大尺寸碳化硅（SiC）单晶是制备高质量功率器件和射频器件的关键,其主流生长方法为物理气相输运,而生长腔温度场直接影响其生长速率和质量。本文对12寸SiC单晶生长真空感应炉炉内温度场进行数值仿真,研究了感应线圈尺寸和布局参数对温度场的影响。结果表明：降低线圈位置或减小线圈与坩埚高度比,可减小籽晶的径向温度梯度,增加生长腔轴向温度梯度,从而改善晶体质量,并提高晶体生长速率;相比于0 mm的线圈位置,当线圈位于-200 mm时,籽晶径向温度梯度减小约13%,生长腔轴向温度梯度增加8%;随线圈与坩埚高度比从2减小到0.75,籽晶径向温度梯度减小5.4%,生长腔轴向温度梯度增加2.1%;而线圈的匝高占比、直径和匝宽对炉内温度场的影响较小。

详细介绍了超薄柔性基材真空双面磁控溅射卷绕镀铜设备的工作原理、结构组成和关键技术设计要点,分析了影响镀膜质量与生产效益的主要因素,重点论述了超薄基材镀膜技术难点和解决方案。通过优化卷绕系统辊系布局和磁控溅射系统结构,以及在镀膜辊面增加绝缘陶瓷层,有效解决了薄膜热损伤问题。该优化方法有利于提升新能源锂电池复合铜箔材料的品质和生产效率,加速新能源锂电池复合集流体负极材料的批量化生产。

氧化锆种植体因其优异的生物学及美学性能,在种植牙手术中应用愈发广泛。为进一步提升氧化锆种植体的骨结合率与种植成功率,提出了一种用于氧化锆模拟种植体复杂形状表面亲水改性的等离子体处理系统。该系统利用纳米银线制备作为同轴介质阻挡放电的外透明电极,将氧化锆种植体置于低压腔内轴电极上方,可在处理1 min后显著提升种植体表面亲水性。通过实验验证了系统可靠性与处理的有效性,并确定了系统最优处理参数,处理时间约60 s、绝对气压低于3 kPa、电源输出电压为7 kV时,氧化锆种植体亲水性最佳。

随着新能源汽车市场的蓬勃发展,锂离子电池作为核心动力源,其性能提升成为关键。真空蒸馏炉在新型锂离子电池负极材料制备中展现出显著优势。本文通过分析锂离子电池负极材料面临的挑战,阐述了真空蒸馏炉的技术原理与优势,详细介绍了高温蒸发系统、过渡区温度控制、旋转冷却恒温收集系统以及真空度维持等关键技术。结果表明,真空蒸馏炉能够高效制备高品质的氧化亚硅（SiO）负极材料,显著提升材料性能一致性,增强锂离子电池的能量密度。此外,该设备具备大规模生产潜力,可降低生产成本,满足新能源汽车市场对高性能锂离子电池的需求。

电子枪是电子束熔炼炉的核心部件之一,其工作时会在熔炼室内产生大量X射线。熔炼室壁是简单且可有效屏蔽辐射的唯一屏障。为保证人员安全并满足国家相关标准要求,结合理论计算与几何结构分析,从炉壁板厚、内外板焊缝搭接形式、炉门缝隙拼接结构、观察窗铅玻璃厚度等角度对熔炼室进行了射线屏蔽设计,并通过现场测量对熔炼室的射线屏蔽效果进行了测试。结果表明,炉外人员可达区域辐射剂量率与环境本底相当,熔炼室可有效屏蔽X射线。

真空炉加热元件直接影响炉温均匀性与加热效率,是真空炉设计与研究的重点之一。本文从加热元件的材料与形状、功率计算方法、接电方式、尺寸与数量选择、安装布局及形式等方面,综述了近年来真空炉加热元件的国内外研究进展。首先,归纳了加热元件材料类型、形状、适用气氛与真空度;其次,梳理了接电电压与接电方式的选择方法,对比了七种经验计算功率方法的适用条件;最后,总结了加热元件尺寸设计与不同炉型安装布局形式。为满足真空炉对精确控温和节能降耗的要求,未来应致力于加热元件结构的模块化设计、新型耐腐蚀与抗氧化涂层的研发,以及通过高精度传感器与智能算法相结合实现元件温度的自动监测与优化控制等。

