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    ISSN 1002-0322
    CN 21-1174/TB
    1964年创刊(双月刊)
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1. 电弧离子镀沉积工艺参数的影响
赵彦辉, 史文博, 刘忠海, 刘占奇, 于宝海
真空    2018, 55 (6): 49-59.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.12
摘要428)            收藏
电弧离子镀是真空镀膜技术中最常用的技术之一,目前在科学研究及工业生产中都得到了长 足发展。但是在薄膜沉积过程中的工艺参数如弧电流、沉积气压、沉积温度等对薄膜结构及性能的影响多 分散于不同的文献中,不利于对这些参数的认识与深入理解。本文综述了电弧离子镀中的工艺参数的作 用,这些参数包括弧电流、弧电压、沉积气压、靶基距、基体偏压、沉积温度及外加磁场等。通过对薄膜沉 积过程中工艺参数的总结,可加深这些参数对薄膜结构及性能影响规律的理解,促进真空镀膜技术的工 艺开发及技术进步。
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2. 大型钛合金熔铸技术——真空电弧凝壳精铸设备进展
宋青竹, 张哲魁, 孙足来, 鄂东梅
真空    2018, 55 (5): 58-61.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.12
摘要280)            收藏
叙述了真空电弧凝壳精铸设备的国内外发展现状,对该类设备的应用和各国设备研制公司产 品的技术特点进行了简要技术对比和分析。以电弧凝壳精铸设备核心部件的电参数设计为重点,细致总 结了不同导电结构的电流密度特性,并对电极杆和熔池附近电弧的不均匀导电和分布等特殊现象进行论 述和分析。最后介绍了精铸技术发展的几个方向。
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3. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究
李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强
真空    2018, 55 (5): 1-9.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.01
摘要332)            收藏
碳纳米管(Carbon nanotube, CNT)薄膜可作为场发射阴极材料, 具有常温下工作、 物理化学性能 稳定、 响应时间快等一系列优点, 在各类电真空器件中具有潜在的应用价值。 本文重点综述了兰州空间技 术物理研究所近年来开展的碳纳米管阴极制备及其应用研究进展,总结了 CVD 法直接生长法制备不同 微观形貌的碳纳米管薄膜的实验方法, 分析了不同碳纳米管阴极的场发射特性, 介绍了其在超高真空测 量和空间电推进中的应用现状及最新进展。
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4. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源
李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川
真空    2018, 55 (5): 19-24.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.04
摘要355)            收藏
真空管内部的细小金属毛刺去除工艺中采用直流高压存在毛刺去除不净、较大毛刺剩余、影响 产品耐压和频率测试等问题。为克服直流高压去毛刺的工艺缺点,采用低重复频率的高压脉冲去毛刺。为 克服以真空电子管作为脉冲开关的传统高压脉冲电源和以半导体器件作为脉冲开关的全固态高压脉冲 电源主回路和控制回路设计复杂以及成本高等缺点,研制了一台低重复频率和宽占空比的基于双管正激 式变换器的高压脉冲去毛刺电源。可通过增加双管正激式变换器的数量,以并 - 并组合式双管正激式变 换器方式,满足宽占空比的高电压输出,实现了模块化设计。该电源主回路和控制回路的设计简化,稳定 可靠,扩展性好,成本低,为高压脉冲电源设计提出了比较新颖的解决方案。实验结果表明:该电源的输 出参数满足设计指标要求,并且稳定、可靠。
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5. 液环压缩机性能相似定律的实验研究
黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰
真空    2018, 55 (5): 42-45.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.09
摘要286)            收藏
液环压缩机性能的相似定律是产品研发和扩大工作范围的主要依据。目前国内外关于液环压 缩机性能相似定律的研究相当匮乏,而液环压缩机的结构、工作原理、介质和流动规律与叶片泵及压缩机 有很大的区别,不能直接套用已有的相似定律。本文以 2BE1 系列液环压缩机为研究对象,采用外特性性 能实验和统计回归方法,运用 MATLAB 拟合函数 polyfit 对实验数据进行拟合回归,得到了液环压缩机吸 气量、轴功率等性能参数与转速和压缩机几何比值等参数的相似关系,为液环压缩机的优化设计和应用 提供依据。
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6. 空间环境下超大型红外定标用辐射屏蔽门的研制
李志胜
真空    2018, 55 (5): 66-70.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.14
摘要194)            收藏
