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    ISSN 1002-0322
    CN 21-1174/TB
    1964年创刊(双月刊)
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1. 硼中子俘获治疗(BNCT)真空系统
刘顺明, 欧阳华甫, 胡志良, 宋洪, 黄涛, 王鹏程, 刘佳明, 关玉慧, 谭彪, 刘盛进, 肖永川, 曹秀霞, 吕永佳, 薛康佳, 吴煊, 康明涛, BNCT团队
真空    2020, 57 (6): 64-68.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.14
摘要212)            收藏
硼中子俘获治疗(BNCT)装置由一台ECR离子源、一条低能传输线(LEBT)、一台3.5MeV射频四极加速器(RFQ)、一条高能传输线(HEBT)和一个靶站组成。本文首先介绍了BNCT真空系统的组成,对比了BNCT与CSNS离子源真空系统的差异,给出了HEBT真空系统设计方案和气载计算方法。利用Molflow软件模拟计算了HEBT真空系统的静态压力分布和打靶时的动态压力分布,并与目前运行的真空状态进行比对。
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2. 霍尔源溅射清洗工艺对离子镀TiN涂层结合性能的影响
钟利, 但敏, 沈丽如, 金凡亚, 陈美艳, 刘彤, 邓稚
真空    2020, 57 (6): 5-6.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.02
摘要176)            收藏
为了研究溅射清洗工艺对基片表面特性的影响机理和规律,采用霍尔离子源产生氩离子束对基片进行溅射清洗,通过调整真空度来改变离子束的放电电压,以此对比不同放电电压下离子束清洗后基片的表面特性及制备涂层的膜基结合强度。实验结果表明,随着镀膜室内真空度的提高,离子束的放电电压逐渐升高、基片接触角值逐渐减小、基片表面粗糙度先减小后增加。制备涂层的膜基结合强度随离子束放电电压的升高呈现逐渐增加的趋势,最高可达60N。采用高能氩离子束溅射清洗后能够获得润湿性、延展性和清洁度都较为理想的基片表面,能有效提高涂层的结合性能。
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3. 金刚石薄膜连续制备的热丝化学气相沉积设备研制
刘鲁生, 翟朝峰, 杨兵, 宋昊哲, 于岐, 史丹, 袁子尧, 卢志刚, 陈滨, 周美琪, 李海宁, 喻彪, 黄楠, 姜辛
真空    2020, 57 (6): 1-4.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.01
摘要167)            收藏
根据目前热丝化学气相沉积(Hot Filament Chemical Vapour Deposition, HFCVD )金刚石薄膜制备设备现状:存在热丝多为水平放置碳化变脆后易发生断裂、不能实现CVD金刚石薄膜的连续制备、生产成本高及制备效率低等缺点,依据热丝化学气相沉积法制备金刚石薄膜的原理,应用Solidework三维设计软件进行三维建模,结合机械设计软件制图,研制出了该型金刚石薄膜连续制备HFCVD设备,并给出了连续镀膜的工艺流程,采用该设备成功批量生长出质量良好的金刚石薄膜。
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4. 螺杆真空泵设计的常见问题分析
张世伟, 孙坤, 韩峰
真空    2021, 58 (1): 23-28.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.06
摘要160)            收藏
针对我国目前螺杆真空泵产品同质化特征明显、与多样性的用户需求不相适应的现状,本文从螺杆真空泵设计的角度出发,分别就螺杆泵的整体结构布局、螺杆转子的螺旋展开方式、冷却系统与温度控制、密封形式等几方面,尝试开展设计思路和方案对比分析,进而提出兼顾产品标准化大批量生产和针对用户特殊需求个性化小批量定制的设计原则,并给出具体实施策略。期望有助于我国螺杆泵产品开发制造水平的提升。
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5. 真空测量技术及航天应用
王逊
真空    2021, 58 (1): 15-18.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.04
摘要154)            收藏
简述常用工作用真空计、单片机在真空计中的应用、真空测量在航天应用、真空测量标准以及碳纳米管阴极在电离规中的应用。
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6. 红外测温成像系统光学薄膜滤光片设计与镀制工艺研究
郭志帅, 费书国, 阴晓俊, 高鹏, 赵帅锋, 王银河, 宋光辉
真空    2020, 57 (6): 18-22.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.04
摘要152)            收藏
研究了人体红外测温、成像系统光学薄膜滤光片的光谱特性参数、膜系设计及镀膜工艺。根据黑体辐射理论计算人体红外辐射光谱分布,提出滤光片光谱特性参数要求:截止波长5.5μm,透射区波段7μm~12μm,平均透射率大于85%,截止波段UV-5μm,平均截止背景大于OD3。采用单晶硅片为基底,锗、硫化锌为镀膜材料,设计滤光片膜系,研究提出真空镀制工艺。
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7. 第二十一讲 真空卷绕镀膜
张以忱
真空    2020, 57 (6): 84-86.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.18
摘要136)            收藏