BT22（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）合金因具有良好的强度、韧性和淬透性被广泛应用于航空航天领域。针对传统钛合金熔炼方法存在的坩埚污染、成分偏析等问题,采用自行研制的真空感应磁悬浮熔炼炉制备了BT22合金,并对铸态及热等静压处理后合金的显微组织和力学性能进行了对比分析。结果表明：真空感应磁悬浮熔炼法制备的BT22合金成分均匀,铸态和热等静压态组织均为典型的魏氏组织,经热等静压后β-Ti晶粒长大,同时晶粒内部和晶界处析出了更多细小的针状α相。BT22合金在铸态下室温抗拉强度达到1 293 MPa±3 MPa,伸长率仅为1%±0.5%,经热等静压后合金性能得到显著提升,室温抗拉强度为1 067 MPa±1 MPa,伸长率为10%±1%。

钢铁行业绿色低碳生产是实现“双碳”目标的重要保障,推进特殊钢双真空熔炼（VIM+VAR）工艺向绿色低碳发展已成为新的研究方向。本文以电炉铁基材料以及电解铁为原材料,开展真空熔炼过程中不同含碳量的特殊钢氧含量变化规律及高Cr合金钢脱氮动力学研究,通过真空脱氧、脱氮以及脱硫控制,开发低耗碳、低氧高纯净度双真空特殊钢冶炼工艺。结果表明：双真空特殊钢制备工艺能够显著降低碳排放,推动双真空特殊钢向绿色低碳发展;以M50为代表的高碳钢真空碳脱氧效果明显,能够实现低氧细小夹杂物控制。

利用数值模拟技术,结合COMSOL Multiphysics软件,提出了一种新型MPCVD装置,利用微波电场对装置结构参数进行了仿真优化,并在最优尺寸下模拟计算了装置的流场分布,以及腔体的等离子体和电场分布,最后开展了金刚石薄膜的制备试验,研究了甲烷、氧气含量对金刚石薄膜生长的影响。结果表明：最佳尺寸下基片台上方的电场强度最高,可达6 430 V/m,输入功率为4.5 kW、压强为80 torr时可得到完全覆盖基片台的稳定半球形等离子体;装置最佳进气口位于正上方,两排气口位置对称分布在下方;随CH₄含量增加,金刚石的沉积速率加快,但CH₄含量过高会造成晶体质量变差,CH₄与H₂体积比为6%时,晶体质量较好;随着O₂的增加,金刚石的沉积速率先增大后减小,当O₂与H₂体积比为2%时沉积速率接近0,O₂与H₂体积比为0.5%时,晶体质量较好。由拉曼测试结果可知,适宜浓度的O₂可以提高金刚石的晶体质量,促进沉积速率。

柔性热控薄膜的热辐射性能是影响航天器表面热平衡控制的关键。在真空磁控溅射过程中,由于设备实时工艺波动,薄膜可能会出现多种缺陷。为保证镀膜生产质量与效率,针对传统人工缺陷检测方法依赖经验、效率低、劳动强度大、精度低和实时性差等问题,提出了一种基于高效自适应卷积和通道-空间金字塔池化的镀膜缺陷检测方法,详细介绍了模型各关键模块的优化设计方法。结果表明,该方法可自主学习建模潜在分布的多层表征,通过深层神经网络逐层提取所检测目标的特征;其对8类缺陷的平均识别准确率达到了约93%,识别速度FPS提升至140,可以有效提高产品生产质量,满足批量化、高效率的生产需求。

温度均匀性是真空烧结炉的核心性能指标之一,直接影响工件烧结质量。本文通过对真空烧结炉温度场的数值模拟,研究了石墨工装板厚度对炉内温度均匀性的影响。结果表明：下支撑板厚度对温度均匀性影响最大,盖板次之,而侧板影响微弱;优化后的石墨工装板参数为下板厚50 mm,盖板厚20 mm,侧板厚60 mm;相较于原始方案,优化后工件间的最大温差减小19.1 ℃,即减小了10.7%。本研究可供真空烧结炉的工装设计与优化参考。

提出了一种螺杆真空泵直线型转子型线设计方法,给出了型线方程和针对 LG70 型螺杆真空泵转子型线的主要结构参数;对新型螺杆真空泵进行加工分析,优化了加工方式;基于该转子型线进行了实际产品生产,并与原摆线型转子螺杆泵的抽速等性能指标进行了对比。结果表明：新设计的直线型转子型线具有容积效率高、加工方便、定位准确的特点,与摆线型转子螺杆泵相比抽气效率和加工效率均得到了提高。

