铁电薄膜的研究多集中于钙钛矿结构材料,然而,这些传统的铁电材料存在与硅Si兼容性差、含铅而污染环境、物理厚度大、电阻低、带隙小等问题。不同的掺杂剂,如Si、Zr、Al、Y、Gd、Sr和La可以在HfO₂薄膜中诱导铁电或反铁电性,使其剩余极化率达到45 µC·cm^-2,矫顽力（1~2 MV·cm^-1）比传统铁电薄膜大约1个数量级。同时,HfO₂薄膜厚度可以非常薄（低于10 nm）,并具有很大的带隙（约5 eV）。这些优于传统铁电材料的特质可以克服包括铁电场效应晶体管和三维电容传统铁电材料等在薄膜存储器应用中的障碍。除此之外,反铁电薄膜的热电耦合性将有望用于能量收集、存储、固态冷却和红外传感器等多种应用中。HfO₂掺杂薄膜可以通过不同的沉积技术如ALD、溅射和CSD来制备,其中ALD技术沉积的薄膜优势更加明显。本文综述了近年来掺杂HfO₂薄膜材料铁电性和反铁电性的研究进展,详细介绍了不同掺杂元素、薄膜厚度、晶粒尺寸、电极、退火及应力等对薄膜铁电性的影响。

首先介绍了液态金属冷却（LMC）定向凝固/单晶炉的主流形式、技术特点及使用现状,然后讨论了以Sn与Al作为介质的LMC定向凝固设备的发展情况,最后对比分析了Sn冷与Al冷定向凝固设备的发展前景。

从20世纪60年代GaAs被首次发现具有负的电子亲和势起,负电子亲和势材料便被广泛地研究并应用于光电发射、二次电子发射以及冷阴极的制备中。相较于传统发射材料,负电子亲和势材料内部导带底高于表面真空能级,使得材料导带中的电子更易于从表面发射到真空中,因此该类型材料成为电子发射的理想材料。本文从定义、主要材料分类以及在冷阴极中的应用三个部分介绍了负电子亲和势材料,并对该材料应用的瓶颈和未来发展方向做了简要总结。

4.5wt.%Gd₂O₃-5.5wt.%Yb₂O₃-10.5wt.%Y₂O₃-79.5wt.%ZrO₂（GdYbYSZ）稀土复合氧化物陶瓷是一类适用于更高温度下潜在应用的新型热障涂层（TBCs）材料。采用高温固相合成法制备了GdYbYSZ陶瓷粉体和陶瓷块材,在1 100 ℃和1 300 ℃煅烧不同时间后GdYbYSZ陶瓷粉末无相变,具有非常优异的高温相稳定性。在1 200 ℃时,GdYbYSZ陶瓷块材的平均热扩散系数和平均热导率分别比同等温度下YSZ陶瓷块材降低了2.1%和5.1%。采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）工艺在单晶合金(Ni,Pt)Al粘结层表面制备了GdYbYSZ新型热障涂层。沉积态GdYbYSZ陶瓷涂层的主相结构为立方相,有少量游离态Y₂O₃和ZrO₂共存,其Y和Zr元素的相对含量均比靶材中的高,而Gd和Yb元素含量相当。经1 100 ℃长期冷热交替循环后,GdYbYSZ陶瓷层表面出现大量规则分布的“泥巴状”微观裂纹,陶瓷层内滋长的横向裂纹已经扩展到陶瓷层与TGO层的界面处,并引起该界面退化分离。陶瓷涂层的剥落位置主要出现在TGO层上下两个临域的界面处。TGO层严重的褶皱、波动起伏、扭曲交联、凸面尖端应力积聚和快速松弛是引起GdYbYSZ/(Ni,Pt)Al热障涂层体系层间界面分离和剥落失效的关键性因素。