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8. 基于LabVIEW的朗缪尔单探针数据处理系统
殷冀平, 乔宏, 蔺增, 巴德纯
真空    2020, 57 (6): 48-53.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.11
摘要135)            收藏
朗缪尔单探针处理系统是使用单探针对符合麦克斯韦电子分布的等离子体放电进行测量诊断的基于LabVIEW运行的处理软件。该系统通过格拉布斯准则实现了对大误差数据的剔除。使用Savitzky-Golay滤波器对V-I曲线进行平滑处理,在将离子流排除后,对过渡区曲线进行处理与计算,得到等离子体放电相关参数。使用该套处理系统能够快捷准确地将繁杂的探针数据处理工作变得更为简单,为朗缪尔探针的实际应用提供了基础。使用该套探针处理系统处理了电子回旋共振波等离子体放电随功率变化的V-I曲线并得到准确的结果。
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9. 电子束熔炼工艺对Ta铸锭表面质量的影响
马晶, 李蛟, 龚小涛, 耿佩, 周超
真空    2020, 57 (6): 45-47.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.10
摘要133)            收藏
本文通过固定熔速调整功率的试验,研究了电子束熔炼工艺对Ø100mm钽锭的表面质量影响。试验结果表明:熔炼速度一定时,熔炼功率减小,比电能减少,钽铸锭表面易生成冷隔、夹生等缺陷;熔炼功率过大,熔池温度过高导致过热过熔,对产品的结晶组织不利甚至产生严重的金属瘤疤;当电子束熔炼炉的真空度为2×10-2Pa,熔炼速度30kg/h,熔炼功率为160kW,冷却时间4h时,有利于杂质元素的扩散和挥发,钽铸锭提纯效果好。
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10. 高功率脉冲磁控溅射制备ZnO薄膜的研究进展*
张玉琛, 张海宝, 陈强
真空    2021, 58 (1): 72-77.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.15
摘要131)            收藏
氧化锌薄膜材料由于具有高电导率、良好的光学透过率、原料储存丰富、成本低廉的特点,被认为是最具有潜力的透明导电薄膜。特别是其宽禁带(3.37eV)和高达60meV的激子束缚能,使其在环境温度制备同质结发光器件、太阳能电池电子传输层具有巨大的应用前景。然而,传统制备方法难以实现薄膜质量的综合调控,存在p-ZnO稳定性差、制备的薄膜重复性差、组装的器件效能较低等问题。高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术具有溅射材料离化率高的特点,非常适合需要离子反应的各类薄膜。当采用HiPIMS制备氧化物、碳化物、氮化物薄膜时,利用其高电离率还可以获得较高的靶离子和掺杂离子,可实现晶格替代、间隙原子等缺陷的形成,制备稳态的材料,如制备稳定p-型半导体材料。本文综述了近年来HiPIMS制备氧化锌薄膜的研究进展,主要是给出HiPIMS制备ZnO薄膜的放电特性和工艺参数的影响,最后展望了HiPIMS制备稳定p-ZnO薄膜的发展方向。
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11. 真空高温热处理炉石墨炉胆结构优化
王颖, 明悦, 代玉博, 车恩林, 王标
真空    2020, 57 (6): 27-30.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.06
摘要129)            收藏
本文建立了真空高温热处理加热炉石墨炉胆流体区域的数值模拟模型,并基于CFD建立了石墨炉胆内部流体的仿真模型,对其内部流场进行分析,通过不同结构的分析,得出流场结构的最优解,为设计提供理论依据。
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12. 大吨位真空吸管器抽真空系统及吸盘的研制应用
孙克刚, 马征宾, 郭希坤, 孙浩然
真空    2020, 57 (6): 75-79.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.16
摘要128)            收藏
抽真空系统和吸盘是管道施工真空吸管器的关键部件,对真空吸管器实现管道吊装、布管作业、保障安全起到重要作用。本文简要介绍了真空吸管器的原理、结构和使用特点,根据管道施工吊装作业工况,分析确定了相关设计要求和技术参数,对抽真空系统动力配置、传动和吸盘进行设计,解决了抽真空系统在失去动力后仍可维持吸盘工作的安全性问题。经技术检测和工程现场应用,达到了真空吸管器设计要求。
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13. 液氮温度下分子筛的真空吸附特性试验研究
白彪坤, 陈叔平, 陈联, 金树峰, 史庆智, 孟岳
真空    2021, 58 (1): 45-50.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.10
摘要127)            收藏
为探究低温容器夹层所用分子筛吸附剂的吸附特性,采用静态膨胀法进行试验,获得了平衡压力为10-3Pa~103Pa范围内4A、5A和13X分子筛对N2、O2单一组分以及空气的吸附等温线,比较了不同分子筛对气体的吸附能力差异,探究了分子筛的吸附机理。研究结果表明:液氮温度下,5A和13X分子筛在真空条件下对N2及O2的吸附性能强,吸附量能达到104Pa· L/g量级,4A分子筛对O2的吸附量也能达到104Pa· L/g量级,然而4A分子筛在平衡压力高时吸附N2能力较差,饱和吸附量仅达到300Pa· L/g左右;三种分子筛对空气的吸附能力为13X分子筛>5A分子筛>4A分子筛,且在液氮温度下,5A分子筛对空气的吸附速率高于13X分子筛。研究分子筛在低温下的真空吸附特性,有助于指导分子筛在低温容器中的应用,同时为低温分子筛的设计提供参考。
