在柔性电子领域,如有机薄膜太阳能电池、OLED显示、量子点显示等封装时都需要对水氧具有超高阻隔性的薄膜。针对超高水氧阻隔膜制备工艺现状,为提高阻隔膜性能指标,满足快速发展的柔性电子封装技术需求,本文分析了基底材料对水氧阻隔膜性能指标的影响,综述了超高阻隔膜叠层制备技术,为开展超高阻隔膜研究与产业开发提供依据,并对后续技术发展进行了展望。

多孔金属材料是一类具有优异性能的新型材料。本文首先简述了多孔金属材料的几种常用制备方法及应用领域。然后对多孔钨材料在微波真空器件、核聚变及空间电推进技术等领域的应用进行了介绍,指出了多孔钨材料及零件制备中存在的问题,针对这些问题对多孔钨材料及零件制备工艺进行了深入研究。利用射流分级技术对钨粉进行了分级,激光粒径测试仪的分析结果表明,分级后的钨粉颗粒度分布更加集中。采用气体纯化装置对烧结用氢气中残余的水和氧进行了净化,使氢气的露点从纯化前的-50℃降到纯化后的-90℃以下,为制备出无氧化的多孔钨材料及零件提供了很好的烧结环境。利用冷等静压技术和高温烧结技术制备出多孔钨材料,压汞仪分析表明钨粉分级使多孔钨材料的比表面积增大,闭孔率大大降低,孔度更加均匀一致。采用真空浸铜的方法制备出多孔钨铜合金材料,与传统氢气浸铜方法相比,真空浸铜的浸渍率提高了4%以上。采用真空去铜法净化了多孔钨铜零件,结果表明该方法具有处理时间短、去铜彻底、对环境无污染等优点。

采用钨坩埚和电子束蒸发设备蒸镀金属银薄膜时,银在熔融状态下和钨坩埚是浸润的,坩埚内熔融金属的液面呈凹陷形状。这类凹陷形状的蒸发源,常常会导致被沉积薄膜的均匀性变差。根据固体表面微结构会改变液体与固体接触角的理论,本文尝试用化学腐蚀的方法在光滑平整的钨坩埚内壁上加工出沟槽阵列,来改变熔融金属材料与钨坩埚内壁的接触角,从而改变液态银与钨坩埚壁的浸润性。结果表明,当沟槽宽约1mm,深约0.5mm,周期约2mm时,熔融的金属银和钨坩埚内壁不再浸润。用改造前和改造后的钨坩埚分别蒸镀厚度100nm的银膜,发现改造后的钨坩埚可以有效提高蒸镀薄膜的均匀性。

利用直流磁控溅射法在有机玻璃基底上沉积掺杂氧化铟锡（ITO）透明导电薄膜,在室温条件下,研究了溅射功率、溅射气压、靶基距和氧氩流量比等工艺参数对ITO薄膜光电性能的影响。结果表明,ITO薄膜的透光率随溅射功率和靶基距的增大而减小,当溅射功率为110W、靶基距为70mm时,ITO薄膜的透光性和导电性较为优良。在近紫外光波段和近红外光波段,ITO薄膜的透光率随溅射气压的增大而减小。当氧氩流量比为4:30时,ITO薄膜在500nm到600nm可见光范围内的透光性和综合性能最好。

开发了一套虚拟仪器实验系统。其基于unity3D平台,实现了设备虚拟化、模拟实验操作、人机交互等功能,满足了学校教学及企业员工培训的要求。开发的系统有两种形式,一是VR场景实现,二是客户端APP形式,分别适用于不同场景,满足不同的教学培训需要。借助VR的新型教学、培训方式也为以后此类平台的开发提供参考。

罗茨泵转子型线的研究是罗茨泵设计的核心部分,圆弧型转子型线为广泛应用的罗茨泵转子型线之一。圆弧转子型线的设计中,首先实现转子理论型线的设计,然后基于理论型线,设计转子的实际型线和铸造毛坯型线。本文在实际型线和铸件毛坯型线的设计过程中,提出基于共轭特性的圆弧线实际型线和铸件毛坯型线设计方法,大幅简化了分析设计过程,并以此为基础,设计了70L/s罗茨泵圆弧转子型线及其粗加工和精加工方法。

本文介绍了一种以普通真空卷绕镀铝机为基础,离子注入与气相沉积薄膜相结合的离子束辅助沉积表面改性技术。通过在普通卷绕镀膜设备上增设一套辅助轰击离子源,构成离子辅助沉积系统,可以实现透明氧化铝膜的镀制。详细说明了该镀膜方法的设备结构、特点与工作原理,并指出了该镀膜方法的推广与应用前景。所用设备还可以实现镀铝膜,突破了普通镀铝机镀膜种类的单一性。该技术响应国家号召,实现了氧化铝蒸发镀膜设备的国产化。