阴极弧（Cathodic Arcs）是目前多种薄膜及涂层制备工艺的重要物质来源。从阴极表面起弧形成阴极斑点、产生等离子体（相变）、等离子体在真空室中的扩展（输运）,到最终在施加偏压的基体上沉积、凝聚形成涂层或薄膜,这一系列环节包含着复杂的物理过程。对这些过程及相关机制的深入分析与认识,无疑会对涂层制备工艺起到重要的理论指导作用。本文简要回顾了人类对阴极弧有关的放电现象的认识过程以及相关涂层的发展历史。对阴极放电机制以及与涂层工艺密切相关的等离子体行为,诸如脉冲阴极弧等离子体速度、鞘层、斜入射与附着系数等问题进行了探讨与实验结果的汇总。旨在为读者对阴极弧及其涂层工艺提供感性认识,为指导科研生产实践服务。

浮空器产品的一个重要技术指标是囊体气密性。为了对产品实际加工后的囊体材料气密性进行研究,模拟实际加工工况,对Vectran、尼龙、聚酰亚胺三种不同织物为承力层的囊体材料本体揉搓前后及片幅之间连接处的透氦率进行测试,分析了透氦率变化情况。结果表明：囊体材料透氦率随着揉搓次数及热合缝隙面积增加而增大,含外热合条的缝隙处透氦率与本体材料相当。该结果可用于指导囊体材料的选择、产品的加工及整体泄漏量的评估。

硅通孔技术（TSV）是当前非常热门的高密度封装技术,但由于常规薄膜沉积技术很难在高深宽比的硅孔内沉积铜、钨等金属种子层,硅通孔技术中存在深硅孔金属化困难的工艺问题。通过对倾斜溅射时铜原子二维非对心碰撞前后入射角度的变化关系进行模拟计算发现,当原子碰撞有能量损失时,入射到硅孔内的铜原子角度会发生改变,有助于其沉积在硅孔深处。本文利用负偏压辅助多个铜靶共焦溅射的方式,在不同深宽比的硅盲孔中沉积铜种子层,验证了该方法的可行性,并通过三靶共焦溅射成功在深宽比8∶1的硅孔内实现了铜种子层的沉积。

硬质TiAlN薄膜作为最有前途的TiN薄膜替代材料,具有比TiN薄膜更高的硬度、低摩擦因数、良好的高温稳定性和耐腐蚀性等优异性能,在石油、刀具、模具、电力、航空发动机等领域得到广泛应用。本文综述了TiAlN薄膜近年来国内外的应用及发展情况,着重阐述了TiAlN薄膜的制备方法,以及工艺参数对TiAlN薄膜性能的影响。同时对TiAlN硬质涂层的结构和性能进行了全面介绍,指出了TiAlN硬质薄膜性能优化的方法,并对TiAlN硬质薄膜的研究以及应用方向进行了展望。TiAlN硬质薄膜会随着科研人员的进一步深入研究以及应用的需求向复合化、多元化、纳米多层结构方向发展。

电子束熔炼作为一种优异的真空冶炼技术,其核心部件水冷坩埚的结构设计尤为重要,坩埚的冷却性能将直接影响电子束熔炼的效果及安全。通过理论分析、数值模拟、试验考核,研究了坩埚水道结构、熔池形貌对坩埚冷却能力的影响。通过坩埚选材、熔池利用率分析、能量损耗分析和冷却计算确定了坩埚结构,建立了数值仿真模型,采用模拟计算方式对比了两种熔池形貌的坩埚在不同装料量下的冷却性能,并针对性能优异的坩埚开展了试验考核。结果表明：模拟不同锭厚条件下,坩埚B的冷却水温度和坩埚表面温度较坩埚A均偏低,坩埚B的熔池形状和水道结构匹配更合理,散热效果更好。试验考核过程中坩埚B状态稳定,满足设计要求。