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14. 氮分压对ZrN薄膜结构及颜色的影响
吴键坤, 李兆国, 彭丽萍, 易勇, 张继成
真空    2021, 58 (1): 57-62.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.12
摘要125)            收藏
采用直流反应磁控溅射法,通过改变反应气体N2分压(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%),在SiO2/Si(111)基片上制备ZrN薄膜。利用XRD、SEM、EDS分析了薄膜的物相、结构、形貌以及成分,使用分光光度计测量了薄膜的反射光谱,并进一步确定了薄膜颜色在L*a*b*色度坐标中的位置,研究了氮分压对薄膜颜色的影响,以及ZrN薄膜颜色与薄膜成分、结构之间的关系。分析结果表明:在不同的氮分压下,ZrN薄膜具有较好的成膜质量;随着氮分压的增加,薄膜沉积速率降低、N含量增加;薄膜结晶度先升高后降低、且在氮分压为10%时,薄膜出现(111)的择优取向;薄膜颜色随薄膜成分结构的改变而发生明显的变化(颜色由银色向金色、暗金、深褐色以及非本征颜色转变)。当反应气体N2分压较低时,分压的增加使得锆与氮更容易键合,导致薄膜中N含量增加,使ZrN结晶度增大并出现择优取向。当N2分压超过10%后,薄膜中多余的氮处于晶格的间隙位置,使得薄膜晶格间距变大且结晶度降低,薄膜成分结构的改变导致了薄膜颜色的变化。
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15. 磷化工副产物磷铁加钴真空制备一磷化钴的热力学研究
李秋霞, 刘关彪, 荆碧
真空    2020, 57 (6): 35-38.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.08
摘要125)            收藏
应用“物质吉布斯自由能法”对磷化工副产物磷铁(FeP,Fe2P)为磷源加钴制备一磷化钴的热力学进行了理论计算。结果表明:在(298~1500)K,FeP,Fe2P与Co反应的吉布斯自由能ΔGT分别由-20.265kJ·mol-1变化到-75.444kJ·mol-1,13.149kJ·mol-1变化到-54.889kJ·mol-1;FeP与Co制备CoP反应的最低温度为-133K,自由能与温度的关系式为ΔGT=-0.0462T-6.1592,其平衡常数与温度的关系式lgKθ=0.3389+0.0024;Fe2P与Co制备CoP反应的最低温度566K,反应的自由能与温度的关系式ΔGT=-0.0558T+31.5781,其平衡常数与温度的关系式lgKθ=-1.5346+0.0028。计算结果为真空实制备验研究提供了热力学依据,同时为磷铁的循环利用制备过渡金属磷化物提出了新思路。
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16. 关于真空除气使用的真空泵情况分析与讨论
杨乃恒
真空    2021, 58 (1): 29-32.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.07
摘要124)            收藏
为使真空泵的抽气能力能最大程度适应除气过程,在选用真空泵时需考虑到搅拌气体数量、设备表面放气和设备的漏气率。随着钢液真空处理技术的发展,能保证高效率、有效地脱除钢液中的气体成为迫切的问题。由于抽出气体有灰尘,维修次数多等综合因素,应采用抽气能力大、运转可靠性强、结构简单的蒸汽喷射泵而非机械泵。但近年来,钢液真空处理真空设备由于干式机械泵抽气能力过大、高温高湿、易燃易爆等问题存在,仍多采用喷射系统。因此今后对于罗茨泵的选型、配置、压缩比的分配与确定、温升计算、效率计算、转矩计算以及转速控制等方面应进行进一步研究以解决实际问题。
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17. 紧凑型微波ECR等离子体源的设计及其特性研究
柴昊, 贾军伟, 王斌, 李鹏, 崔爽, 冯旭, 李伟, 刘展, 李绍飞, 陈权
真空    2021, 58 (1): 6-9.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.02
摘要123)            收藏
地面电推进试验、星载Langmuir探针地面标定等航天任务,均对等离子体参数的校准提出了需求。目前,等离子体参数的校准主要是在稳定的等离子体环境中,通过被测仪器与标准进行量值比对的方式实现,因此,获得稳定的等离子体环境是开展校准技术研究的重要前提。微波ECR源产生的等离子体具有均匀、稳定、可调节范围宽等特点,十分适合应用于等离子体校准中。本文设计研制了永磁型微波ECR等离子体源,并对该源的特性进行了实验研究,获得了该源的空间分布特性、稳定性实验结果。实验结果表明:研制的紧凑型微波ECR源稳定性、重复性均在10%以内,具有作为标准源应用于等离子体校准的潜力。
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18. HL-2M装置真空室预抽气系统的研制*
蔡潇, 曹曾, 张炜, 李瑞鋆, 黄勇
真空    2021, 58 (1): 33-37.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.08
摘要122)            收藏
通过搭建HL-2M真空室整体预抽气系统,对真空室的设计、加工和安装工艺是否达到超高真空技术要求进行了试验检测。采用三套分子泵机组和一套低温泵机组作为主抽系统,对HL-2M真空室进行了预抽,72小时后真空室真空度达到3.7×10-5Pa,超过了预期的预抽真空度。在本底真空度为3.7×10-5Pa的条件下采用静态定容法测试真空室漏放气率,结果显示真空室漏气率为2.3×10-7Pa·m3·s-1,小于HL-2A真空室预抽时总漏放气率两个量级。试验证明通过合理的抽气机组配置,HL-2M装置真空室满足超高真空技术要求,为将来开展高品质等离子体实验提供了良好的条件。