在目前“碳中和、碳达峰”背景下,高能耗高碳排的冶金行业绿色低碳发展已成为国际社会和行业的共识。作为单位产品碳排放最大的冶金行业之一,镁行业的减碳势在必行,开发新的低碳炼镁技术是未来镁冶金的发展方向。本文对目前皮江法炼镁技术的不足,以及新法铝热还原炼镁技术的原理与优势进行了分析。分析结果表明,皮江法炼镁存在原料消耗量大、能耗高、碳排放量大等缺点,受还原生产金属镁原理的限制,进一步降低皮江法炼镁能耗和碳排放存在较大的困难。与皮江法相比,铝热还原炼镁技术具有原料消耗少、生产效率高、能耗低、无废渣排放等优势,生产过程碳排放可降低30%~50%,是一种低碳无污染绿色炼镁工艺,在当前“双碳”背景下,具有很好的应用前景。

现有螺杆转子的截面型线有尖点且接触线不连续。针对该问题,同时为了简化截面型线的组成,本文采用正弦螺旋线光滑连接齿顶与齿根圆弧,进而提出了一种新型全啮合的正弦螺旋线型螺杆转子。构建了正弦螺旋线及其共轭曲线的啮合模型,进而推导得到了截面型线的方程。分析了新型截面型线的半径比和螺旋线中心角对双螺杆真空泵工作性能的影响,并给出了其合理的取值范围。结果表明,所提出的新型全啮合螺杆转子的截面型线完全光滑,空间接触线连续,有利于提高双螺杆真空泵的性能。

水凝胶作为一种结构与生物组织类似的柔性材料,被广泛地应用在柔性传感器等领域。但其内部含水量较大导致力学性能较差,且在低温环境下易结冰失效。本文从增韧机理、抗冻方法以及疲劳特性等方面对增韧抗冻水凝胶进行了综述。首先,对不同增韧机理水凝胶的力学性能以及内部结构进行了对比;其次,讨论了低温环境下水凝胶的抗冻方法;最后,总结了水凝胶在长时间静态或循环加载情况下的疲劳损伤特性。未来应致力于增加水凝胶的保水抗冻性能,深入研究水凝胶疲劳失效机理,以期为耐低温、抗疲劳水凝胶传感器的应用提供理论基础。

螺杆真空泵作为干式中低真空泵,具有抽速范围宽、能耗低、无油污染等诸多优点,广泛应用于各个领域。为了服务于国家碳中和的发展战略,本文将碳足迹的核算与管理方法应用到螺杆真空泵的设计与制造中,通过追踪、分析、核算和管理整个产品全生命周期的碳排放足迹,有针对性地从设计、加工制造、供应链运输角度和制度层面提出减少碳排放的具体举措。此项工作有助于企业制订相关碳中和的目标,完成碳足迹的核算,实现节能减排的目的。

通过NS和DSMC两种方法的联合计算可以求解过渡流,NS/DSMC耦合方法同时包含NS方法计算效率与DSMC方法的计算精度优势。本文详细介绍了耦合方法发展中关键技术的原理,讨论了耦合方法在空间羽流研究中的应用进展,说明了计算域划分方法的不足。并就临近空间飞行器绕流方面的耦合技术应用进行了分析,提出耦合计算结果与实验结果的误差可能由DSMC统计散射造成,其可以通过累计统计方式消除。此外,还讨论了采用两相流模型的NS/DSMC耦合方法在MEMS领域的应用。最后就耦合方法在真空领域的应用和未来耦合算法的研究方向进行了展望。

如今越来越多航天器真空试验过程中需要检测试验件内部气体压力,虽然直接安装传感器进行测量最有效且最准确,但是某些试验件内部无法安装传感器,使得直接测量的方法难以实现。本文利用蒙特卡洛方法,对分子流状态下试验件内部压力变化进行数值模拟。建立了试验件几何模型,考虑了试验件材料放气,计算了分子流状态下试验件内部真空度随时间的变化规律,最终得到真空试验过程中试验件内部压力变化过程。本文为航天器真空试验过程中某一特定位置压力值的预估提供了理论依据。

飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）和脉冲射频辉光放电发射光谱（Pulsed-RF-GDOES）是两种重要的深度剖析技术,前者广泛应用于半导体工业的质量控制,后者主要应用于工业涂层及表面氧（氮）化层的分析。Mo/Si纳米多层膜由于其出色的反射特性被广泛应用于纳米光刻、极紫外显微镜等领域。本文利用原子混合-粗糙度-信息深度（MRI）模型分辨率函数,通过卷积及反卷积方法分别对Mo（3.5nm）/Si（3.5nm）多层膜的TOF-SIMS和Pulsed-RF-GDOES深度谱数据进行了定量分析,获得了相应的膜层结构、膜层间界面粗糙度及深度分辨率等信息。结果表明：GDOES深度剖析产生了较大的溅射诱导粗糙度,SIMS的深度分辨率优于GDOES。