转子作为罗茨泵的关键零部件之一,对产品的整机性能具有重要影响,而转子设计的核心是转子型线的设计。本文以腰部椭圆线为基础开展转子型线设计,转子位于节圆内的型线由椭圆线构成,位于节圆外的型线由椭圆线的共轭曲线组成。设计中首先确定位于腰部的椭圆线及其啮合角,然后应用两个转子间的啮合关系,分析求解型线位于节圆外的共轭曲线,从而获得整个转子型线。最后,设计了抽速为70 L/s的罗茨泵转子,并分析了转子容积利用率与独立可变参数的关系。该型线与顶部为椭圆线的转子型线相比,容积利用率可大于50%,优势明显。

应用计算流体力学（CFD）方法对螺杆干式真空泵进行数值模拟计算,建立了针对螺杆干式真空泵流场的分析方法。对泵腔中流动区域进行三维建模,采用SCORG和ANSYS-ICEM软件对转动域和固定域分别进行了网格划分,利用瞬态模拟方法得到了泵内压力场、速度场和温度场的分布情况,并计算出抽气速率等参数。网格无关性分析结果与理论数据对比表明数值模拟结果可靠,符合预期。

电子束的高精度传输控制对于确保电子枪在金属熔炼、蒸发镀膜及电子束焊接等领域的可靠应用具有重要意义。针对电子束在金属物料蒸发环境中的传输控制技术开展研究,基于CST粒子仿真分析软件建立了30 kV电子束偏转模型,分析了偏转装置结构及位置参数变化对电子束分布的影响规律,通过仿真设计优化得到了满足需求的电子束偏转控制参数与结构。试验验证表明该结构下的电子束传输轨迹可控,建立的30 kV电子束偏转系统满足要求。

介绍了适用于光伏行业砷化镓（GaAs）薄膜电池制备所需的大尺寸方形载板金属有机化学气相沉积（MOCVD）反应腔的多级分气系统,以及该反应腔结构设计过程中的核心参数：喷淋盘孔尺寸、载板与喷淋盘间距（简称“腔室间距”）。基于自研的容量为36×4寸的MOCVD反应腔模型,应用计算流体力学（CFD）方法,同时考虑GaAs沉积过程中的气相反应和表面反应,对不同孔参数和腔室间距时的气流分配和薄膜化学气相沉积过程进行了数值模拟。考察了跨孔压差与气流量分配均匀性的关系,以及腔室间距对反应区气体流动以及GaAs薄膜沉积的影响。结果表明：初级“蜘蛛”形分气盘将主进气口分配成64个子进气口后的分气均匀性较好,质量流量值波动幅度仅为0.22%;增加喷淋盘孔深度可缓慢且线性提高孔压差,而缩小孔径对于压差的增加非常迅速;增加喷淋盘孔压差可提高次级分气均匀性,但提升效果趋缓;大腔室间距下的沉积速率低,且均匀性差;随着腔室间距缩小,沉积速率持续增加的同时,沉积均匀性先变好,后逐渐由于气流震荡而变差。

质谱仪是气体监测与分析的一种重要仪器。相比于传统气体传感器检测方式,质谱仪具有检测范围广、灵敏度高、响应速度快等优点。本文研制了一台小型化过程检测质谱仪,采用双灯丝电子轰击电离源及四极杆作为质量分析器,检测器部分采用法拉第筒与电子倍增器双模式,电控单元以高频FPGA测控系统、大电流灯丝驱动电源、宽质量范围射频电源及高增益复合跨导放大器为核心。试验测试结果表明,该小型质谱仪各项性能指标优越,已达到市场上主流商品的水平,可广泛用于各类气体检测场合。

石墨烯作为一种性能独特的新型二维材料,在航空航天、电子器件、医学生物等领域具有巨大的发展潜力。采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法,以铜箔为基底,利用氢气和甲烷混合气体制备了石墨烯,研究了生长及冷却阶段H₂对石墨烯形核及生长的作用机理。结果表明：在PECVD过程中,石墨烯生长前采用H₂等离子体对铜基底预刻蚀会导致基底粗糙度增加,从而产生较多的形核位点,不利于低密度大尺寸石墨烯晶粒的生长;生长过程中H₂会对多层石墨烯刻蚀,较高的H₂流量下可以形成单层石墨烯;生长结束后通入H₂保温一定时间,石墨烯会被刻蚀成条带状,这种刻蚀随着保温时间的延长而加剧。