为满足我国大口径星载遥感器在空间环境下的专项红外定标试验,研制了本套大型辐射屏蔽 门。本文综合考虑了辐射屏蔽门的功能特性和应用环境,从材料选择、低温实现、辐射屏蔽、固体润滑及 测量控制等方面进行分析和设计。本辐射屏蔽门的成功研制解决了红外定标过程中遥感器、定标黑体以 及空间试验环境之间辐射热相互干扰的问题,进一步提高了红外定标精度。该辐射屏蔽门配合国内最大 的“超大辐射面真空定标黑体”顺利完成了专项大口径红外相机的红外定标试验,标志着我国大口径红外 辐射定标技术达到国际一流水平。
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7. 空间行波管极高真空的获得与测量
刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞
真空    2018, 55 (5): 25-28.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.05
摘要1240)            收藏
空间行波管广泛应用于雷达、卫星通信等方面,在器件制造过程中,真空是空间行波管工作的 基础条件。利用极高真空排气设备获得了极限真空优于 5×10-9Pa 的空间行波管;采用四级质谱计分析了 空间行波管的排气过程和极限真空状态下的残气质谱,并由此确定了空间行波管经济可行的烘烤排气时 间。利用四极质谱计对空间行波管进行了检漏实验,结果表明四极质谱计具有很高的灵敏度,非常适合极 高真空的检漏。建立了放气量极低的测量空间行波管真空度的测试平台。对空间行波管的老练、高低温实 验、存储等过程的真空度进行了测试。空间行波管在进行老练时,管内真空度下降约一个数量级,经过 140h 老练后,在老练离子泵的抽气作用下,管内真空度上升到 5.0×10-8Pa,这时去掉老练离子泵,其真空 度基本保持不变。最后进行了高低温冲击实验,并在室温下存储 6 个月,真空保持良好。这些结果为分析 空间行波管质量提供了很好的依据。
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8. 电阻加热真空高温石墨化炉的功率计算
李忠仁, 明 悦, 朱一鸣
真空    2018, 55 (6): 73-75.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.16
摘要647)            收藏
随着碳复合材料的发展,需要石墨化处理的温度越来越高,工件外形尺寸越来越大,对高温石 墨化炉提出了更高的要求,本文针对电阻加热圆筒形保温结构的大尺寸石墨化炉的功率计算进行介绍, 包括其工艺特点、结构型式、计算参数的选择进行探讨。
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9. 钢管镀膜前处理清洗工艺的研究
张粉利, 邓敬莲, 王杰峰, 孟庆远
真空    2018, 55 (6): 60-63.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.13
摘要616)            收藏
研究了钢管在镀膜前处理中的清洗方法,利用多道超声波清洗模式对钢管清洗,然后自然晾 干、高温固化,并对钢管镀膜的前处理质量情况进行分析。试验结果表明:精抛后的不锈钢钢管采用溶剂 超洗 + 自来水超洗 + 去离子水超洗 + 去离子水冲洗 + 烘干的工艺流程方式可行,可满足后续镀膜工艺 的要求,为实现后续的生产自动化流程作业提高了试验依据。
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10. 计算流体力学在真空技术中的应用
王晓冬, 吴虹阅, 张光利, 李 赫, 孙 浩, 董敬亮, TU Jiyuan
真空    2018, 55 (6): 45-48.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.11
摘要341)            收藏
计算流体力学与理论流体力学、实验流体力学共同构成流体力学研究体系。随着计算机科学与 技术的发展,以及数值求解理论与方法的进步,计算流体力学(CFD)越来越受到研究人员和工程技术人 员的重视。CFD 理论模型的预测精度获得广泛认可,已经成为复杂流动和传热问题数值分析的研究工具、 工程技术领域中的重要设计工具以及基础热流体力学的教学工具,在真空工程领域中也有应用,可作为 理解真空设备工作机理的重要研究手段。以水蒸气喷射泵内部流动为例,介绍 CFD 数值模拟方法。通过 数值模拟结果的分析,揭示水蒸气喷射泵抽气效率的内在影响规律,为真空设备的结构优化、性能改进提 供依据。
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11. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统
柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅
真空    2018, 55 (5): 15-18.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.03
摘要327)            收藏
本文介绍了一种单台真空泵运行参数监测系统。该系统由主控芯片 STM32F103ZET6 单片机及 相应监测参数传感器等组成。介绍了系统的总体设计方案、测量原理、关键技术,详细阐述了硬件设计、 软件编程、传输测试等过程,实现了对单泵温度、压力、转速等运行参数的采集和显示,并可与 PC 上位机 通讯。所设计的系统体积小、功耗低、可靠性高、抗干扰能力强,有效实现了对单泵运行参数的实时监测。
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12. 一种用于对月球样品自动密封锁紧的设计
纪 明, 孙 亮, 杨敏勃
真空    2018, 55 (6): 24-27.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.06
摘要248)            收藏
我国探月三期工程关键任务之一是在无人状态下采集月球样品并返回地球,并且能够维持月 球样品原态,保证地面数据分析的准确性。针对我国月球采样任务的特点,并通过借鉴国外的成功经验, 文章设计了一种密封结构和锁紧机构能够对月球样品进行自动密封。该设计能够实现对月球样品极低 漏率的真空密封,并能够经受预示的力学环境条件后依然保持样品容器的漏率。通过地面试验验证,达 到预期目标,满足我国月球采样任务的需要。