为了研究ITO薄膜在宽角度电磁屏蔽激光窗口中的应用效果,采用双离子束溅射镀膜技术在不同工艺条件下制备了ITO薄膜,根据薄膜的光电性能测试结果,分析了氧气流量、辅助离子源、基片烘烤温度等工艺条件对ITO薄膜透光性和导电性的影响。用Ti₂O₃和SiO₂作为高、低折射率材料,ITO薄膜作为电磁屏蔽膜层,在K9玻璃基片上设计了对2~18GHz电磁波高效屏蔽的0°~45°宽角度入射的1064nm激光窗口膜层,并利用双离子束溅射技术在合适的工艺条件下完成了薄膜的制备。测试结果显示,制备的薄膜透光性和电磁屏蔽性能良好,具有一定的耐酸性,适合作为高效电磁屏蔽、0°~45°宽角度入射的1064nm激光窗口膜层。

为了研究基体表面形貌对PVD方法制备的涂层与基体结合性能的影响,观察了喷砂处理后基体表面的显微形貌,测试了涂层与基体的结合力,测量了沉积完成后涂层的物相及硬度,并对不同基体表面形貌对涂层结合性能的影响机理作了分析研究。结果表明：水喷砂和干喷砂处理后,基体表面均形成“V”型凹槽形貌,分别表示为θ₁型和θ₂型（θ₁<θ₂,θ为凹槽开口宽度与槽深之比）;不同表面形貌对涂层与基体的结合性能影响较大,但不会改变涂层的物相结构,不影响涂层的致密度和本征应力;根据形核机理,θ₁型时,在“V”型槽上部边缘处形核生长的原子阻碍其他原子大量进入,导致“V”型槽底部中空;而θ₂型时,大量原子进入槽中,伴随着原子的扩散运动,形成了几乎完全填满的“V”型槽结构,从而增大了涂层与基体的结合面积,提升了涂层与基体的结合性能。

本文论述了真空感应熔炼炉的常见结构及未来发展方向。首先介绍了不同结构炉型的特点,然后阐述了当前主流市场环境下各类炉型的概况,最后通过对技术与市场情况的对比与分析,预测了未来真空感应熔炼炉的发展方向。

真空雾化制粉设备作为工业化生产金属粉末的主要设备,广泛应用于增材制造、粉末冶金、航天和医疗等重点领域。本文围绕目前最常见的几种真空雾化制粉技术,对其特点和发展方向进行了深入的研究和探讨。首先简要介绍了雾化制粉的技术背景和当前制粉手段的常见分类,然后结合目前主要的雾化制粉设备制造商和金属粉末供应商所采用的技术及设备的核心性能指标,详细介绍了VIGA（vacuum induction-melting gas atomization）、EIGA（electrode induction-melting inert gas atomization）、VIGA-CC（water-cooled copper crucible vacuum induction-melting gas atomizing）和PREP（plasma rotating electrode-comminuting process）方法,并对雾化制粉技术及设备未来的发展方向进行了展望。

采用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）工艺制备出铜（Cu）箔,研究了溅射电压对Cu箔微观结构和性能的影响。结果表明：在溅射电压700~950V范围内,Cu箔均呈现出明显的（111）晶面择优取向,其晶粒尺寸在27.7~36.5nm之间,相对密度在96.1%~98.5%之间,明显优于普通直流磁控溅射制备的Cu箔;随着溅射电压的增大,Cu箔由韧性逐渐向脆性转变,其电阻率逐渐降低至2.38μΩ·cm,接近纯Cu的本体电阻率。

复合分子泵作为氦质谱检漏仪的重要部件,其自身的几何参数在影响抽气性能的同时,也影响着检漏仪的检测性能。本文基于分子泵抽气基本理论,建立复合分子泵涡轮级的计算模型,通过改变叶片倾角、叶片数目、叶片高度和叶片厚度,分别计算了复合分子泵涡轮级对空气和氦气的抽气性能,研究了复合分子泵涡轮级参数对氦质谱检漏仪检测性能的影响。结果表明:减小叶片倾角、增加叶片数目和叶片高度、增大叶片厚度有利于氦质谱检漏仪检测灵敏度的提高;综合考虑分子泵的抽气性能和氦质谱仪的检测灵敏度,选取叶片倾角25°,涡轮叶片数目25个到30个,叶片高度3mm,叶片厚度0.6mm到0.8mm最优。