针对喷油螺杆真空泵产品进行设计,重点介绍了真空泵油气分离系统的设计方法。根据真空泵的工作原理,结合工程实践,首先拟定油气分离系统组成,以及油气分离罐的结构设计方案;然后针对油气分离罐中重要零件如筒体、法兰等进行详细分析和计算,确定筒体公称直径、厚度等重要参数;之后基于爆破片的结构原理进行选型和计算,确定其爆破压力和排放面积等参数;最后运用三维设计软件完成整个结构的三维模型设计,进一步验证了油气分离系统结构的合理性。

微波等离子体 CVD法是制备优质金刚石薄膜的好方法。在微波 CVD装置中,极高频率的微波电场将使气体放电产生等离子体。等离子体中电子的快速往复运动进一步撞击气体分子,使得气体分子分解为 H^*和各种活性基团。这些大量的原子氢和活性的含碳基团是用低温低压的 CVD方法沉积金刚石所必需的。

类金刚石（DLC）薄膜是一种具有高耐磨性和高化学稳定性的薄膜材料,应用也越来越广泛。随着关键材料部件的服役环境越来越苛刻,关键部件的防护和可靠性面临新的挑战,近年来DLC的抗腐蚀性能越来越被重视。本文聚焦DLC的腐蚀和耐磨机理,归纳了DLC薄膜对合金表面腐蚀防护的研究热点,介绍了应用在材料表面的DLC不同制备方法,简述了单层DLC、多层DLC和掺杂型DLC的结构和防护机理。多层DLC具有很大的研究价值和广泛的应用前景。最后,对当前DLC薄膜对基材表面防护的发展趋势和挑战进行了展望。

在卷绕蒸镀设备生产过程中,电子束引起的较高能二次电子会影响复合集流体的质量。较高能二次电子的发射率与电子束的入射角在一定范围内成正比,因此利用额外磁场可以使电子束轨迹发生偏置,从而减小入射角。本文依靠仿真软件及CAD建模技术对电磁偏置线圈进行了开发设计,通过参数优化,得到匹配的磁场强度以及电子偏置轨迹,成功完成电子偏置线圈的设计。同时对电磁线圈参数对偏置的影响进行了对比分析。结果表明：增加电磁线圈的电流、匝数、尺寸、数量,以及减少线圈与电子枪的距离,都能减少电子束偏置半径。通过优化这些参数可以得到预定入射角度,实现低的二次电子发射率,为将来设备的迭代升级提供设计依据。

使用等离子增强磁控溅射技术,利用三甲基硅烷TMS(Si-C)以及六甲基二硅氧烷HMDSO(Si-C-O)气体在H13钢表面制备了TiCrSiCN和TiCrSiCON纳米复合涂层。结合SEM、AFM、XRD、EDS等研究了O元素对涂层显微组织、物相组成、表面能、硬度、摩擦因数、耐磨和耐高温氧化性能的影响。结果表明：与无氧的TiCrSiCN涂层相比,含氧的TiCrSiCON涂层表面较粗糙,致密度低,且存在典型的柱状组织,从而导致其较高的表面能;O元素的加入提高了涂层的硬度,使TiCrSiCON涂层的耐磨性能显著提高,但TiCrSiCN和TiCrSiCON的摩擦因数相差不大;TiCrSiCON涂层中的Cr元素易与O元素结合形成一层致密的氧化膜,从而提高了其耐高温氧化性能。