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13. 基于减压降温原理的过冷液氮冷却系统研制
郁欢强, 张俊峰, 丁怀况
真空    2018, 55 (6): 33-36.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.08
摘要305)            收藏
随着超导技术的迅速发展,为超导材料提供低温环境的制冷系统得到了越来越多的关注。本文 详细介绍了一种基于减压降温原理的高温超导电机过冷氮冷却系统,包括技术指标及相关要求、总体结 构、关键技术、热负荷分析与计算等。系统采用减压降温获得过冷液氮,冷却电机中超导线圈。液氮进口 温度 68K,出口温度 72K。主要由供液杜瓦、过冷箱、抽空泵、超导线圈杜瓦、返液杜瓦、低温管路及温度仪 表组成。试验证明,该冷却系统设计合理、操作方便,成功实现了超导电机的加载运行。
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14. 直流射频耦合制备微纳结构 AZO 薄膜及其性能研究
姚婷婷, 仲召进, 李 刚, 汤永康, 杨 勇, 金克武, 沈洪雪, 王天齐, 彭塞奥, 金良茂, 沈鸿烈, 甘治平, 马立云
真空    2018, 55 (6): 64-67.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.14
摘要363)            收藏
采用直流射频耦合磁控溅射法结合线棒刮涂法在玻璃衬底上室温生长微纳结构铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜,底层 AZO 薄膜射频功率占比从 50%调整到 90%。通过扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、霍尔效应测试系统、紫外可见分光光度计、光电雾度仪重点研究了 AZO 薄膜的表面形貌、晶体结构、电学性能和光学性能。研究结果表明,提高底层 AZO 薄膜射频功率占比对微纳结构 AZO 薄膜光电性能有显著的影响,底层 AZO 薄膜射频功率占比 80%时薄膜表现最低电阻率 5.32×10-4 Ω·cm,可见光波段平均光学雾度 36.3%。随着底层 AZO 薄膜射频功率占比的增加,薄膜表面形貌、生长形态和结晶性能发生较大变化,并得到具有陷光作用且光电性能优良的微纳结构 AZO 薄膜。
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15. 轻型低温吸附床壳体的研究与优化设计
申付波, 王 杰, 翟 悦, 周志鹏
真空    2018, 55 (6): 42-44.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.10
摘要209)            收藏
低温吸附床是低温吸附式化学激光器压力恢复系统的核心部件。为了减轻吸附床壳体自重,本 文采用 ANSYS 有限元分析方法,探索采用低温铝合金材料代替不锈钢制作吸附床壳体和封头的设计方 法和优化方案。研究结果表明,低温铝合金材质吸附床的强度和真空性能均能达到设计要求,为采用轻质 材料设计低温吸附床开辟了新路径。
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16. 忆阻器集成应用的研究进展
马佳杰, 李建昌, 陈 博
真空    2018, 55 (5): 71-85.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.15
摘要239)            收藏
忆阻器因其独特的电学特性,在阻变存储、人工神经网络和电路中有着良好的应用前景。交叉 阵列在二维集成中被广泛采用,三维集成可分为堆叠交叉阵列和垂直交叉阵列。本文对比讨论了两种三 维结构,分析了提高集成密度的方法;总结了不同阻变机理、窗函数、电路结构下的忆阻器模型,给出了 相应的 I-V 曲线;解释了忆阻器的生物突触行为,介绍了忆阻器在人工神经网络和电路上的应用。
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17. 四极质谱在漂移管直线加速器上的应用
刘顺明, 宋 洪, 董海义, 关玉慧, 刘盛画
真空    2018, 55 (6): 5-9.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.02
摘要377)            收藏
真空检漏是漂移管直线加速器(DTL)获得高真空的重要技术。四极质谱计是分析真空系统内残余气体成分的重要工具,同时也可作为一种检漏手段。本文利用氦质谱检漏仪和四极质谱计两种手段对 DTL1# 腔进行检漏。当对 12# 漂移管的线圈加电时,腔体内的真空度、漏率和残余气体成分都发生了变化,并且水的谱峰增加最显著,所以判断 12# 漂移管出现了问题。通过恰当的处理,使腔体很快获得了 10-6 Pa 的高真空,满足了直线加速器对真空系统的要求。
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18. Mg 掺杂浓度对射频磁控溅射制备 Ga2O3 薄膜性质的影响
王晓然, 马艳彬, 段 苹, 李如永, 庄碧辉, 崔 敏, 原安娟, 邓金祥
真空    2018, 55 (6): 68-72.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.15
摘要206)            收藏
本文使用射频磁控溅射法,采用双靶磁控溅射系统,通过 Ga2O3 和 MgO 两个靶位交替溅射的方法实现不同浓度 Mg 掺杂氧化镓薄膜的制备。结果发现随着 Mg 掺杂浓度的增加,薄膜的厚度逐渐减小且薄膜的结晶质量有所下降,光透过率无明显变化,但带隙宽度逐渐增加,可实现 Ga2O3 薄膜带隙宽度的连续可调,可调范围从 4.96eV 到 5.21eV;光致发光光谱实验结果表明 Mg 的掺杂导致 PL 峰值发生蓝移现象,且在 473nm 附近出现一个新的发光峰。