为解决行波管排气和真空封装工艺过程中的微小漏率检测问题,将超灵敏度检漏技术集成在高抽速自动排气系统中。设计的装置主要由主真空系统、外真空及烘箱系统、累积比较检漏系统、标准气体流量系统及控制系统等组成。排气系统设计为八工位结构,空载时极限真空度达到超高真空范围,烘箱可进行高温加热,该系统采用程序控制,具有自动采集、存储、分析和传输功能,实现排气工艺全过程自动化。标准气体流量系统可提供5×10^-7~5×10^-16Pa·m³/s范围的标准气体流量,集成的超灵敏度检漏下限可达5×10^-16Pa·m³/s,整套装置对行波管漏率检测结果的合成标准不确定度小于15%。

在中国散裂中子源（CSNS）大科学平台中,利用高能质子加速器产生的1.6GeV高能质子轰击固体钨靶,在靶前产生的反向中子束流,经质子通道返回,并引出到中子实验区,被称为反角白光中子源（Back-n）,其具有能谱宽（0~200MeV）、中子产额大（2×10¹⁶n/s）等特点,适合进行核数据测量等高能物理研究。该反角白光中子源真空系统,由和高能质子束流共用的26m超高真空系统和专供中子束流通过的54m高真空系统组成,两个真空系统采用不同的真空获得方案和工艺路线,并用中子束窗隔开,在超高真空侧安装有超高真空插板阀,避免中子束窗损坏后影响加速器的运行。本文介绍了该真空系统的设计及运行情况,其建成为白光中子源的实验研究提供了良好的真空条件。

近年来,钯金属薄膜由于具有电阻率低和催化活性高等优异性能引起人们的广泛关注,钯及其合金薄膜在集成电路互连应用、氢传感、储氢和催化方面获得了越来越多科研工作者的兴趣。目前已有诸多制备钯金属薄膜的研究,本文重点介绍了利用物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、原子层沉积技术以及等离子体辅助原子层沉积技术制备钯薄膜的研究现状,讨论了各种制备方法的优缺点,对所使用的前驱体作了总结,并展望了钯薄膜制备技术未来发展趋势。

综述了真空电弧炉和真空凝壳炉的工作原理和国内外发展现状。介绍了真空电弧重熔（VAR）工艺控制技术发展情况,并指出电弧检测与调控对大型真空凝壳炉安全运行的重要意义。虽然,熔速控制实现了熔池糊状轮廓的稳定。但是,电弧运动改变了熔池的热量分布。基于熔速控制的电弧分布状态优化,是制造高品质铸锭的基础和工艺装备的发展方向。根据电弧运动特性,将电弧分布模型划为四类：集中、扩散、偏心和旋转。其中,扩散电弧分布模型对改善熔池轮廓和提升铸锭品质的作用明显。将VAR控制技术分为电弧分布、熔池特性和凝固过程三个组成部分。针对电弧的电磁特性,利用磁场对电弧分布进行检测和调控,将为VAR工艺带来新的技术革新。配有霍尔效应磁场传感器阵列和亥姆霍兹线圈的控制系统已应用在工业生产装备中,验证了控制系统对电弧检测与调控的有效性。

为了预测快速减压环境模拟系统中舱内气体压力下降的时间,依据流体力学孔口出流原理,建立了快速减压近似理论计算模型,并给出了数值迭代计算方法,同时利用有限元仿真方法对压力平衡过程进行分析,搭建了一套试验系统,在不同试验条件下,将两种分析方法得出的结果与试验数据进行对比,验证了计算方法的正确性及可行性。

舱内航天服是航天员在舱内失压情况下维持生命的重要保障。在长时间的失压状态下,航天员的热舒适度问题是需要重点考虑的因素之一。本文基于集总参数法建立了舱内航天服热模型,联合Fiala模型建立了人-舱内航天服热模型,并使用国内试验数据验证了模型仿真的正确性。通过人-舱内航天服仿真计算,得到了不同舱内失压条件下航天员穿着舱内航天服时的热舒适度和通风气体湿度等指标的变化规律,提出了系统优化方案,为我国应急舱内压力防护系统的设计和生保方案的制定提供了参考。

采用相同的熔炼工艺和定向凝固工艺,制备了直径分别为15mm和30mm的单晶高温合金圆柱形试样,测试了两种铸件尺寸合金在980℃/250MPa的持久性能和800℃的高周疲劳性能。采用光学显微镜、扫描电子显微镜与透射电子显微镜对不同直径单晶铸件试样的枝晶形貌、铸态与热处理γ′相组织、显微孔洞、持久与高周疲劳断口和断裂组织进行了研究。结果表明：随着铸件尺寸增大,合金的一次枝晶间距增加,铸态组织和热处理组织中γ′相尺寸增大,显微孔洞数量和尺寸增加;同时,合金在980℃/250MPa条件下的持久性能降低,其断裂机制无明显变化,均为韧窝断裂;随着铸件尺寸增大,持久断裂组织中显微裂纹数量和尺寸增加,γ′相筏排厚度增加,合金的高周疲劳性能降低,其断裂机制均为类解理断裂。最后讨论了合金性能与其显微组织的关系。