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19. 磁控溅射制备紧固件防咬死涂层的厚度均匀性研究*
王坤, 王世庆, 李建, 但敏, 陈伦江
真空    2021, 58 (1): 67-71.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.14
摘要122)            收藏
为了研究磁约束聚变装置支撑装置紧固件的螺母和螺栓表面防咬死涂层的均匀性,利用磁控溅射技术在管形器件的内表面和外表面制备了铜膜,应用台阶仪进行薄膜厚度测试。采用矩形铜板作为磁控溅射靶,采用单自转和公转加自转两种方式进行沉积,分析了铜膜在管形器件的内表面和外表面的膜厚分布规律。结果表明:无论螺母还是螺栓,公转加自转相对于单自转制备薄膜的均匀性都更好,随着孔(管)径的变小薄膜厚度变大。
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20. 活性炭低温低压吸附等温线试验研究
孙鲁尧, 陈光奇
真空    2020, 57 (6): 69-74.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.15
摘要122)            收藏
介绍了低温低压下活性炭吸附等温线的试验原理、装置、样品制备、试验步骤及数据处理。对DX-30煤质颗粒状、ZX-15无烟煤粉圆柱状及CH-1椰子壳粒状活性炭做了液氮温区低压下CO2、空气、N2、Ar、H2、He的吸附等温线试验。试验表明:活性炭对CO2、空气、N2、Ar的吸附等温线表现为朗缪尔(Langmuir)I型等温线;H2表现为弗伦德利希(Freundlich)线性等温线;He表现为下凹的Ⅲ型等温线。吸附能力比较:吸附平衡压力10-2Pa时,活性炭对CO2的吸附量最大为10cm3/g~120cm3/g;对N2、空气、Ar次之为0.2cm3/g~1.5cm3/g;对H2较弱,为1.5×10-3cm3/g~2.3×10-3cm3/g;对He极弱,吸附平衡压力10-1Pa时小于3×10-5cm3/g。液氮温度下三种活性炭的综合吸附能力:DX-30型稍强、ZX-15型其次、CH-1型稍弱。文中的吸附等温线可供低温吸附泵及低温容器设计参考。
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21. 磁控溅射制备不锈钢基耐蚀导电薄膜研究进展
冯绅绅, 汪亮, 李斌, 余清洲, 干蜀毅
真空    2020, 57 (6): 11-17.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.03
摘要121)            收藏
不锈钢基耐腐蚀导电薄膜被广泛应用于燃料电池双极板等器件,要求具有高的耐腐蚀性和导电性、良好的机械性能、加工成本低等特点。然而,目前的不锈钢基薄膜耐腐蚀性和导电性难以兼得,实现这两种性能的合理匹配,降低生产成本,是金属基薄膜商业化的关键环节之一。本文系统总结了磁控溅射制备不锈钢基耐腐蚀导电薄膜的研究进展,并从制备材料种类、工艺参数等方面进行了详细分析。文末还展望了不锈钢基耐腐蚀导电薄膜的发展方向。
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22. 微型碳纳米管低压传感器工作性能研究
王杰, 康颂, 董长昆
真空    2021, 58 (1): 1-5.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.01
摘要119)            收藏
对于X射线管等小型真空器件,其内部真空监测还缺乏可靠的方法。基于碳纳米管的气体吸附影响场电子发射的特性,我们开发了一种微型低压传感器,本工作是对该传感器的场发射性能、传感性能、重复性和应用性进行研究。实验结果表明:合金材料制备的碳纳米管分布均匀、晶体性高,有良好的场发射性能;传感器对氮气和水汽具有传感效应,场发射电流能够随系统内部压力的升高而增加;在同一个压力值点的多次测试表明传感器测量一致性优于10 %,能够稳定的工作。对传感器在X射线管的应用测试表明:传感器能够监测X射线管工作时内部真空的变化,可以有效的测量微小真空电子器件内部的真空。
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23. 真空热处理对42CrMo转子显微组织和耐磨性能的影响研究
包四平, 赵毅红, 周晓进, 王自力, 何玉龙, 耿浩然, 王锴, 史敏杰, 陈荣发
真空    2020, 57 (6): 31-34.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.07
摘要116)            收藏
采用真空油淬加真空回火的热处理工艺,对42CrMo空压机转子进行了热处理,分析了其显微组织和耐磨性能。研究结果表明:转子真空回火后的金相组织是保持马氏体位向的回火索氏体。在不同载荷下的磨损为黏着磨损和磨粒磨损,载荷越高,磨粒磨损越严重;在5N载荷下的磨损形式为磨粒磨损并伴有黏着磨损,在10N载荷下主要为磨粒磨损。
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24. 第二十一讲 真空卷绕镀膜
张以忱
真空    2021, 58 (1): 86-88.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.18
摘要116)            收藏
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25. 航天器防污染真空试验设备
董栋, 景加荣, 董德胜, 施承天, 任维松, 孙凌, 陈亚慧
真空    2021, 58 (1): 51-56.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.11