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19. 大口径氧化铝陶瓷与不锈钢材料的封接及其真空检漏
韦 俊 , 刘志宏 , 李 波 , 陈晓莉
真空    2018, 55 (5): 62-65.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.13
摘要324)            收藏
壁电流探头作为一种测量束团纵向尺寸以及强度的探头,在加速器系统中应用广泛。加速器真 空系统为超高真空系统,氧化铝陶瓷耐高温,绝缘性能高,出气率低,介电强度高。不锈钢耐锈蚀,可烘 烤,有较低的出气速率,是常用的优良的超高真空系统材料。介绍了陶瓷可阀合金封接工艺、可阀合金与 不锈钢氩弧焊焊接结构、及氦质谱检漏技术。
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20. 阳极层离子源的发展及应用
冉 彪, 李刘合
真空    2018, 55 (5): 51-57.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.11
摘要1069)            收藏
阳极层离子源结构简单,束流密度大,离子能量可控,在大面积表面改性处理方面具有独特的 优势,还可应用于离子束辅助沉积、基片刻蚀和表面清洗等领域。本文回顾了阳极层离子源的起源和发展 历程,介绍了阳极层离子源的工作原理和研究现状,讨论了阳极层离子源的电磁场的设计、电磁场模拟和 气体放电模拟等关键设计方法,概述了阳极层离子源的应用现状,并对阳极层离子源的发展和应用前景 进行了展望。
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21. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极
周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆
真空    2018, 55 (5): 10-14.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.02
摘要319)            收藏
碳纳米管(CNT)场发射阴极具有启动快、分辨率高、寿命长、功耗小等优点,在多种真空电子设 备与器件上,包括平板显示器、真空测量、微波管、X 射线管等得到了应用。本文讨论了碳纳米管阴极的主 要制备方法以及存在的问题,介绍了基于化学气相沉积法和阳极化工艺、在含催化金属基底直接制备碳 纳米管冷阴极所具有强附着力特点,以及应用在 X 射线管等强流真空电子器件上的优势。文章介绍了在 不锈钢基底直接生长 CNT 阴极的场发射性能,其开启电场为 1.46 V/μm。与常规催化金属镀膜层上生长 的 CNT 阴极相比,大电流发射与稳定性显著提高。金属基底阳极化工艺显著改善碳纳米管结构与场发射 性能。直径 2 cm 的不锈钢基底上生长的 CNT 具有晶体性好、分布均匀等特点,场发射性能提高。在镍基 底上生长的 CNT 阴极电流密度可以达到 500 mA/cm2 以上
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22. 200kV/2mA 连续可调直流高压发生器的设计
郑 列, 李 宏
真空    2018, 55 (6): 10-13.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.03
摘要338)            收藏
本文针对传统直流高压发生器体积大、效率低等缺点,设计了一种 200kV 连续可调、最大输出 功率为 400W 的直流高压发生器。重点对直流高压发生器的功率和控制部分做了详细的介绍,其中功率 部分采用高频逆变技术和高频变压器结合倍压整流的方式,而控制部分采用 DSP 作为系统控制核心。仿 真结果和理论分析表明了系统设计方案的正确性及可行性。
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23. 一种新型高能离子注入系统的加速电源研制
阮庆东, 蒲世豪, 陈 常, 魏于苹
真空    2018, 55 (6): 14-18.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.04
摘要273)            收藏
加速电源是高能离子注入系统的重要组成部分,为其离子加速提供能量。本文根据新型高能离 子注入系统中加速电压 10kV-100kV 可调,离子束电流强度小于 20mA 的参数要求,对传统的加速电源结 构进行改进,设计出了一台基于 DSP 控制的加速电源。论述了该电源的主电路结构:三相整流、buck 斩 波调压、全桥逆变、变压器升压、倍压整流及其仿真分析。
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24. 真空输送的现状与发展趋势探讨(六)
谢元华, 韩 进, 张志军, 徐成海
真空    2018, 55 (6): 28-32.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.07
摘要280)            收藏
本文综述真空输送技术的原理、特点,真空输送技术与设备的应用现状,分析、探讨真空输送 技术将来的发展趋势、前景。希望对真空行业的发展有所帮助。
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25. 柔性薄膜材料疲劳失效研究
陈 博, 杨 飞, 李建昌
真空    2019, 56 (1): 20-26.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.05
摘要553)            收藏
本文从薄膜材料的选择、失效机理、机械性能测试方法和疲劳失效对电学参数影响等方面进行 了综述。分析了拉伸、弯折对薄膜微观形貌的影响,以及微裂纹的萌生、扩展以及饱和三个阶段的主要特 点。总结了薄膜材料、晶粒大小、薄膜厚度对薄膜疲劳寿命的作用,进而分析对薄膜电学参数的影响。对 薄膜表面、沿厚度方向和界面处疲劳裂纹的可控性进行了展望,将数学模拟与薄膜疲劳实验现象要更好 的结合起来,可提高二者的符合程度。