为提高真空灭弧室集成设备在极端工况下的运行可靠性,提出一种基于多参数反馈的实时过程自动化（RPA）控制引擎与磁吹-气吹复合灭弧策略。通过构建真空度动态阈值分级模型、泄漏率卡尔曼滤波补偿算法及触头烧蚀量光谱反演方法,建立多物理量闭环反馈机制;设计模糊PID与深度强化学习双模协同控制架构,实现分合闸过程毫秒级精准调控;结合磁场梯度聚焦与脉冲气流时序匹配,形成电弧能量多路径耗散模式。实验表明,该方法将真空度波动范围从±12.3%降至±4.2%,电弧重燃概率由1.5%降至0.3%,介质恢复强度提升27.6%。研究成果为真空灭弧室集成设备智能化提供了理论与技术支撑,适用于新能源并网与直流配网场景下的断路器性能优化。

磁约束聚变装置高参数运行需要良好的真空环境,面向等离子体的偏滤器是托卡马克装置的核心部件,其具有高温氮气烘烤及水冷两种运行工况,存在极大的泄漏风险,因此偏滤器部件的检漏工作至关重要。本文针对EAST下偏滤器气密性检测要求搭建了一套烘烤检漏系统,其能够模拟偏滤器在运行中的高温及常温环境,对偏滤器内部流道进行气密性检测。该系统最高烘烤温度为600 ℃,极限真空可达5×10^-5 Pa,满足EAST下偏滤器常温及烘烤200 ℃气密性检测要求。通过增加标准漏孔稳压罐,排除了渗氦型标准漏孔由于时间累积所引起的测量误差。测试发现,系统在常温及高温两种工况下的最小可检漏率都满足下偏滤器正压烘烤气密性检测要求,但高温下系统检漏仪本底示数比常温下高1~2个数量级,这是由材料在高温条件下释放水蒸气和氢气等引起的,可通过延长烘烤保温时间来解决。

针对1 200 MPa高压条件下60°锥密封结构的密封性能,使用ANSYS Workbench软件进行仿真分析,得到其密封面的接触压强,并使用不同的材料组合进行1 200 MPa介质载荷条件下的密封性能实验验证。实验使用316L和Cr12MoV材料的“软–硬”组合,以不同的拧紧力矩测试密封效果。结果表明：此材料组合在超高压下能保持良好密封性且无泄漏;拧紧力矩控制在180 N·m以上能实现稳定密封,材料硬度差异在提升密封可靠性和使用寿命上具有重要作用。该结构在高压环境中具有良好应用潜力,适用于超高压密封关键设备。

结合真空设备的发展趋势明确了设备风冷换热系统的发展方向为提高换热效率以及增加排污功能等。基于此,本文通过仿真计算对风冷换热系统的进风管道和换热器风机连接管道进行结构优化,通过控制流量计算不同管道结构对风冷换热系统出风的影响,并对比分析了管道外壁面温度及出口风速等参数。结果表明：与传统直角弯管相比,采用焊接弯头与分体式水冷夹套设计的进风管道时,出口气体流速得到提升,壁面温度分布均匀性改善;在连接管道中引入缩径（DN100）排污口与引流结构有利于污染物沉积,气体流速较等径开口结构更为稳定;验证结果表明该新型管道设计能够减小压降,降低流动阻力,显著提升换热效率。

针对电子束磁场控制电源在复杂电磁环境并伴随电子枪打火条件下可能存在的电磁兼容性问题,基于FPGA技术高速采集磁场控制电源信号,搭建模拟测试平台,确定了影响磁场控制电源的典型干扰源形式,并测试了各干扰源的强度和频率范围。在磁场控制电源输出端和控制电路中设计滤波电路抑制外部环境干扰。通过MOSFET加电阻串并联组合瞬态分压的方式,瞬时吸收电子枪的打火能量。验证结果表明优化后的电子束轨迹控制系统可有效屏蔽各类电磁干扰。