过渡金属氮化物硬质涂层在切削刀具、精密模具和机械零部件等领域有着广泛的应用。随着切削技术的进步和难加工材料的增多,硬质涂层已由传统的二元涂层向着三元、四元涂层不断发展。（Cr,Ti,Al）N四元涂层因其优异的综合性能而备受研究人员的关注。本文从磁控溅射镀膜的基本原理和技术特点出发,介绍了制备（Cr,Ti,Al）N涂层常见的磁控溅射镀膜技术,分析了采用单质靶与合金靶沉积镀膜的效果及其各自的优缺点,研究了磁控溅射工艺参数对（Cr,Ti,Al）N涂层机械性能的影响,最后讨论了（Cr,Ti,Al）N梯度涂层的作用及其制备方法。本文可为设计（Cr,Ti,Al）N涂层制备工艺、改善（Cr,Ti,Al）N涂层性能提供理论参考与指导。

利用电弧离子镀膜技术,以硅片、不锈钢、玻璃片为基底,在脉冲偏压分别为50 V、100 V、150 V的条件下制备了三组氮化铬薄膜样品,对其物相、表面形貌、力学性能及不同温度下的疏水性能进行了分析研究。结果表明：所制备薄膜样品组分单一,表面存在些许“大颗粒”,当脉冲偏压为100 V时“大颗粒”数量最多;氮化铬薄膜力学性能优良,150 V脉冲偏压下沉积的薄膜具有较高的硬度和杨氏模量,50 V脉冲偏压样品具有较高的膜基结合力;常温（20 ℃）下薄膜疏水性均较好,基底材料对疏水性能影响不大;各组薄膜疏水性能随环境温度的增加而降低,当环境温度上升至80 ℃时脉冲偏压为50 V的薄膜丧失疏水性能, 脉冲偏压为100 V的薄膜样品疏水性能整体较优。

总结了活泼金属的熔炼提纯方法,概述了等离子束熔炼炉的基本形式和国内外现状,介绍了等离子束冷床与感应冷坩埚复合熔炼技术和感应冷坩埚连铸技术,提出了磁搅拌冷床技术,介绍了等离子体技术在金属冶炼还原提纯中的应用,展望了等离子体技术的未来应用方向。

介绍了拉曼检测仪器用干涉滤光片（简称拉曼滤光片）的应用场景和功能,研究分析了其光谱指标对拉曼检测仪器性能和精度的影响,包括光谱透射率、光谱反射率、背景截止度、截止陡度等。为满足拉曼滤光片光学指标的精准光谱测试需求,推荐了分光光度计测试及相关测试参数的设置方法。此外,还介绍了采用溅射镀膜工艺制造高性能拉曼滤光片的方法及优势。最后,对拉曼滤光片的发展进行了总结和展望,为拉曼滤光片在科学研究和产业化应用中提供参考。

欧洲计量创新与研究计划（EMPIR）的量子帕斯卡（Quantum Pascal）项目旨在开发基于光子的真空计量标准,以将压力的国际制单位（Pa）转换为气体密度单位。该项目的主要研究方向包括折射率法、吸收光谱法和冷原子法等基于光学方法的量子真空标准,这些方法各有特点,且都具备高精度和高可重复性的优点。其中,折射率法和吸收光谱法主要基于气体分子在真空中的相互作用机制进行测量,而冷原子法则是利用玻色-爱因斯坦凝聚态的性质进行测量。本文对这些原理和应用装置进行了详细介绍,为量子真空计量技术的发展提供了有益的参考。这些技术的发展将有助于实现更准确的真空测量和更精确的科学研究,对于半导体制造、材料科学、量子信息等领域都具有重要意义。

采用低温水热法在五种不同基底上制备得到了氧化锌纳米棒阵列,通过SEM、TEM、XRD、EDS和XPS表征研究了所得产物的微观形貌和元素组成,并对不同基底生长的氧化锌纳米棒阵列进行了场发射性能和附着力测试。结果表明：硅片、导电玻璃、镍片、不锈钢和镍钛合金上生长的氧化锌纳米棒样品的开启电场依次升高;由于氧化锌纳米棒与硅基底之间具有更好的附着性能,硅片基底制备的氧化锌纳米棒场发射性能最好,并显示出最好的发射稳定性,在电流密度0.5mA/cm²下持续工作15h时,其电流波动小于10%。