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26. 基于有限元的分子泵高速轴系优化设计
宁远涛, 黄 涛, 陈 琦, 张延顺, 齐晓军
真空    2019, 56 (1): 11-15.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.03
摘要205)            收藏
分析了复合式脂润滑分子泵高速轴系的力学性能,进行了分子泵高速轴系优化设计。本文以 CG-250/1600 型复合分子泵作为原型,优化改进了轴承支承跨距和轴系刚度,采用有限元法对比分析计算 了高速轴系优化设计前后的动静态力学性能,得到转子系统工作转速内的所有临界转速和模态阵型,并 对两种结构进行了试验验证。结果表明:试验结果和理论分析基本一致。优化后,转子系统临界转速小幅 变化,幅频特性基本不变,启停过程更平稳,初始不平衡响应振幅明显下降,减小了共振带来的安全隐 患,同时极大地降低了转子系统动平衡的调试难度。
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27. 微波管电子枪真空除气系统设计
王博锋 , 胡旭华 , 周冠丽 , 李宏宇 , 周健勇 , 王小霞 , 张兆传
真空    2019, 56 (1): 6-10.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.02
摘要405)            收藏
在微波管研制过程中,电子枪真空除气过程的主要作用是对阴极进行加热,获得灯丝电流电压与温度的关系曲线、检验电子枪正常工作时灯丝的电流电压,测试电子枪快速启动参数,测量阴极、聚束极热膨胀量和阴极高温时电子枪材料充分预蒸散从而减少电子枪的蒸散物。根据微波管电子枪结构特点和性能要求,设计和开发了极限真空度 2×10-7 Pa 且具有温度、膨胀量等性能测试功能的双工位电子枪真空除气系统。除气系统由直联泵作为前级泵、分子泵和离子泵为主泵构成超高真空系统,采用阀门的切换可实现两工位在超高真空度下同时工作且互不干扰,有效提升了电子枪的品质,缩短了研制进度。每个工位均配置“分子泵启动允许”、“离子泵启动允许”、“分解电源开允许”及“真空异常”指示灯,防止误操作对电子枪部件或除气系统带来损坏。测试结果表明微波管电子枪真空除气系统的工作原理、结构设计合理,性能优良,适用于不同型号微波管电子枪,在电子枪研制生产过程中发挥了重要的作用。
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28. 真空输送的现状与发展趋势探讨(五)
谢元华, 韩 进, 张志军, 徐成海
真空    2018, 55 (5): 34-37.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.07
摘要273)            收藏
本文综述真空输送技术的原理、特点,真空输送技术与设备的应用现状,分析、探讨真空输送 技术将来的发展趋势、前景。希望对真空行业的发展有所帮助。
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29. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究
徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷
真空    2018, 55 (5): 29-33.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.06
摘要280)            收藏
文章关注国内外环境污染、治理政策法规,依据聚合反应工艺中气体回收、油气回收等工程经 验,针对具体案例介绍了水环泵机组在这些工艺中的应用特点。建立了水环压缩机结构的数字化模型。提 出不同工艺条件设备组合、材料选择,形成节能、环境友好型设备是发展方向。阐述了水环泵不但是形成 真空的设备,更是一种气态物质输运、势能提升装备。
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30. DN1250 液氮屏蔽型制冷机低温泵的研制与性能测试
赵月帅, 孙立臣, 邵容平, 闫荣鑫, 孙 伟, 李 征
真空    2019, 56 (1): 1-5.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.01
摘要371)            收藏
北京卫星环境工程研究所研制了四台 DN1250 口径的液氮屏蔽型制冷机低温泵。该低温泵已 经作为大型空间环境模拟系统的高真空主泵投入使用,满足了热真空试验对高真空的需求,取得了良好 的效果。本文主要针对该低温泵的三种主要性能指标(抽速、降温时间和渡越容量)的设计方法、性能测 试方法以及结果进行介绍,测试结果表明该系列低温泵对氮气的抽速达到了 57000L/s,降温时间约 330min,渡越容量达到 3.0×105Pa·L。
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31. 低轨道紫外、带电粒子、热循环与原子氧协合效应研究进展
翟睿琼, 任国华, 田东波, 李 宇, 杨艳斌, 刘 宠
真空    2019, 56 (1): 72-76.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.16
摘要358)            收藏
文章简述了原子氧、紫外辐照、带电粒子辐照和热循环等低轨道空间环境因素对材料性能的影 响,综述了紫外辐照、带电粒子辐照和温度循环对原子氧与材料的交互作用的协合效应,为材料空间环境 效应的地面模拟试验提供了参考,也为材料的多因素协合效应研究提供了依据。
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32. 弧光放电氩离子清洗源
王福贞 , 陈大民 , 颜远全
真空    2019, 56 (1): 27-33.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.06
