以忽略.