为开发能高效适应0.1~100kPa宽工作压力范围,且能兼顾预期极限真空工艺工况的螺杆真空泵,设计了分段式渐进变化螺距螺杆。其第一部分导程由小到大变化,位于吸气端,从第二部分开始导程由大到小渐进变化,该构造确保了螺杆良好的动平衡性,可保证齿面结构完整;前两级导程决定了螺杆真空泵的吸气量,相邻导程比率决定了压缩能力;末端导程螺距变化小,螺杆齿宽大,保证了螺杆的加工性能。试验证明采用分段式渐变螺杆转子的螺杆真空泵,在整个工作压力区域都能保持较大的抽速,并且可依据工作预期优化螺距参数,极大降低了设定工作压力区域的比功率,从而提高抽气效率,大幅降低驱动功率,使泵运行效果良好。

分析了氢化脱氢工艺在锆-2合金粉末制备中的应用情况,详细介绍了粉末制取前准备工作、氢化反应、脱氢处理、粉碎筛分、分离处理等操作过程。采用氢化脱氢工艺可以得到纯净的锆-2合金粉末,提升制取效率,降低制作成本。

电子束熔炼具有高真空、高能量密度、可精准控制等特点,被广泛应用于难熔金属行业。本文依托核工业理化工程研究院电子枪技术和LT102真空装置,设计研制了一套难熔金属电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置。主要阐述了供料、熔铸拖锭装置的设计技术要求,针对难熔金属进行了熔炼功率计算,并对结构设计功能进行了详细介绍。所研制的供料装置具有多工位、换料功能,拖锭装置具备水冷、下拉、旋转功能。最终装配测试的供料、熔铸拖锭装置性能满足设计要求,整体熔炼实验中设备运行良好。

结合特种合金实际生产过程,从设备配置、抽空能力等方面对德国ALD公司VIDP炉真空系统进行分析,并给出了若干优化应用措施。提出将罗茨泵的启停间隙控制在120 ~180 s;低真空系统两套并联泵组的模式开关开启阈值分别设定为1 000 Pa和2 500 Pa;根据特种合金易挥发的特性,给出罗茨泵各部位维修保养周期（3~12个月不等）,以及合金熔炼过程中充氩破空的具体操作流程;最后针对VIDP-300型炉的真空系统提出提升抽空能力的改造建议。

以TRIZ理论为研究工具,采用因果分析方法得到了影响罗茨真空泵基础压力的根本原因和薄弱点,通过技术矛盾和技术系统进化法则解决方案模型的启示,进一步改进了罗茨真空泵的密封结构和转子型线,然后基于改进方案,对ZJP70型罗茨真空泵进行了优化。测试结果表明：在同等条件下,优化后的新型罗茨真空泵基础压力提升明显,同时最大零流量压缩比、整机漏率和噪声等核心指标也得到了显著改善。

火星一直被认为是太阳系中除地球外生命最有可能繁盛过并生存至今的地方,故而对其表面环境的模拟,对火星探索起着重要的作用。本文依托于XX大学空间模拟装置火星尘舱系统项目的需求,设计了一套火星表面低气压环境模拟系统,采用真空泵组降低火星尘舱内的气压,采用气动调节型阀门进行高精度动态压力调节,维持舱内压力稳定,详细介绍了系统设计技术参数、组成、工况及抽速计算流程。

晶圆加热盘的设计有两大核心性能指标：工作面温度均匀性和控温能力,晶圆加热盘在设计定型前需要经过多次仿真迭代与测试验证,以确定产品性能满足设计需求。本研究基于有限元计算与系统回归模型,精准预测加热器实际所需长度、功率密度以及对应排布方案,以温度均匀性为优化目标,获取最优设计方案。经不同方案验证,该模型的精度在98%以上,可显著提升加热盘设计效率,为人工智能在加热盘设计领域的应用提供可能性。此外,基于传热学理论,提出了一种加热盘控温能力的设计方法,通过一维计算的方式,为加热盘控温能力的优化设计起到了指导作用。