摘要633)            收藏
弧光放电氩离子清洗源是提高膜基结合力的新技术。由空心阴极枪、热丝弧枪、阴极电弧源发 射的高密度弧光电子流把氩气电离,用得到的高密度的氩离子流清洗工件。工件偏压 200V 以下,工件偏 流可以达到 10A-30A,弧光放电氩离子流密度大,对工件的清洗效果好。本文介绍了几种配置弧光放电 氩离子清洗源的电弧离子镀膜机和磁控溅射镀膜机。
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33. 单 O 型圈密封结构中双层密封泄漏机理研究
郭崇武, 孙立臣, 孙立志, 齐飞飞, 李文斌
真空    2018, 55 (6): 19-23.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.05
摘要351)            收藏
某航天单 O 型圈密封结构单机产品真空检漏试验中,漏率曲线持续缓慢上涨并出现“尖角”现 象,类似典型双层弹性密封现象,此现象影响检漏结果的可靠性,因此弄清楚这一现象对后续的检漏试验 是非常必要的。本文建立了双密封结构泄漏过程的数学模型,从而在理论上解释了此类现象发生的原因, 并设计了实验工装,对实验结果进行了现象分析。这对后续的检漏试验具有一定的指导意义。
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34. 机械真空泵节能技术的研究和探索
杨华飞, 尹珊珊, 罗根松, 梁以恒
真空    2019, 56 (2): 37-40.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.02.07
摘要264)            收藏
现代意义上的节能并不是单纯的减少能源使用,从而降低生产效率和生活品质,而应是提高能效,降低能源消耗。本文从结构、机组的配置、操作和应用的角度出发,分析研究了机械真空泵节能技术的可能性,进行实际探索和试验研究,提出了有实用价值的节能新方案、新见解。
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35. 凝汽器真空系统节能改造应用与分析
骆 伟
真空    2018, 55 (6): 37-41.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.09
摘要219)            收藏
本文分析了火电厂抽真空系统存在的问题,介绍了真空系统的节能改造。认为蒸汽喷射装置在 凝汽器真空系统中的应用是解决火电厂真空系统问题的有效手段。通过详细的数据对比分析了真空系统 节能改造的效果。文章最后对真空系统节能改造提出了几点建议。
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36. 真空冷冻干燥法制备纳米二硫化钼的实验研究
尹沙沙, 彭润玲, 韦 妍, 曹 蔚, 王 宁
真空    2018, 55 (6): 80-83.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.18
摘要354)            收藏
本文采用钼酸钠和硫脲合成了 MoS2 纳米前驱溶液,用真空冷冻干燥法于不同冻结方式下得到了纳米粉体。采用 TEM、AFM 等仪器研究了纳米粉体材料的形貌粒径。结果表明:使用真空冷冻干燥法制备的纳米二硫化钼粒径大小在 25nm-37nm 之间。同时,将纳米二硫化钼作为添加剂加到石蜡油中,利用四球摩擦试验机检测其摩擦性能,测得磨斑尺寸和摩擦系数都明显减小。
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37. 金属 Tb 晶界扩散对烧结钕铁硼磁性和耐温性的影响
段永利, 邓文宇, 齐丽君, 刘 坤, 孙宝玉, 王 庆
真空    2018, 55 (6): 76-79.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.06.17
摘要317)            收藏
本文采用了真空多弧离子镀的方法在烧结钕铁硼磁体表面沉积 Tb 金属薄膜,并对镀膜磁体进行真 空热处理,使表面的 Tb 金属向磁体内部晶界扩散,研究经过金属 Tb 晶界扩散处理的磁体的磁性和耐温性。结 果表明,经过晶界扩散处理,金属 Tb 进入了距离钕铁硼磁体表层一定深度范围内的晶界中,磁体的内禀矫顽力 Hcj 提高了 9000~10000Oe,磁体的高温不可逆磁损失大幅降低,磁体的内禀矫顽力和耐温性能显著提高。
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38. 磁控管散热技术研究及其性能改善方法
陈 文, 王贤友
真空    2019, 56 (1): 63-66.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.14
摘要344)            收藏
随着大功率磁控管的广泛应用,人们对大功率磁控管散热性能也越来越重视,磁控管散热性能 的好坏直接影响磁控管的寿命以及工作稳定性。本文针对风冷磁控管的工作特点,对威特公司现有磁控 管技术进行优化,先从理论分析优化的方向,然后通过 icepak 进行模拟,得到可行的方案,制作样品进行 实际的散热性能测试。最后我们发现,增加磁控管散热系统的散热表面积以及提升散热系统运行的雷诺 数可以明显改善散热性能。
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39. 直流电弧等离子体炬的数值模拟研究
陈文波 , 陈伦江 , 刘川东 , 程昌明 , 童洪辉 , 朱海龙
真空    2019, 56 (1): 56-58.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.12
摘要223)            收藏
本文建立了直流电弧热等离子体炬的三维模型,利用流体动力学软件 FLUENT 对氮气热等离 子体温度及速度的空间分布进行了数值模拟,并在此基础上研究了工作气体流量的变化对炬内热等离子 体传热与流动特性的影响效应。研究结果表明:等离子体温度的最高值出现在阴极附近,并随着轴向距离 的增加而减小;等离子体速度则随着轴向距离的增加而增加,在炬出口处达到其速度的极大值;工作气流 量的增加对炬内的温度分布影响不大,但等离子体温度呈现出随工作气流量的增加而减小的趋势。