设计了一种适用于MEMS离子源测试用的高真空腔体。根据目前质谱测试用高真空腔的相关研究,针对高真空获得能力、保持能力及频繁使用的简便性,综合考虑结构强度、内壁出气等因素,选用了同时满足强度与低出气率的筒型结构。基于ANSYS软件,综合分析了高真空下该腔体的结构稳定性及危险点分布,确定了优化的腔体壁厚选择范围。该研究可为高真空腔体的设计提供理论依据。

CSNS II加速器的束流打靶功率从100kW升级至500kW,要求直线加速器平均束流功率从目前的5kW提高到25kW,脉冲束流强度从目前的12.5mA提高到大于40mA。为此,需将当前使用的潘宁（Penning）型表面负氢离子源更改为射频（RF）负氢离子源。考虑到切束器的切束比范围在35%~50%,LEBT通过率可达到75%~95%,故RF负氢离子源需要产生至少50mA的负氢离子束。负氢离子源氢气用量也需要由目前的10sccm提高至不低于20sccm,同时要求LEBT第二腔真空度≤5.0×10^-3Pa。基于此,本文对离子源及LEBT真空系统进行了改造,提高了LEBT的束流通过率。并且对比了国内外两款磁悬浮分子泵对氢气的抽速,为后期分子泵的选型以及国产化替代提供一定的参考。

与蒸汽喷射真空泵抽气系统相比,罗茨真空泵组合抽气系统具有启动快、节能效果明显等特点,正在被越来越多的减压蒸馏装置所采用。本文介绍了一种高压差罗茨泵组合抽气系统在大型减压蒸馏深拔装置上的应用,详细说明了该系统的结构组成、控制原理、性能参数及一些关键技术问题的解决方案。

针对空间环模设备中由于热沉与真空容器之间安装间隙过大导致其钎焊密封可靠性差的问题,采取焊前去除母材及钎料表层的氧化层,选择含银量45%的BAg45CuZn共晶钎料,使用外焰温度900℃左右的焊接热源,选用壁厚较大的热沉铜管和不锈钢管,通过焊接辅助件将焊接缝隙控制在0.1~0.2mm,将焊接加热时间控制在30s的工艺进行不锈钢管和铜管的钎焊密封,焊接试验效果良好,焊缝可靠。对焊缝进行低温-186℃、高温120℃的高低温循环冲击之后进行氦质谱仪检漏,检漏数据表明焊缝密封性能满足设备使用需求。

载人航天器舱门是航天员及货物进出航天器密封舱的通道，一旦发生泄漏，将影响载人航天器正常运行，甚至威胁航天员生命安全。为了确保载人航天器舱门的密封性能，必须要在发射前进行严格的检漏测试。针对载人航天器舱门的特殊结构，本文主要介绍了用于门体与门框密封圈、舱门整体、舱门部件及局部的检漏方法，形成了一套适用于载人航天器舱门研制过程的检漏技术，可以满足神舟飞船、空间站、登月舱等载人航天器舱门检漏要求。

为实现真空热处理炉的高效运行,本文以某型真空热处理炉风机为对象,研究风机叶轮叶片入口角和出口角对冷却效率的影响。基于SST k-ω湍流模型,对风机流体域进行仿真模拟,分析不同叶轮叶片入口角和出口角时叶轮内压力分布及速度矢量变化、风机出口处风速及风速均匀性,得出优化的叶片入口角和出口角参数。针对优化前后的叶轮进行测试,探究真空热处理炉冷却效率的变化及节能降耗情况。研究结果表明：当叶片入口角为36°,出口角为54°时,风机蜗壳出口处风速和风速均匀性较好,满足真空热处理炉的工艺要求;通过优化风机叶轮叶片进出口角,真空热处理炉风冷系统性能显著提升,整机冷却效率提升15.6%,整机能耗降低14.3%;双侧出风结构的真空热处理炉,出口关闭侧蜗壳内会出现局部高压区,应尽可能降低高压区域对叶轮出口处的影响。

为了更好地发挥电致变色玻璃主动调控光谱的属性,为电致变色玻璃在建筑上的应用提供理论指导,以两玻一腔中空玻璃为例讨论了可见光透过率和遮蔽系数（节能效果）变化。研究发现,获得更大的可见光透过率差（褪色态-着色态）重点是要提高电致变色玻璃透过率,但相比于成本更高的电致变色玻璃,提高Low-E玻璃透过率更为现实。为了更大限度地发挥电致变色玻璃的节能特性,分别将电致变色玻璃放置于中空玻璃的室内侧与室外侧测试,结果表明当电致变色玻璃位于室外侧时,遮蔽系数变化幅度最大（0.46）,更能适应多种场景下的使用,但同时也对电致变色玻璃的膜层性能提出了更高的要求。