摘要116)            收藏
提出一种专用型航天器防污染真空除气罐,即基于真空烘烤除气及黑体加热技术,实现污染物控制及复杂形状航天器高精度控温。通过试验及气相色谱质谱连用测试仪验证,该真空除气罐可有效控制试验过程中的污染物,且实现了航天器污染控制试验高通用性及自适应性。
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26. 不同Si含量掺杂的ZTO薄膜的制备与研究
戴永喜, 杨倩倩, 邓金祥, 孔乐, 刘红梅, 杨凯华, 王吉有
真空    2020, 57 (6): 23-26.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.05
摘要114)            收藏
本文采用磁控溅射法制备Si元素掺杂的ZnSnO薄膜(SZTO),研究Si元素掺杂对薄膜样品性能的影响。XRD衍射图谱表明,不同Si掺杂含量的薄膜均呈现非晶态。利用原子力显微镜表征薄膜的表面形貌,随着Si含量的增加,薄膜样品的表面粗糙度呈现出单调递增的趋势,Si掺杂使薄膜样品的平整度降低。透射谱测试表明不同Si含量掺杂的SZTO薄膜在可见光波段均具有较高的透射率,利用Si元素掺杂可以提高在可见光范围的透射率,并有效增加ZnSnO(ZTO)薄膜的光学带隙。PL谱测试表明,随着Si掺杂浓度的升高,PL谱的强度呈现出不同程度的增大,且展宽变宽,这表明Si掺杂的ZTO薄膜样品中引入了一些深能级缺陷。
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27. 稀薄气体流动的粒子图像测速实验研究*
朱志鹏, 秦彬玮, 张英莉, 岳向吉, 巴德纯
真空    2021, 58 (1): 38-44.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.09
摘要110)            收藏
建立了一套可对真空度进行调节的实验装置,从大气压开始逐渐降低系统压力,进行系列稀薄气体流动的PIV流场实验。系统压力从101kPa、90kPa逐次降至10kPa,使用所选粒子在不同系统压力下分别进行PIV实验获得测量区域流场分布情况。运用计算流体力学的方法模拟大气压条件下实验区域的内部流动,对比结果发现该种条件下数值模拟结果很好的与PIV实验测得流场结构吻合,从而验证了实验和数值模拟的可靠性和稳定性。通过对PIV实验结果进行分析:克努森数Kn≤0.14实验测量可以获得较好的流场效果;当0.14<Kn≤0.29测量区域流态仍然完整但测得的流场流速偏小;0.29<Kn≤0.86实验测得的速度显著降低且流态不完整。
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28. 真空微波器件用无氧铜零件的真空存贮*
刘燕文, 赵丽, 陆玉新, 田宏, 石文奇, 赵恒邦
真空    2021, 58 (2): 58-61.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.12
摘要101)            收藏
零件存储是真空微波器件制造的基础条件,慢波组件一般存放于真空柜中,存放一段时间后,慢波组件中的螺旋线镀铜表面出现了发黑现象,分析表明螺旋线表面镀铜部位发生了硫化。结合进一步的实验研究和理论分析,真空柜中放置的橡胶制品导致了无氧铜材料表面发黑。在真空状态下,硫是比较容易从橡胶套中升华进入真空柜中的,从而会在真空柜中弥漫大量硫蒸气,这些硫蒸气极易与铜发生化学反应形成Cu2S,因此含硫的橡胶套不宜放入真空柜,并且在真空电子器件中也要防止使用含硫的橡胶制品接触无氧铜零件。
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29. 空调散热器真空除油干燥箱温度场优化
余清洲, 张俊, 李斌, 高明燚, 刘明昆, 柴晓彤, 干蜀毅
真空    2021, 58 (1): 82-85.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.17
摘要100)            收藏
真空除油干燥法作为一种极具发展前景的新兴除油方式,比常规除油方法效率高且环保。文章针对空调散热器除油干燥系统的温度场进行研究,利用FLUENT模拟出真空干燥室合适的热源布局方式,以优化除油腔室内的温度场分布,进一步提高除油效率。
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30. 一种垂直递变流速氢化物气相外延(HVPE)反应腔流场分析及大尺寸材料生长*
李成明, 苏宁, 李琳, 姚威振, 杨少延
真空    2021, 58 (2): 1-5.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.01
摘要99)            收藏
以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料,是我国重要战略发展方向之一,而氢化物气相外延(HVPE)作为一种重要材料生长技术,是有效制备单晶材料的工艺手段,本文提出了一种分层次递变流速下HVPE流场与温度场,在垂直腔结构条件下,模拟从腔体中间区域到边缘区域不同流速层次条件下,腔内材料生长区域反应前驱物分布,得出结论:在边缘喷射区域流速为中心区域流速三倍时,反应前驱物可以有效分布在衬底托盘表面。最后,在蓝宝石衬底GaN籽晶表面进行HVPE材料生长,获得平均厚度为20.1μm,均匀性起伏6.9%的GaN单晶,证明理论优化设计下生长出良好的单晶薄膜材料。
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31. 智能化螺杆空压机性能检测系统的总体设计*
李福送, 王文军, 林伟健, 潘亚娟
真空    2021, 58 (1): 19-22.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.05
摘要96)            收藏