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40. 射频溅射功率对室温沉积 AZO 薄膜性能的影响
仲召进 , 曹 欣 , 高 强 , 韩 娜 , 崔介东 , 石丽芬 , 姚婷婷 , 马立云, 彭 寿
真空    2019, 56 (1): 45-48.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.09
摘要444)            收藏
本文采用直流射频耦合磁控溅射技术,在玻璃基底上室温沉积 AZO 薄膜,将射频电源功率从 0W 增加到到 200W。通过 X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外分光光度计、霍尔效应测试系统重点研究了 AZO 薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能。研究结果表明,直流射频耦合磁控溅射可以在室温下制备性能优异的 AZO 薄膜,且射频溅射功率对 AZO 薄膜光电性能有显著的影响,随着射频功率的提高,AZO 薄膜致密性增加,粒子逐渐变大,薄膜表面形貌和生长形态发生一定变化。在射频功率为 200W 时,室温制备的 AZO 薄膜电阻率达到最低 5.39×10 -4 Ω·cm,薄膜平均可见光透过率达到 82.6%。
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41. 脉冲负偏压对直流磁控溅射碳膜结构和性能的影响
刘婵, 王东伟, 李晓敏, 武英桐, 黄美东
真空    2019, 56 (2): 69-73.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.02.14
摘要463)            收藏
通过直流磁控溅射技术在基体(硅片、高速钢、钢片)上沉积碳膜。保持其它工艺参数基本恒定,探究薄膜在100V-400V脉冲负偏压下,结构和性能的变化规律。实验结果表明,这种碳膜为非晶态硬质薄膜,具有较好表面形貌,且随着脉冲偏压数值的逐渐增加,其厚度、沉积速率和硬度均呈现先增大后减小的趋势,而摩擦系数则先减小后增大。当脉冲负偏压为200 V时,薄膜具有最佳的力学性能。
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42. 三层热壁金属有机化学气相外延流场计算机模拟
李 琳 , 李成明 , 杨功寿 , 胡西多 , 杨少延 , 苏 宁
真空    2019, 56 (1): 34-38.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.07
摘要269)            收藏
本文对三层热壁水平流金属有机化学气相沉积(MOCVD)真空反应腔的设计以及最终流场分 布都进行了理论模拟。在选择优化喷管排布基础上,在衬底托盘、衬底四周底壁,以及衬底所在区域上壁 临近区域范围加热,形成局部热壁外延真空反应腔体。此外,对于真空腔体设计,顶层与底层流动速度, 都进行细致研究,确保在材料生长区域的壁面,反应前驱物源气体保持在稳定且无漩涡流动状态,并使反 应物主要分布在衬底位置处,有效提高反应物利用率,并避免在腔壁等处发生反应,最后进行热壁 MOCVD 材料生长,得到厚度分布比较均匀,x 射线双晶衍射的半峰全宽(FWHM)为 149.8 弧度秒,表明生 长出质量良好的氮化镓(GaN)薄膜单晶材料。
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43. 分子筛在低温低压下的吸附特性试验研究
李晓峰, 陈光奇, 白杨, 任改红
真空    2019, 56 (2): 45-49.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.02.09
摘要263)            收藏
详细介绍了容积法分子筛吸附等温线试验原理、装置、样品制备、试验步骤及数据处理。试验表明5A分子筛在液氮温度低压下对CO2、N2、H2的吸附性能优于13X分子筛。在分析5A、13X分子筛在液氮温度低压下对CO2、N2、H2吸附等温线的基础上,分析研究了分子筛在LNG与LH2温度下的吸附等温线变化特征。经试验得到的分子筛在液氮温度低压下的吸附等温线可为工程设计提供很好的参考数据。
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44. 一种用于粒子加速器的新型高流导离子泵
亚历山德罗·阿巴特科拉
真空    2019, 56 (1): 16-19.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.01.04
摘要416)            收藏
离子泵(IGP)是一种特别适用于现代加速器设备的真空获得设备。它们具有长寿命、高可靠 性、高清洁度、密闭抽气等特点,并且因为没有振动,不会干扰粒子束的运行轨迹。通常,离子泵通过一个与 主管道形成 T 形的支管与主管道连接,这种连接方式降低了离子泵有效的抽速,并且需要使用复杂且昂贵 的射频(RF)屏蔽。而且,加速粒子通常对杂散磁场比较敏感,由离子泵磁体产生的非对称磁场(对加速器束 线管而言) 是这些杂散磁场的主要来源。安捷伦与 DESY (德国电子同步加速器 Deutsche ElektronenSynchrotron)合作开发了一种新型的高流导离子泵。350 台使用这种创新设计(专利号:EP2 431996A1)的离子 泵,被安装在了 DESY 的 X-FEL 系统上,离子泵在历史上第一次成为了束线管的组成部分。该泵不使用 T 型 支管而是直接安装在束线管上并成为束线管道的一部分,这使得离子泵的有效抽速最大化并简化了安装; 离子泵的磁铁对称的排列在束线管周围,减少了杂散磁场;同时,RF 屏蔽也可以很容易被集成在泵内。该在 线结构的离子泵有望成为类似应用的标准,为全球相关实验室真空系统开辟新的设计方向。
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45. 扩散泵油的制备及其成分分析研究