为改善锂离子电池用镀铜复合集流体的电学性能,通过控制卷绕磁控溅射走带速度、阴极功率、工艺压强、线性离子源前处理参数、NiCr打底层厚度等工艺条件,在有机基材表面沉积铜膜,通过四探针方阻测量仪测定镀铜层方阻值,得到了不同工艺参数对镀铜层方阻的影响规律。结果表明：随走带速度增加,方阻值呈二次方增大;随阴极功率增加,方阻值呈幂次方降低;工艺压强0.13~0.45Pa范围内,方阻值在0.2Pa时达到最低;离子源电流0~0.7A范围内,方阻值随离子源电流增大线性降低;NiCr打底层能够改善镀铜层的方阻,6.7nm厚的NiCr打底样品较无打底层样品方阻值降低23.2%。

介绍了硅功率器件Cu电极保护钝化膜层氧化铝的制备方法。采用热法ALD工艺和等离子增强ALD工艺在铜上沉积氧化铝薄膜,研究了不同ALD工艺、氧化剂种类、沉积温度和载气对氧化铝膜层质量及铜抗氧化保护效果的影响。结果表明：氧化剂对原子层沉积氧化铝薄膜的质量和铜电极的保护性能起着决定性作用;以臭氧（O₃）作为氧化剂,氧化铝薄膜极易脱落,与铜表面的结合力很差;以氧等离子体（O-）作为氧化剂,铜表面被氧化形成了氧化铜（CuO_x）层;而以水蒸气（H₂O）作为氧化剂,在低温100℃下,得到的Al₂O₃薄膜致密,无明显缺陷,且与铜金属层的结合力较优,对铜抗氧化保护效果良好;当沉积温度高于200℃时,原子层沉积氧化铝薄膜的缺陷明显增多;等离子增强ALD工艺中,当载气为Ar时,所得氧化铝膜厚度不均匀,铜电极发生强烈氧化。

本文采用兆欧表测量电阻的方法,研究了中频磁控溅射氧化硅（SiO_x）薄膜的绝缘性。利用XRD和FTIR对薄膜进行了表征。结果表明：溅射产物为无定型SiO_x;兆欧表探针接触薄膜瞬间的电阻R_i与FTIR图谱位于900cm^-1波数附近的吸收峰a和760cm^-1附近的吸收峰b相关;随着R_i增加,吸收峰b红移,a与b的峰高比上升,SiO_x薄膜含氧量增大;R_i偏低的异常品经过250℃热处理,可达到正常产品的阻值范围,镀膜腔室内氧浓度的异常变化是生产过程中SiO_x薄膜绝缘性下降的原因。

针对脉冲激光法和升华法制备SiC薄膜时,沉积速率比较低、薄膜厚度不均匀等问题,本文采用真空直流磁控溅射技术,利用一种高含碳量的SiC靶材,在平面玻璃衬底表面沉积SiC薄膜,通过改变直流电源功率、溅射气压,研究了不同参数对薄膜沉积速率、薄膜厚度均匀性的影响。采用台阶仪、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分别对薄膜厚度、横截面形貌和Si、C含量进行检测表征,从而得到最佳工艺参数。实验结果表明：在相同的溅射气压条件下,当溅射功率为2000W、电压为420V时,薄膜沉积速率达到15.39nm·min^-1;相同的直流电源功率条件下,当溅射气压为0.8Pa时,沉积薄膜的厚度均匀性较好,变异系数在3%以内,同时薄膜沉积速率达到10.67nm·min^-1;采用直流磁控溅射技术所制备的薄膜内部致密无孔洞,Si、C总含量在99%以上。

真空技术可显著降低钢中气体及夹杂物含量,在钢铁制造领域得到了广泛应用,目前已成为制备高品质纯净钢的主要手段。本文重点介绍了真空冶金净化的基本原理以及真空技术在高品质钢生产过程中的应用与发展。真空技术的应用显著提升了我国的钢铁冶金水平,目前高品质钢生产工艺已实现大型真空钢锭总氧含量（T.O）低于10 ppm、特殊钢连铸坯及自耗锭总氧含量不高于5 ppm的控制水平,满足了重点领域对高性能特殊钢的需求。

简略介绍相对论和量子力学的基本原理,引用最新的新闻报导,论述真空科学技术在相对论和量子力学研究中的应用和最新进展。众所周知（包括没写入书本的内容）如：真空是宇宙之母,比宇宙大,比宇宙老;真空是相对论和量子力学的物理环境;真空科学技术是相对论和量子力学研究必不可少的理论和技术。当代物理学正处于伟大变革的前夜,黑洞、暗物质、暗能量、引力波以及粒子起源等等研究难题,向物理学提出了严峻挑战。物理学或许能从深入研究科研难题或者从解决相对论与量子力学的矛盾中获得突破。本文讲述三部分内容：①相对论及真空技术在相对论研究中的应用和最新进展;②梳理以前所学过的知识的思想体系;③量子力学及零点真空能等相关知识。