目前,工业上应用镧热还原法制备镱的反应温度一般设置为1 200 ℃左右,该温度下金属镱的收率和纯度很高,但还原反应十分剧烈,而一些特定工业领域对反应产物的原子蒸气密度提出了严格要求。针对该问题,本文以高纯氧化镱和镧屑为原料,对镧热还原制备镱的工艺和还原反应热力学进行分析,研究了还原反应温度和还原剂过量比对金属镱原子蒸气密度的影响规律。结果表明：650 ℃下存在微量还原反应;700~800 ℃镱原子蒸气密度随还原温度升高剧烈增加;高于800 ℃时镱原子蒸气密度均在10¹² cm^-3以上;850~1 000 ℃下,反应产物镱的纯度不低于99.79%,当还原剂过量比低于100%时,提高反应温度,镱原子蒸气密度仍显著增加。

真空电子器件作为通信装备的核心器件,在国防尖端技术和空间通信等领域发挥着至关重要的作用。近年来,太赫兹等新技术的快速发展对真空电子器件的性能提出了更高的要求,亟需更新换代,这促使高指标、高可靠性和长寿命工艺设备的需求量日益增长。超高真空炉作为此类工艺中的关键设备之一,可在洁净高真空环境下进行热处理和焊接作业等,实现材料脱气、净化和永久连接。其核心性能主要体现在高极限真空度的获取、炉内温度的均匀分布和高温条件下的可靠性等方面。本研究通过大型金属密封法兰超高真空炉的研制,成功开发了高指标及高可靠性的真空炉产品,并实现了工艺全流程的智能化和自动化生产。

容积利用率是罗茨泵转子型线设计的重要内容之一。为了选取合理的转子参数及型线,使其在相同的几何抽速条件下具有长度短、体积小的优势,对容积利用率与可变参数及型线种类之间的关系进行了分析研究。结果表明：单变量转子型线的容积利用率为常数;双变量和三变量转子型线的容积利用率均随着转子顶圆半径和节圆半径比值的增加而增加;顶圆半径与节圆半径之比能够取较大值时,可选用优化摆线和圆弧线转子型线,若取值较小时则优先选用渐开线转子型线;对于三变量型线,顶部椭圆转子型线容积利用率高于腰部椭圆转子型线,且椭圆偏心率对容积利用率也有影响;在给定几何抽速条件下,可设计选用较大的转子半径来减小转子的长度及容积。

为提高掩模基板铬膜层与玻璃基底之间的黏附力,在Q6025石英玻璃基板上采用磁控溅射技术镀制三层铬膜,用两种黏附力监控方法研究了基底温度、溅射气氛和退火处理对膜基黏附力的影响。通过SEM对不同玻璃基底温度以及混合气氛下溅射得到的铬膜层进行了表征和微观形貌分析。研究结果表明：将玻璃基底加热到160 ℃能有效提升铬膜层与玻璃基底之间的黏附力。混合气氛下制备的铬膜层微观结构由50~60 nm的纯铬大颗粒和10~20 nm的氮氧化铬小颗粒掺杂组成,这种结构会进一步增强铬膜层与玻璃基底之间的黏附力。在300 ℃保温1 h的退火工艺则进一步优化了铬膜与玻璃基底之间的黏附力。

氢化脱氢工艺属常见的化学反应方式,通过相关化合物内的氧化物与氢原子发生化学反应,实现氢气的去除或添加,进而改变化合物内部构成。本文详细分析了氢化脱氢制备锆-2粉末的工艺设计流程,全面探究其用途与使用背景。通过氢化、粗破碎与细破碎、脱氢、二次粗破碎与细破碎、钝化与分离等步骤探索该工艺技术操作的安全性,明确其操作范围,充分发挥该工艺优势,极大提升工艺制备效果,满足化合物性质调整需求。

以冷轧态29Cr-4Mo-TiNb超级铁素体不锈钢冷轧管材为对象,通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）等方法,系统研究了退火工艺对该钢种冷轧管材微观组织中TCP相析出规律的影响。结果表明,29Cr-4Mo-TiNb钢中夹杂物主要为复合型Al₂O₃·TiN·Nb（C,N）;在850~950 ℃温度区间,保温2 min后管材中便有Laves相析出,先析出的Laves相促进了后析出σ相的形成,σ相析出量随保温时间延长而增加,随退火温度升高而降低;当退火温度升高至1000 ℃,在保温30 min过程中,未发现有Laves相和σ相析出。

