PI及Ti O2/PI材料作为研究对象，利用紫外/可见分光光度计、四探针电阻测量仪来分析氮离子辐照前后的材料性能，利用电子顺磁共振、扫描电镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等表征氮离子辐照前后材料结构演化与损伤缺陷，在此基础上揭示氮离子辐照聚酰亚胺(PI)和Ti O2/PI材料性能影响规律，阐明其辐照损伤和性能演化机理。
研究结果表明，氮离子辐照聚酰亚胺引起材料光学性能和电学性能的显著变化，辐照后，聚酰亚胺的颜色逐渐加深，透过率随着注量的增加而降低；但是当氮离子注量达到5E15cm-2以上时，材料几乎不透光，表面变黑并且表现出金属光泽，反射率升高。
同时，电阻率随着辐照注量的升高而降低，当氮离子注量达到5E15cm-2以上时，表面电阻显著降低至103Ω·cm量级，表明材料表面已经“金属化”。相对于100ke V氮离子，150ke V氮离子辐照这种演化倾向更为明显。
对聚酰亚胺的EPR谱和结构表征分析表明，氮离子辐照将快速引起聚酰亚胺中羰基和氨基的降解，材料中氮的含量并没有因为氮离子的注入而增加，反而会快速降低至约2at.%后基本保持不变，同时材料出现明显的石墨化倾向。
EPR结果表明，在聚酰亚胺中氮离子辐照自由基会随着辐照注量的增加而显著增加，但是当氮离子注量达到5E15cm-2以上时，自由基的EPR微分谱峰宽显著下降，表示材料整体的电子状态发生了明显变化。
上述结果的综合分析表明，当辐照位移吸收剂量(与能量无关)约为3E10rad以上时，材料发生了明显的绝缘体—金属(半导体)转变。论文基于上述结果，提出了聚酰亚胺的氮离子辐照石墨化演化机理。
针对表面沉积纳米Ti O2防护层的聚酰亚胺材料，氮离子辐照对聚酰亚胺的损伤行为(如辐照石墨化过程、自由基演化规律)与上述没有防护的材料基本相同，以致光学性能演化、电性能退化规律类似。
但是，与裸聚酰亚胺材料相比，表面纳米Ti O2的存在使得在相同辐照条件下材料表面电阻更大，表面化学状态因Ti、O元素的存在而发生明显变化；同时，氮离子辐照会造成Ti O2的显著溅射效应，氮离子注量达到1E16cm-2时，表面层中的Ti含量从镀钛的7%降低至0.3%。
该论文的研究表明，氮离子辐照将显著改变聚酰亚胺材料的性能，为聚酰亚胺材料的改性和表面功能化提供了新的途径。