结合硬件结构设计和网络通信、网站开发等技术,本文研究设计一套B/S模式的智能化螺杆空压机性能测试系统,包括硬件测试结构和云端软件系统的设计,以及关键技术的实现方法。本系统能自动采集测试数据,按照空压机验收测试标准自动计算整机性能参数和能效值等,自动生成测试报告;形成空压机测试的大数据,用户能随时分析统计生成各种图表等;满足了产品多方面的测试需要,顺应产品智能化、信息化的发展趋势。
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32. 微电推进系统研制及应用现状*
田立成, 王尚民, 高俊, 孟伟, 田恺, 吴辰宸
真空    2021, 58 (2): 66-75.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.14
摘要96)            收藏
200kg以下的微小卫星的轨道维持、姿态控制、阻尼补偿、编队飞行等任务对微电推进技术及产品提出了明确的应用需求,不同类型的微电推进在不同功率范围内有着各自的优势。本文对中国微小卫星12U立方星LPPT-5脉冲等离子体电推进系统、150kg小卫星LPPT-25脉冲等离子体电推进系统、6U立方星LVAT-1真空弧电推进系统、引力波探测卫星LCT-10胶体电推进系统、低轨小卫星星座LHT-40霍尔电推进系统方案及研制进展进行了论述,最后对正在研制的LRIT-40射频离子电推进系统与LECR-50微波离子电推进系统研制情况及后续应用进行了展望。
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33. 电极感应气雾化法制备3D打印用TC4粉末增氧量研究
谢波, 李建军, 乔忠路
真空    2020, 57 (6): 80-83.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.17
摘要95)            收藏
使用电极感应熔炼气雾化(EIGA)设备制备3D打印用TC4合金粉末,采用氧氮氢分析仪检测粉末的氧含量。本文研究了气雾化设备真空度、升压率以及筛分气氛对粉末增氧量的影响。结果表明:对TC4粉末增氧量的影响,设备升压率>筛分气氛>设备真空度,设备的真空度为0.01Pa,升压率为0.67Pa/h,在手套箱中筛分,15-53μmTC4粉末增氧量为167ppm。
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34. 多孔石墨烯渗氦仿真研究*
张骁, 刘招贤, 孟冬辉, 任国华, 王莉娜, 闫荣鑫
真空    2021, 58 (1): 10-14.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.03
摘要94)            收藏
多孔石墨烯膜具有渗透率易于调节、稳定性好等特点,可以实现可控纳米渗透元件来作为真空检漏中的标准漏孔材料。本文采用MD模拟进行单层多孔石墨烯渗氦仿真,得到不同方向、大小、形状多孔石墨烯渗氦参数。仿真模拟表明:各方向上石墨烯缺陷缺失碳环数和渗氦率近似可呈线性关系,且各项斜率近似相等;石墨烯缺陷缺失碳环数较少时,不同形状石墨烯缺陷的渗氦率相近,缺陷缺失碳环数较多时需通过对势垒降低的计算和模拟得到渗透增量,进而利用小孔渗透率可以推算大孔渗透率。仿真结果表明多孔石墨烯作为标准漏孔渗透材料的可控性,对渗透实验具有指导意义。
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35. 附加偏置电场对电弧离子镀TiN薄膜结构和性能的影响*
武英桐, 李晓敏, 白睿, 王东伟, 王宇, 黄美东
真空    2021, 58 (1): 63-66.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.13
摘要93)            收藏
为了改善电弧离子镀薄膜表面存在的大颗粒污染问题,在真空室内附加一个与靶-基连线垂直的偏置电场,探究不同偏置电压对薄膜表面形貌、微观结构和力学性能的影响规律。结果表明,不同电压下TiN薄膜均呈晶态,沿(111)晶面择优生长,薄膜的微观结构受偏置电场的影响很小。随偏置电压增大,薄膜的结合力、显微硬度呈现先增后减趋势,在24V时均达最大值,电压进一步增大到32V时,结合力和显微硬度反而有少许下降。偏置电场可以有效改善薄膜表面形貌,当电压为32V时,薄膜表面质量最好,摩擦因数仅为0.115。
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36. 多室隧道连续式真空烧结炉及热处理炉控制系统的设计*
吴爱荣, 张峰, 马强, 席晓晶
真空    2021, 58 (1): 78-81.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.01.16
摘要92)            收藏
本系统实现钽阳极块烧结过程所包含的预烧、本烧、冷却三个热工工艺以及节拍式进出料、辅机等部分的控制。其控制系统实现全自动控制功能,采用分布式结构化设计,系统开放、分层控制,集检测、控制、管理、远程诊断、通讯于一体的系统构建和配置方案,开发多室隧道连续式真空烧结及热处理成套装备复杂生产制造全流程一体化控制系统整体控制策略与运行控制方法,实现对生产工艺的优化和最优控制。
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37. 蒸发速率对ZnS薄膜性能的影响*
李坤, 熊玉卿, 王虎, 张凯锋, 王兰喜, 周晖
真空    2021, 58 (2): 15-19.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.04
摘要91)            收藏
为了研究蒸发速率对ZnS薄膜的折射率、表面形貌和应力等性能的影响,本文采用电子束蒸发技术进行了ZnS薄膜的制备。首先在K9玻璃基片上镀制薄膜,采用分光光度计进行透射率曲线的测试,利用光谱反演法得出薄膜的折射率,采用原子力显微镜表征了样品的表面形貌。最后在聚酰亚胺基底上镀制薄膜,利用Stoney公式计算出薄膜的应力。结果表明,随着蒸发速率的增加,薄膜折射率先增大后减小,在2000nm波长处薄膜的折射率最大值为2.21,最小值为2.07。蒸发速率越大,薄膜样品表面结构越疏松。不同蒸发速率下制备的薄膜均呈现压应力,增大蒸发速率可以显著降低薄膜应力。ZnS薄膜的性能受蒸发速率影响显著,蒸发速率为1.5nm/s时折射率可达到最大值,蒸发速率为2.5nm/s时薄膜应力最小。