通过控制变量,采用射频磁控溅射法在玻璃基底上制备了氧化硅薄膜。利用台阶仪和光谱仪探究了气体压力、基底温度和溅射功率等工艺参数对氧化硅薄膜厚度、粗糙度和透光率的影响。结果表明,溅射气压为0.8 Pa、基片温度为150 ℃、溅射功率为310 W时薄膜粗糙度最低;溅射气压为0.8 Pa、基片温度为250 ℃、溅射功率为250 W时薄膜透光率最高。

预应力缠绕钢丝目前广泛应用于热等静压设备等的承压容器部分,首先建立了变张力容器缠绕数值模型以及等张力台阶划分模型,然后利用数值分析软件和算法对台阶划分方式进行了优化,得出满足承载力的前提下节省钢丝砝码数量的最优解,最后通过建立容器的缠绕仿真模型,运用有限元分析验证了结果的准确性。

多台套真空泵并联系统的总抽气量通常低于单泵额定抽气量的总和,这对真空系统的精细化设计带来一定的困难。针对该问题,提出了一种大型真空泵并联抽气性能试验评估方法。首先对多泵并联工况下真空系统的总体抽气性能进行数学建模,对多泵并联系统总抽气量和单泵抽气量降幅两个重要指标进行分析;其次对多泵并联试验工程方法进行研究,探索了基于小系统试验数据的大型并联系统总抽气量预估方法,在此基础上确定了试验模型及测量方法;最后基于小系统试验数据,采用两种方法对大型并联系统总抽气量进行了预测。结果表明,多泵并联试验方法能够以较低成本准确评估多台套大型真空泵并联抽气性能。

针对大型超导线圈在热处理过程中,必须在大尺寸空间和长时间范围内保证炉腔内部温度均匀性的要求,采用1/18炉腔模型对加热系统内部的温度场分布和流场状态进行热流固多场耦合有限元分析,并结合分析结果进行原型搭建,对实际工况下的加热系统温度场进行了数据采集和分析。结果表明：仿真模型中超导线圈在210 ℃升温工况下的均温性在±25 ℃之内,保温工况下的均温性在±5 ℃之内,满足均温性要求;试验数据和仿真数据结果一致,验证了设计的合理性。

采用体积补偿法正压漏孔校准装置校准正压漏孔,体积系数的准确测量是关键。为了提升体积系数的测量准确度,本文在无漏孔和有漏孔两种情况下研究了体积系数与差压的关系,测试了同一可调漏率漏孔在不同漏率下体积系数的一致性。对测试结果进行理论分析后,通过制作模拟接头和修正ΔP的方法进行体积系数修正,最后测试了定值漏孔的体积系数稳定性。结果表明,修正后的体积系数测试准确性和稳定性明显改善,两种修正方法的一致性小于0.2%,稳定性均小于0.5%。

随着离子注入技术的发展,用于离子源的电源也备受关注。为了解决离子注入过程中绝缘材料表面电荷累积的问题,设计了一款用于200 kHz离子源电源的高频脉冲变压器。采用AP法详细计算了变压器各参数,并根据参数计算结果采用两种不同绕制工艺制作了变压器,比较了两种不同绕制工艺下的输出波形。结果表明,原边疏绕、副边均匀密绕方式下输出波形较优,脉冲变压器输出参数符合实际工程要求。

研究了真空辅助技术在钢管混凝土拱桥中的应用效果,结合某工程真空辅助钢管混凝土拱桥建设参数,利用有限元分析和实验测试,对拱桥的自振频率、振型以及地震响应进行了全面评估。结果表明：拱桥的矢跨比、内倾角均与自振频率呈现正相关,矢跨比为1/5、外拱内倾角为14°条件下自振频率增幅分别约为6.6%和38.5%;在地震波作用下,拱桥在X方向上的响应更为明显,在抗震设计时,应更加注重X方向的抗震性能;在真空辅助钢管混凝土拱桥的建设中,应适当减小矢跨比,调整内倾角,以优化拱桥的结构刚度。

热等静压炉作为一种高温超高压设备,其介质存储有高爆炸当量的能量,做好安全控制尤为重要。为便于指导和实施耐压试验,本文介绍了设备承压部件在耐压试验中的受力特点及介质压缩特性,以HIP1025型热等静压炉为例,对耐压试验的升压时间进行了计算,给出了缩短升压时间、降低操作风险的可行办法,并编制了工程计算软件,为超高压容器实现耐压试验的参数化、自动化和数字化管理提供了工具。