诸国建, 沈晨, 陈建琴
真空    2019, 56 (2): 22-26.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.02.04
摘要375)            收藏
阐述采用分子蒸馏技术通过石油基础油进行蒸馏切割,得到二种不同规格的扩散泵油。该二种扩散泵油再通过全程蒸馏、切割二段、五段馏分后得到的数据,进行绘制曲线图。实验结果表明,通过全程蒸馏的扩散泵油具有馏程窄,斜率较小,较窄的馏程意味着扩散泵油中所含的轻馏分和重馏分较少,混合组分比较均匀,极限真空度较高;通过切割二段和五段馏分后,它们的运动粘度分布较均匀,表明扩散泵油中的混合物组分分布均匀,纯度较高。
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46. 基于QFD和DOE的反光镜膜层表面缺陷改进研究
赵陨, 穆佳丽, 李明华, 李文龙, 姚春龙
真空    2019, 56 (3): 32-36.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.03.07
摘要293)            收藏
本文以光学反光镜为研究对象,通过QFD(Quality Function Deployment)获取顾客对光学反光镜膜层质量需求以及产品生产过程中所产生的质量缺陷统计,结合光学反光镜镀膜工艺,将这些需求以质量屋的形式转换为薄膜镀制过程中影响膜层质量的众多工艺因素,运用DOE(Desiqn of Experiment)试验方法对关键工艺因素进行优化设计、试验过程实施,试验结果采用检验测试、极差分析等方法进行分析,最终获得针对膜层表面缺陷改进的最优工艺参数组合。经试验验证,所构建的顾客需求为导向的QFD和DOE集成改进模型在反光镜膜层表面性能缺陷改进方面均取得了较好的实际应用效果。
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47. HL-2M氦回收纯化系统建设
陈鑫, 陈金龙, 朱根良, 徐红兵, 付猷昆
真空    2019, 56 (2): 16-18.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.02.02
摘要304)            收藏
核工业西南物理研究院正在建设的HL-2M托卡马克液氦低温系统中低温用户每周实验需消耗约16m3液氦,所以设计了一套氦回收纯化系统,此系统包含了回收、储存、纯化三个部分。回收系统由两台流量分别为50m3/h和100m3/h高压活塞压缩机组成;储存系统由中高压储罐及气囊组成,最大存储能力6000m3,其中4800m3高纯氦及1200m3非高纯氦;纯化系统核心设备为纯化器,纯化器出口的氦气纯度达到99.999%以上。系统建成后最大氦气回收速率为150m3/h。
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48. 真空多层绝热管道结露、结冰问题分析研究
赵洲, 张安军
真空    2019, 56 (2): 41-44.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.02.08
摘要355)            收藏
本文对某发射场部分真空多层绝热管道外表面结露、局部结冰问题进行了详细的分析,提出改进措施,为后续真空绝热管道的生产提供借鉴。
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49. 真空精炼时间对FGH96粉末高温合金氧含量的影响
田国利, 孟宇, 张华霞, 万旭杰
真空    0, (): 75-77.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.03.17
摘要231)            收藏
针对粉末高温合金FGH96真空熔炼过程,采用VIDP炉熔炼设备进行工程化熔炼,精炼时期真空度控制在10Pa以下,使用氧化铝材质取样器分别对FGH96高温合金精炼过程进行取样,分析氧含量变化过程,通过选取5个不同精炼时间取样,提出合适精炼时间,使工程化中FGH96氧含量控制在稳定水平。
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50. EB-PVD 制备热障涂层的反射光谱特性研究
常振东, 牟仁德, 何利民, 黄光宏, 李建平
真空    2018, 55 (5): 46-50.   doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2018.05.10
摘要259)            收藏
为了研究航空发动机中涡轮叶片表面的热障涂层对辐射光谱的反射特性,本文使用真空电弧镀法在不锈钢基体上分别制备了 NiCrAlYSi 和 NiCoCrAlYHf 两种热障涂层的粘结层,并随后使用电子束物理气相沉积(EB-PVD)法制备了 ZrO2·Y2O3(YSZ)热障涂层的陶瓷面层,最后利用紫外 - 可见 - 近红外分光光度计测定了常温下热障涂层在 0.3μm~2.5μm 波段的反射率光谱并进行了分析研究。结果表明:金属粘结层和陶瓷面层厚度均相同时,不同的粘结层材料对热障涂层的光谱反射率影响不大,整个波段内 NiCrAlYSi/YSZ 和 NiCoCrAlYHf/YSZ 涂层的光谱反射率接近。当粘结层 NiCrAlYSi 的厚度相同,面层 YSZ 的厚 度 分 别 为 20μm、100μm、170μm 三 种 不 同 厚 度 时 , 热 障 涂 层 的 光 谱 反 射 率 表 现 出 不 同 的 特 性 ,在 0.3μm~0.45μm 波段,厚度为 20μm 的 YSZ 的试样因表面呈蓝紫色反射紫光能力最强,而灰白色的其他两个试样反射紫光能力接近;在 0.45μm~2.5μm 波段,YSZ 涂层厚度与光谱反射率正相关,涂层厚度越厚光谱反射率越高。通过调整电子束物理气相沉积工艺制备了 YSZ 微叠层,与相同厚度的传统柱状晶的 YSZ 相比,YSZ 微叠层的光谱反射率提高了约一倍。
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