大功率质子束加速器在基础物理、核工业、家庭安全等领域具有广泛的应用,其中大功率波导型射频腔极为重要。船型射频腔具有最高的空载Q值和分流阻抗,是GeV质子束加速器的良好选择。船型铜腔体制造的最大难点在于船型腔的成形与铜的焊接。本文以6mm厚1/2Y态无氧铜（OFC）电子束焊接接头为研究对象,开发了详细的真空电子束焊接工艺。结果表明：1/2Y态OFC板经电子束焊接后,焊接接头无明显表面缺陷,铸态组织为等轴晶;从焊缝到母材,1/2Y态无氧铜焊接接头的显微硬度变化显著,焊缝的显微硬度约为母材的65%;室温拉伸后1/2Y态无氧铜焊接接头具有明显的塑性变形,断裂发生在焊缝区;1/2Y态无氧铜焊接接头的抗拉强度相当于母材的95%,约为228MPa,断后伸长率为64%~67%,能够满足船型射频腔的焊接和成形要求。本文详细介绍了1/2Y态无氧铜板真空电子束焊工艺,给船型射频腔的制造提供了实验依据。

农机耕作零部件因磨损失效,性能受到严重影响,制约着农业机械化的发展。表面改性技术以其工艺灵活、适用性强、操作方便、成本低等优势成为提高农机耕作零部件耐磨性的重要技术手段。表面改性技术在农机方面应用较多的有热喷涂、喷焊、堆焊、熔覆及仿生五种技术手段,不同技术的优劣势及适用条件各不相同,结合这五种手段,介绍了表面改性技术在提高农机耕作零部件耐磨性、改善表面性能方面的研究概况,并对其应用前景及发展趋势提出展望。

在低温80℃的沉积条件下,采用等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上制备氧化铝（Al₂O₃）阻隔薄膜。通过X射线光电子能谱、椭圆偏振仪测试分析表明,制备的Al₂O₃薄膜纯度较高,均匀性好。同时,通过调节沉积循环周期制备了不同厚度的Al₂O₃薄膜,研究了薄膜厚度对其表面形貌、表面粗糙度、透光率以及水汽透过率的影响。结果表明,沉积循环周期为500cycles时制备的 Al₂O₃薄膜性能最为优异,表面粗糙度为1.52nm,400~1200nm波长范围内平均透光率为90.4%,水汽透过率为3.15×10^-3g·m^-2·d^-1。

螺杆真空泵被广泛应用于半导体、镀膜、化工等行业,是一种理想的干式真空泵。其中内压缩式螺杆真空泵在气体输送阶段就开始对工作气体进行压缩,具有一系列突出优点。本文将内压缩式螺杆转子按结构分为变螺距与变截面两种,分别介绍了其数学模型设计、性能分析方法、动平衡计算等方面的研究进展,为内压缩式螺杆转子的理论研究提供了参考。

采用双源共蒸MgF₂和ZnS的方法,通过控制两种材料的沉积速率比,获得了制备梯度折射率薄膜所需要的中间折射率材料。将G|HL|A双层减反膜梯度化为5层,保持总光学厚度不变,制备了折射率沿厚度方向按1.91、1.77、1.64、1.48、1.38（波长532nm）渐变的梯度折射率减反膜。对所有薄膜样品进行了光学和激光损伤特性的测试,结果表明：双源共蒸MgF₂和ZnS所得复合膜的折射率,及两种材料的沉积速率比,满足Drude理论导出的关系式;复合膜的折射率符合正常色散,除折射率为1.91的复合膜吸收较大（532nm处消光系数为0.01）,其余复合膜都表现出较小的吸收（532nm处消光系数均小于0.002）;用100mJ能量激光辐照所有单层膜样品,折射率为1.64的复合膜激光损伤程度最小,表现出比单组分MgF₂和ZnS薄膜更高的抗激光损伤能力;将双层减反膜等效为折射率梯度渐变的5层后,减反射带宽从205nm扩展到了380nm,激光损伤阈值从2.0J/cm²提高到了3.7J/cm²,提高了85%。综上可知,采用双源共蒸技术,通过调节两种材料蒸发速率比,制备折射率按一定规律渐变的薄膜是可行的。只要两种材料比例合适,利用共蒸技术可获得抗激光损伤性能高于单组分薄膜的复合膜。梯度折射率减反膜可拥有比双层减反膜更好的光学特性和更高的激光损伤阈值。