某航天领域关键ZTA15钛合金箱体经真空熔炼浇铸及真空热处理工艺处理制备而成。然而,其在组装后的打压测试中频繁出现侧壁泄漏问题。为深入探究失效原因,本研究采用故障树分析法系统性地排查潜在原因,成功精准定位了问题根源。在此基础上,结合理化测试手段对失效机理进行了剖析,验证了定位结果的准确性。通过故障复现实验将研究结果推广至类似情境,为相关行业提供参考。基于上述综合研究,提出了一套针对性的整改方案,有效解决了当前的气密性问题。同时,提炼出切实可行的预防措施,旨在从源头上避免此类钛合金箱体气密性失效的再次发生,为未来同类产品的设计与制造提供了重要参考。

基于参比样品法原理,创新设计了一套材料有效热导率测量装置,并深入评估了其工作稳定性。首先利用碳纤维毡验证测量装置的稳定性,然后测试不锈钢、铜及石墨在不同条件下的热导率,并与理论值进行了对比分析,最后针对碳纤维毡材料,系统研究了温度、环境气氛及树脂含量对其热导率的影响。结果表明：该装置在0~700 ℃区间对不锈钢与铜材料的热导率测量准确性较高,但不适用于石墨材料;随温度与树脂含量上升,碳纤维毡的热导率显著提升,为材料热性能优化提供了重要参考。

真空有载分接开关（OLTC）是电力系统的关键,依靠真空灭弧技术来保证电压的稳定调节。然而,在大型医院大负载、大电流条件下,真空退化、接触烧蚀和绝缘污染对运行可靠性构成了重大挑战。本文提出了一种将真空特定振动特性与电参数分析相结合的真空OLTC智能多模态诊断方法。首先,基于真空灭弧的机械动力学,将振动信号构造为Hankel矩阵,利用奇异值分解（SVD）和快速傅里叶变换（FFT）滤波方法消除真空室微振动引起的噪声干扰;其次,从真空电弧能量平衡的角度,提取暂态电流谐波和介质恢复强度等关键电气参数作为故障指标;最后,利用二叉树结构优化的多类支持向量机（SVM）融合振动和电气特征,实现了真空泄漏、接触氧化等6种典型真空相关故障的准确识别。实验结果表明,诊断准确率为98.2%,在早期真空压降检测中具有明显优势。该方法为OLTC真空完整性实时监测提供了一种新颖的解决方案,显著提高了真空功率调节系统的安全性。

通过四因素三水平正交试验设计方法,采用PVD多功能离子镀膜机在Cr12MoV模具钢表面制备TiCN薄膜,研究了不同工艺参数对TiCN薄膜力学和摩擦磨损性能的影响,优化了薄膜制备工艺参数。结果表明,各因素对TiCN薄膜结合力的影响权重为甲烷和氮气流量比>弧电流>气体总流量>偏压,对TiCN薄膜硬度的影响权重为甲烷和氮气流量比>气体总流量>偏压>弧电流,甲烷和氮气流量比主要通过改变碳含量对TiCN薄膜力学性能产生影响。以结合力为指标的工艺方案所得TiCN薄膜性能最好,工艺参数为气体总流量为450 sccm,甲烷和氮气流量比为5∶1,偏压为200 V,弧电流为60 A,所制备TiCN薄膜硬度为3 456.76 HV,结合力为36.7 N,平均摩擦因数为0.281 3,显著提高了基体的抗摩擦磨损性能。

介绍了一种采用比较法真空标准装置对非线性皮拉尼真空变送器直接比较校准的方法,以EDWARD非线性皮拉尼真空计校准不确定度计算为例,详细介绍了整体分析法和逐点分析法两种不确定度分析方法。结果表明：利用最小二乘法进行线性拟合来评定整体不确定度时,对数拟合法较直接拟合法所得结果线性度更好,数据点分布相对均匀;对于该非线性皮拉尼真空计,整体分析法所得扩展不确定度为7%（k=2）,逐点分析法所得1.91 Pa测量点的扩展不确定度为0.04 V（k=2）。