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38. 中国散裂中子源RCS真空系统*
谭彪, 黄涛, 王鹏程, 刘佳明, 关玉慧, 刘顺明, 孙晓阳, 董海义
真空    2021, 58 (3): 1-6.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.03.01
摘要87)            收藏
快循环同步加速器(RCS)作为中国散裂中子源(CSNS)的重要组成部分,主要功能是接受来自直线加速器加速至80MeV的负氢离子束,通过剥离膜转换成质子束并累计加速到1.6GeV引出,经RTBT传输至靶站打靶产生中子。RCS真空系统是实现这一功能的重要载体。本文从RCS总体布局入手,主要介绍RCS真空系统结构设计、设备布局方式以及泵组分布情况;本文还重点介绍了大型陶瓷真空盒在加速器上的应用情况以及陶瓷真空盒使用前的一些必要工艺:氮化钛镀膜和RF屏蔽。本文最后介绍了RCS真空系统的运行情况。
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39. 高频冰冻弹丸制备系统的研制及其工程调试*
胡毅, 徐红兵, 朱根良, 钟云珂, 刘德权
真空    2021, 58 (2): 62-65.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.13
摘要86)            收藏
与俄罗斯培林实验室联合研制的60Hz高频冰冻弹丸制备系统已研制完成:能制备直径Φ 1.0mm、长度L1.0mm~1.3mm可调节的圆柱形冰冻弹丸;最高注入频率60Hz;注入速度100m/s~300m/s。工程调试结果表明,弹丸制备系统能稳定可靠地运行,能较好地制备冰冻弹丸,为在HL-2A/2M装置上开展弹丸注入相关物理研究提供基础。
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40. 热压机喷射性能计算及探究
徐慧强, 宗诚, 王焱庆, 许恒, 陈玉翔
真空    2021, 58 (2): 52-57.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.11
摘要79)            收藏
热压机技术作为电站灵活性改造的重要手段,其极限喷射能力的大小对电站改造方案的可行性评估意义重大。本文通过对热压机内部涉及的物理过程进行理论推导,建立了计算热压机可达最大喷射系数的理论模型。研究结果表明,当前计算模型可以很好地描述热压机的喷射能力,在最大喷射系数的计算方面具备较高的精度和适用性。与此同时,模型计算结果表明,热压机喷射能力随工作蒸汽和引射蒸汽压力的增加而增大,随压缩蒸汽压力的增加而减小;工作蒸汽过热度的增加对喷射能力的提升起积极作用,而引射蒸汽的过热度变化不会引起喷射能力出现显著改变。
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41. 谈我国凝壳炉及供电电源的发展
李宏, 王秋博, 杨箫, 张爱博
真空    2020, 57 (6): 39-44.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.09
摘要78)            收藏
本文在简单回顾我国凝壳炉及供电电源的发展历史基础上,介绍了这一领域的发展现状,探讨了其发展方向和技术难点,指明了其发展趋势。
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42. 线性摩擦焊接摩擦振动伺服系统稳定性分析
刘雷
真空    2021, 58 (2): 82-85.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.16
摘要77)            收藏
线性摩擦焊接技术凭借其高效、优质的特点近年来极为受重视。简要地介绍了线性摩擦焊的工作原理及其系统组成,针对焊机的实际使用要求设计了一套液压振动伺服系统。首先根据振动伺服系统的技术参数计算了所需的油源流量、最大加速度、速度等参数;根据计算结果对液压系统中关键动力元件以及振动伺服阀进行了设计和选型;并对摩擦振动系统进行数学建模,对主要参数进行了计算;对数学模型进行了仿真,绘制了系统的伯德图。结合仿真结果以及伯德图验证了本方案可行,可以应用,并对以后的设备研制提供了参考。
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43. TVS-2M燃料棒用氦检漏预装盒上料装置研制
曹晖, 黄帆, 齐世金, 杨佳, 陈耀, 王敏
真空    2020, 57 (6): 59-63.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.13
摘要76)            收藏
氦检漏预装盒上料装置是使TVS-2M燃料棒从水平工位变换到铅锤工位的重要装置。预装盒上料装置组成包括机架、升降机构、顶料机构、拨料机构、推齐机构、预装盒支撑架以及电气控制系统。机架采用8080型号的铝型材,升降机构选用步进电机搭载减速箱和驱动,拨料机构采用双直线运动、抗变形结构、热处理设计,推齐机构为不等值双推力方式。设备研制后,分别进行了燃料棒无痕实验、拨片准确率和装盒效率实验,结果均符合或优于设计指标。结论新研制的装置可以满足TVS-2M燃料棒预装工作;预装后的燃料棒表面无划伤或划痕;装盒准确率100%;一次装入330支燃料棒用时25min。
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44. 机械真空泵远程故障诊断系统研究与应用*
刘蒙, 吴建龙, 赵腾, 朱浪涛, 曹海玲, 张明, 马正峰, 张咪, 付登峰