为提高钛合金的服役性能,采用真空阴极电弧离子镀技术,在TC4钛合金上制备不同R_Cr-CrN:R_Cr-CrAlN调制比的多层膜。使用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪和砂粒冲蚀试验仪检测并分析了多层膜的截面形貌、结构、厚度、硬度、结合力、残余应力和抗砂粒冲蚀性能等。重点研究了R_Cr-CrN:R_Cr-CrAlN调制比对多层膜性能的影响。结果表明：所制备的多层膜厚度均在7~8μm,过渡层约1.5μm厚,单一周期厚度在150~200nm;膜层均呈现（200）择优生长面心立方结构;随着Cr-CrAlN层占比的增加,膜层的硬度、残余应力和膜基结合力均相应地上升;在90°攻角下不同调制比的多层膜未完全破损前,其抗砂粒冲蚀能力是TC4基材的3倍以上,而在30°攻角下多层膜的抗砂粒冲蚀能力则约为TC4基材的8倍;R_Cr-CrN:R_Cr-CrAlN调制比为1∶2时所制备的多层膜具有最佳的综合性能。

过渡层是改善膜基关系,提升薄膜质量的关键因素。本文针对常见过渡层材料Cr的外延生长过程进行了分子动力学模拟。通过对沉积过程中薄膜的表面形貌、粗糙度、径向分布函数以及膜基结合强度进行分析,研究了入射能量对薄膜质量的影响。结果表明：沉积初期,膜基界面相互作用是影响薄膜生长方式的主要因素;随入射能量升高,表面粗糙度上升,薄膜由层状生长转变为岛状生长;随沉积过程进行,低能沉积（15~50eV）时薄膜表面粗糙度逐渐升高,而高能沉积（75eV）时在刻蚀作用下表现出相反趋势,表面粗糙度逐渐降低;同时,较低能量范围沉积时膜基界面在浅注入作用下被破坏,削弱了膜基结合强度;进一步提高沉积可通过形成成分梯度层,改善膜基结合效果。本文的研究结果对于薄膜沉积过程具有重要指导意义：镀膜过程中提高入射能量并不一定能起到积极效果,沉积粒子能量必须控制在合适的范围。

利用四极质谱计对HL-2M真空室分别在烘烤和辉光放电清洗过程中的残余气体进行了初步测量分析,并且研究了HL-2M抽气系统中低温泵对水的抽除效果。真空室经过最高100℃烘烤后,M/q=18（H₂0）、M/q=28（CO）的气体分压强分别减少47.96%、17.63%;对HL-2M进行辉光放电清洗时M/q=18（H₂O）、M/q=28（CO）、M/q=32（O₂）的离子流显著增加,清洗产物通过抽气系统排除,有效地减少了碳、氧等杂质;在4台低温泵抽气并达到动态平衡时M/q=18（H₂O）、M/q=28（CO）分压强分别减少了3.2×10^-5Pa、3.7×10^-6Pa。质谱测量结果为保障HL-2M装置的初始等离子体放电提供了有用的参考数据。

采用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）工艺,在沉积真空度为150mbar、200mbar和250mbar的条件下分别在镍基单晶高温合金基体上制备了三种铝化物涂层,研究了沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响。借助X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征方法系统分析了三种铝化物涂层的相结构、显微形貌和化学组成。结果表明：三种沉积态铝化物涂层的相结构均为β-NiAl相,沉积真空度为200mbar的涂层样品还存在Ni_1.04Al_0.96和Ni_1.1Al_0.9双相结构;经1100℃静态氧化后,三种涂层表面均形成了Al₂O₃,β-NiAl相转变为γ′-Ni₃Al相,沉积真空度为250mbar的涂层样品中γ′-Ni₃Al相的峰强度最低;三种铝化物涂层的氧化增重速率分别为0.037g/（m²·h）、0.022g/（m²·h）和0.018g/（m²·h）,沉积真空度为150mbar的涂层样品氧化增重值大于其他两种涂层样品;沉积真空度越低,涂层表面存在的微观孔洞数量越多,高温氧化后涂层表面所形成的氧化膜越易于萌生显微裂纹和出现氧化膜脱落现象。基于本文试验结果,沉积真空度为250mbar所制得的涂层样品,其显微组织、元素含量和高温抗氧化性能最佳。

随着薄膜材料在现代工业中的广泛应用,电弧离子镀技术已成为制备功能性膜层的重要方法,在航空航天方面主要面向于功能表面改性、复合材料表面金属化等领域。本文采用磁场控制电弧离子镀靶材表面的弧斑运动,在Ti靶上验证了弧斑在不同磁场下的运动状态,分析了弧斑的运动速度及运动范围。在五种磁场情况下制备TiN膜层,通过扫描电镜、能谱分析仪、台阶仪、X射线衍射仪等对TiN膜层的表面形貌、微观结构、成分元素、膜层厚度等进行了分析。结果发现,当磁场控制弧斑均匀地分布在整个Ti靶面,且弧斑运动速度加快时,膜层表面大颗粒数最少,膜层最厚,晶体择优生长方向为（111）晶面。