动态工况下,新能源汽车电动真空泵助力制动系统的瞬态信号具有多模态非线性耦合特性,易误判故障模态。故本研究提出了一种新的故障诊断方法。首先,通过实时监测真空泵工作时的极限真空度、抽气速率等核心参数,构建电动真空泵助力制动系统的动态特性模型,再从电流和压力两方面入手,获取该系统的运行瞬态特性,并生成连续时刻的系统运行瞬态信号;其次,为应对信号的多模态非线性耦合特性,利用小波分析理论分解瞬态信号,提取每个频段信号的能量熵特征,通过精细刻画故障特征的内在本质提高对故障特征的辨识度和区分度,并建立真空失效特征库;最后,结合ResCNN网络和XGBoost构建智能故障诊断模型,将能量熵特征输入其中,通过卷积池化运算进一步挖掘深层次代表特征,再依靠XGBoost的自动分类能力,对挖掘出的深层次特征进行高效、准确的分类,从而输出制动系统故障诊断结果。结果表明：该方法的ACC值达到了0.97,实现了对制动系统运行状态的准确描述,有效缩短真空建立时间,降低系统的压力波动和能耗。

囊体材料的连接可靠性对浮空器的稳定运行具有重要影响,为保证囊体材料片幅连接后的可靠性,选取不同热合参数对两种面密度不同的囊体材料及配套热合布进行了热合试验。在热合剥离强度满足指标要求的前提下,通过高温蠕变试验进一步对热合部位进行了性能评估。结果表明：随着热合时间延长,囊体材料的热合剥离强度逐渐增加;面密度较高的囊体材料拉伸强度和剥离强度均较高;剥离强度满足指标的热合样件在高温蠕变试验后也可能出现脱层现象,热合材料胶层未完全熔融是样件脱层的主要原因。

液态锂在基底材料表面的润湿性是决定液态锂第一壁性能的关键因素之一。设计了一套液态金属与固体材料润湿特性研究平台,结合系统运行关键问题,采用ANSYS软件对平台检测室和注射系统等部件进行了热力学仿真和理论计算。结果表明：外径250 mm、壁厚3 mm的304不锈钢真空检测室在一个大气压下的最大变形量约为0.045 mm,最大应力强度为29.876 MPa,低于许用应力（137 MPa）;检测室最大等效应力约26.708 MPa,低于不锈钢的屈服极限（205 MPa）;注射系统中加热丝温度为400 ℃时针头与加热丝的极限距离是50 mm;当注射器与检测室内部压差分别为600 Pa和-465 Pa时,液态锂可以通过1 mm口径的针头吸入和滴出;在系统运行过程中向检测室中充入0.26 Pa以上的氩气有利于保护检测室壁面和观察窗,减轻检测材料沉积的影响。基于以上结果,成功搭建了液态金属润湿实验平台,并实现了直径3 mm液态锂滴的滴出。

对干式螺杆真空泵变螺距转子的动平衡设计方法进行了研究,通过质量去除法在转子齿面设计两类五组减重孔,结合参数化建模技术和NSGA-II算法,成功得到了减重孔的最佳参数及布置角度,优化了质量分布。利用SolidWorks进行三维建模,并通过其API接口进行二次开发,借助Visual Studio开发窗体程序,实现建模与优化过程中的数据互通以及模型参数的自动化更新。结果表明,经过减重处理后,转子动平衡性能显著提高,该方法简化了传统的动平衡设计流程,实现了动平衡的自动计算,从而大幅提升了设计效率和精度。

为了研究PEEK/GF聚合物材料在离子束活化后的时效性机理,用氩气（Ar）、氢气（H₂）、氧气（O₂）以及氢气与氮气的混合气体（H₂+N₂）对其进行离子束活化处理,并分别于大气、纯水、无水乙醇和真空等不同介质中存储1~90 d,通过材料表面红外光谱测试和表面接触角测试分析了材料表面特性的时效性变化规律,在此基础上以磁控溅射镀膜技术沉积铜膜,通过划格测试和拉拔测试对铜层的附着力进行了定性和定量判定,并结合基材的表面特性进行了综合分析。结果表明：经不同气体活化后存储于不同介质中的PEEK/GF材料均表现出较强的时效性;在存储介质相同时,以H₂+N₂、O₂、H₂、 Ar活化的时效性改善效果依次下降;在活化气体相同时,以无水乙醇、纯水、大气和真空环境为存储介质的时效性改善效果依次下降;采用H₂+N₂或O₂活化并存储于无水乙醇等亲水性较好的介质中可以减缓材料亲水性能的时效性;PEEK/GF材料经离子束活化后立刻沉积铜膜的附着力最高可达1级/11.51 MPa,经存储后再沉积铜膜的附着力明显降低,最高仅为1级/5.40 MPa。