采用脉冲激光沉积技术在基片温度为800 ℃条件下制备了不同Co含量的ZnSe:Co_x(x=0.1, 0.3, 0.5)微晶薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜、X射线光电子能谱、红外透射光谱及光致发光光谱分析了薄膜的微结构及光学特性。结果表明：所制备的纳米晶薄膜结晶质量优秀,具有（111）择优取向,薄膜结晶质量、光谱透射率和光学带隙均随Co含量的增加而减小;薄膜在波长约700 ~850 nm处存在一吸收带,这源于Co²⁺在周围Se^2-构成的四面体晶场中⁴A₂(4F)→⁴T₁(4P)能级之间的跃迁;当Co掺入量x=0.5时,薄膜达到过掺杂状态,α-Co杂质相出现,薄膜红外光致发光谱大幅降低。

介绍了低氧氮含量K417G镍基高温合金的生产工艺,着重讨论了合金制备不同阶段的脱气处理方法,并阐述了不同工艺环节避免气体带入的措施。在合金熔炼前通过预脱气尽可能去除表面吸附气体;在化料期将化料功率设定为300~750kW,并将单次加料量控制在500kg以下,使氧氮含量分别降至0.0018%和0.0014%;在精炼期控制合金熔液温度在1582℃,并利用碳脱氧反应精炼80min,使氧氮含量分别降低到0.0006%和0.0002%;精炼结束后加入活泼元素作为强脱氧剂,并维持20min以上,进一步将氧含量降低到0.0003%,顺利完成了低氧氮含量K417G镍基高温合金的生产。

设计了一种空间微型质谱仪用三电极场芯片级离子源结构,该离子源由5层电极板构成气体电离区和离子引出区。采用MEMS技术制备了芯片级离子源原理样机,测试了其电子流、离子流和稳定性。结果表明：该芯片级离子源能够产生0.357 mA以上的电子流,接收到的离子流可以达到527 pA,满足空间探测任务中微小型质谱仪离子源的功能要求。

石墨烯真空标准漏孔是基于石墨烯衍生材料研制的新型真空标准漏孔,其漏率下限低于一般的石英渗氦型标准漏孔,可用于超灵敏度检漏系统的校准。基于石墨烯的材料特性,石墨烯真空标准漏孔的漏率会随温度变化。本文针对温度对石墨烯真空标准漏孔漏率的影响进行了研究,通过测量漏孔在不同温度环境下的漏率,得到该种漏孔的温度系数与变化规律。研究结果表明,石墨烯真空标准漏孔的漏率随温度呈线性变化,且温度系数低于2.5%/℃。

凝汽器作为核电厂热力循环中的冷却设备,乏汽通过与其内的冷却水进行热交换形成冷凝水以进行再次热力循环。凝汽器所用的海水冷却水一旦泄漏就会对二回路的蒸汽发生器造成污染,进而影响核电站的安全运行。本文针对凝汽器液相泄漏过程的流动特性进行了数值模拟研究,采用Euler-Euler两相流模型和k-ε湍流模型分析了不同流动工况下两相泄漏过程的流场,在常温常压情况下通过粒子图像测速（PIV）对凝汽器冷凝管的泄漏过程进行了可视化测量分析,并与数值模拟作了对比。结果表明：气液两相同时存在于泄漏过程中时,泄漏量与管道内液相流动工况无关,只与管道内外侧压差相关;泄漏的检测时间可设定在发生泄漏后0.003s内,此时泄漏射流附近存在的两个回流涡会导致示踪气体的回流,可能会对示踪气体的传质和对流扩散产生影响;管道内外侧压差为100000Pa情况下,冷却剂泄漏的质量流量约为3.925×10^-3kg/s 至9.813×10^-3kg/s。

高海拔环境中温度和气压的下降会对人体和设备产生一定影响,材料、器件、设备及生物体在高海拔环境下的性能和适应性可通过高海拔模拟系统进行测试。本文依托于成都XX风洞项目,通过罗茨真空泵对风洞进行海拔高度模拟,同时考虑温湿度的变化,设计了一套高海拔模拟系统,详细介绍了系统设计参数、组成、工作原理及操作流程。