真空    2021, 58 (2): 48-51.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.10
摘要76)            收藏
真空精炼炉是一种用于生产高品质钢水的二次冶炼装置,其核心是机械真空泵系统。该系统能否长期稳定运行将直接影响到钢水冶炼效果和吨钢成本,因此对该系统进行在线监测和快速故障诊断尤为重要。本文以RH真空精炼炉为例,将各级机械真空泵与多种监控设备耦合,并引入远程物联网技术,创建了远程故障诊断系统,并得到国内某钢厂实践验证。
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45. 大型金属卷材表面改性连续卷绕镀膜生产线的研制
罗军文
真空    2021, 58 (3): 35-38.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.03.07
摘要76)            收藏
本文详细介绍了大型金属卷材表面改性连续卷绕镀膜生产线的工作原理、结构组成、技术特点和主要创新设计要点。分析并指出影响大卷径宽幅金属卷材镀膜质量、生产效益的主要因素和解决途径。重点论述了提高镀膜速度和膜层附着力的科学依据,解决了当前金属卷材连续卷绕镀膜生产线中出现的镀膜效率低,均匀性差,光谱L ab值光学性能不稳定等难题。自主研发的AEG电弧离子刻蚀辅助系统和柱状阴极电弧离子蒸发技术与中频磁控溅射镀膜技术综合应用,使镀膜沉积速率提高1.3~2倍,整卷镀膜L值色差波动不大于±1.0,a值色差波动不大于±1.5,b值色差波动不大于±1.8。
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46. 调制比对电弧离子镀Cr/TiN纳米多层膜力学性能的影响*
吴彦超, 刘豫瑶, 刘洋, 高晟元, 黄美东
真空    2021, 58 (2): 10-14.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.03
摘要75)            收藏
采用电弧离子镀技术,通过改变调制比沉积Cr/TiN纳米多层膜。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪研究了调制比对Cr/TiN纳米多层膜表面形貌、微观结构以及力学性能的影响。结果表明,纳米多层膜表面致密、平滑均匀,膜层与基底结合良好,膜层综合力学性能优异,出现明显的纳米效应和界面效应。当调制比为2∶3时,纳米多层膜的硬度达最大值33.22GPa。
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47. 真空技术在航空航天中的应用
鄂东梅
真空    2021, 58 (3): 77-81.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.03.15
摘要75)            收藏
文章从真空钎焊、真空热处理、真空热试验、真空技术在飞行模拟实验中的应用、真空测量五个方面对真空技术在航空航天领域的应用现状进行了介绍,展望了真空技术在航空航天领域应用的前景。 真空技术的应用极大地推进了我国航空航天领域的发展,未来随着我国航空航天事业的快速发展,真空技术也必将会发挥更大的作用。
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48. 基于PCVD光纤预制棒微波系统的仿真与应用
丁旭, 罗文勇, 黄文俊, 伍淑坚, 余志强
真空    2021, 58 (2): 6-9.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.02
摘要74)            收藏
随着5G、云计算、数据中心等概念的提出,对光纤技术不仅提出了量的需求,也要求光纤技术发展需满足新应用的需求。光纤装备技术是光纤技术的基石,其中采用等离子体装备技术可以实现多种大容量新型光纤技术的开发,具有广泛的应用前景和重大的研究价值。本文通过相关仿真,设计出了一种基于等离子化学气相沉积(PCVD)光纤预制棒微波系统的装置,并通过该装置成功制造了光纤预制棒,验证了设计的微波系统装置具有很好的可行性,具有一定的经济价值与发展前景。
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49. 复合材料筒体泄漏率测试方法研究
贺平
真空    2020, 57 (6): 54-58.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.06.12
摘要72)            收藏
复合材料筒体现采用全复合材料缠绕脱模成型。复合材料是一种多孔、疏松的材料,需要对其气密性进行研究,防止在实际使用中发生气体泄漏导致设备失效。本文主要针对复合材料筒体的管材密封性进行检测方法的研究。通过不同密封方式和不同测量方法的选择,以及不同的误差消除方法,最终寻找到一种利用筒体外壁密封,给内腔充氦气,再在外壁制造真空腔,利用氦质谱探漏仪检测真空腔中氦气含量的探漏方法。该方法可有效地排除不同密封面漏出氦气的干扰。该检测方法可以无损检测复合材料管材的气密性。利用此方法在静态环境下复合材料管材的泄漏率达到10-10Pa·m3·s-1的数量级。
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50. 一种大型真空精密铸造炉结构布局的研究
宋静思, 王婷, 李秀章, 陈久强, 张哲魁
真空    2021, 58 (2): 31-36.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.07
摘要71)            收藏
本文首先分析了真空精密铸造炉在国内外的主流形式,并分析这些形式面对大型精密铸造时的不足。然后针对这些不足提出一种用于大型真空精密铸造炉结构布局及其衍生炉型。最后探讨了这种新的结构布局的发展机遇与前景。
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