针对核工业大尺寸特种材料专用热处理工艺对温度均匀性要求高的需求,首先研制设计了专用的真空热处理炉,然后对热处理两种产品的大尺寸均温区进行了模拟仿真,通过仿真模拟结果迭代,优化了加热器功率分布和反射屏设置,最后通过现场实验验证保温阶段有效均温区的温度均匀性。结果表明所研制设计的真空热处理炉在工作温度工况下,500 mm×500 mm×3 000 mm的有效均温区温度均匀性控制在±3.0 ℃,且实验验证结果与仿真模拟结果具有较高的一致性,可满足大尺寸特种材料专用热处理工艺的设计要求。

氦检漏设备传统故障诊断方法存在无法直观表示故障特征、严重依赖专家经验而准确性有限的问题。针对氦检漏设备传感器数据,提出了一种结合卷积神经网络（CNN）的时间序列图像生成方案,对故障数据进行数据驱动分析和故障分类,从而更准确地诊断故障。首先将一维时间序列信号转换为灰度图像进行形象化表达,以适应不同的氦检漏设备故障诊断场景,然后对LeNet-5 CNN模型进行优化,设计了计算速度更快、识别精度最大化的LeNet-5s CNN模型,并提出了复杂检测任务下的双模型检测方法,最后通过实验验证了算法的有效性。结果表明,模型优化后识别精确度有一定提升,双模型检测方法对复杂检测任务下的三类故障都有较好的识别性能。

本研究旨在探讨添加剂对硬质合金微观结构演变及其力学性能的影响。以钨钴合金为基体,加入碳化钛及其他辅料,通过制粒、压制和烧结等工艺流程制备了不同碳化钛含量（质量分数）的硬质合金样品。利用扫描电子显微镜、磁滞回线测量仪和三点弯曲试验机对合金显微组织、矫顽力和抗弯强度进行了详细分析。结果表明,添加剂的加入显著改变了硬质合金的微观结构,随着添加剂含量的增加,合金的晶粒逐渐细化且分布更加均匀。碳化钛含量为15%合金试件的矫顽力最大,为5.8 kA·m^-1,而相同烧结条件下,碳化钛含量20%合金试件的抗弯强度最高,达到840 MPa。添加剂含量对硬质合金的微观组织和力学性能有显著调控作用,且添加剂含量与合金抗弯强度呈现正相关趋势。通过优化添加剂配比,可以有效提升硬质合金的综合性能。

开发环保替代SF₆型断路器是高压开关领域亟待解决的问题。本文提出了一种以干燥空气为绝缘气体的无氟环保型断路器设计思路与整体方案,采用三维设计软件建立了145 kV无氟环保型断路器的数值仿真模型,使用数值仿真软件进行了仿真分析,得到了断路器外绝缘关键部位的电场分布。研究结果表明断路器在不同工况下三相动静端支撑的出线导体处电场强度最大,通过对动静端支撑结构、导体连接部位的优化,断路器外绝缘结构的最大电场强度降低了34.40%,为145 kV无氟环保型断路器的研制提供了理论依据。

随着半导体工艺不断向更小尺寸与更高精度方向发展,原子层沉积设备的研发日益受到广泛关注。本研究将微波等离子体源与原子层沉积技术相结合,通过系统性设计思路,集成真空系统、微波传导系统、气源输入系统与控制系统,成功研制出一套大尺寸微波等离子体增强原子层沉积设备。微波传输仿真与光学发射谱检测结果表明,该设备成功实现了高密度等离子体的稳定激发与高活性自由基的产生。通过不同微波功率（400~1 000 W）与不同氧气流量（10~1 000 sccm）的参数调控,设备实现了较短的单次沉积循环时间14 s,较高的氧自由基强度值15 769,所沉积的8英寸氧化铝薄膜的非均匀性为0.88%、632.8 nm处的折射率为1.65（消光系数接近于0）、介电常数与击穿场强分别高达9.3与23.6 MV/cm。本研究开发的微波等离子体增强原子层沉积设备,展现出良好的大尺寸晶圆适配与高质量薄膜沉积能力,为先进半导体工艺与集成电路制造中的高性能介电层、阻挡层及封装界面层等应用提供了有力的设备支撑。