研制了一种基于无转移聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚酰亚胺（PI）的漏孔元件。通过在铜箔上旋涂PMMA或PI,另一面旋涂光刻胶,并利用紫外光刻打孔,在铜箔上刻蚀出了不同阵列的直径约10 μm的小孔。基于差压法测量了氦气通过该标准漏孔元件的流导。结果表明：在从5 kPa到10⁵ Pa压力范围内,各测试样品均表现出分子流动状态;无转移PMMA或PI的流导和有效渗透面积呈线性关系,可通过控制小孔数量来控制PMMA或PI的有效渗透面积,从而获得不同的流导;所开发的无转移PMMA或PI为优良的低渗透漏孔理想材料。

针对车辆发动机在高海拔地区因低气压而性能下降的问题,依托于XX项目需求设计了一套低气压动态试验系统,其可用于模拟高海拔低气压环境和开展车辆低气压动态试验。详细介绍了该试验系统中低气压模拟系统及排烟系统的组成和工艺流程,并进行了抽气速率及抽气量计算。

标准漏孔是氦质谱检漏仪的校准装置,为了提高氦质谱仪检漏灵敏度,必须降低标准漏孔漏率下限。针对目前传统材料加工制作的标准漏孔难以通过改进加工工艺降低漏率下限的情况,利用CVD法制作了一种亚纳米孔石墨烯复合薄膜新型标准漏孔,研究了其渗氦性能和制备工艺稳定性。结果表明：单层石墨烯/PMMA复合薄膜单位面积漏率为4.17×10^-12~1.09×10^-11 Pa·m³/（cm²·s·Pa）,通过调节新型材料渗透面积,可制作漏率下限达10^-12 Pa·m³/s量级的标准漏孔。

脉管制冷机具有高稳定性、持久运行和低振动等特性,符合高真空设备低温泵对冷源的要求,在低温真空泵领域的关注度越来越高。本文首先介绍了脉管制冷机的基本原理和分类,然后按照驱动方式总结了不同脉管制冷机的最新研制进展,最后重点分析了不同仿真方法在脉管制冷机研发和优化过程中的实际应用。

为满足某产品在高真空冷黑环境下的红外载荷辐射定标,设计采用了一种复合PID控制算法,在开展大面阵黑体多分区定标器真空试验中,较好地完成了大面阵黑体多分区交叉耦合控温的高精度指标要求。基于工程实践性强的模糊控制与传统PID相结合的分段逼近式控温验证,整体系统控温精度达到±0.1 K,满足设计控温要求。

先进陶瓷材料具有高硬度、高模量、耐高温、耐腐蚀等结构特性以及优异的热学、光学和电学等功能特性,因此在航天航空、信息技术、国防军工、生物医疗与新能源等领域得到越来越多的应用。高性能先进陶瓷材料需求的增加推动了制备工艺的发展,在陶瓷成型与烧结技术中引入真空技术可以通过改善陶瓷致密度、成分均匀性与晶粒尺寸分布等因素促进其性能的提升。本文着重对真空技术在不同成型与烧结方法中的应用进行了分析归纳,探讨了不同制备方法的特征及真空气氛对于陶瓷性能提升的作用机理,最后对未来的研究方向进行了展望。

为验证新设计的活塞压缩机整机运转的可靠性,对压缩机进行有限元模态仿真分析和临界振动响应测试。首先建立活塞压缩机的三维模型,并对其进行合理优化,设置工作边界条件后,完成有限元模态仿真分析,获得压缩机在此条件下的整机临界振动响应频率理论分析结果。然后对压缩机整机进行临界振动响应测试,获得压缩机前六阶的实时工作模态。试验结果与有限元模态分析结果对比分析表明,二者存在一些误差,但规律一致,整机不会发生破坏性临界共振现象。