本文主要使用了电子束物理气相沉积、扫描电子显微术、X射线衍射和有限元模拟等技术手段研究了微米级微裂纹对水冷无氧铜坩埚失效的影响。有限元模拟显示在使用过程中水冷铜坩埚的温度分布范围是33℃~183℃,温度最高的区域对应于出水口附近的水道过盈配合处。在薄的坩埚内壁上侧截面温差大、热应力大。导致水冷无氧铜坩埚失效原因是在热应力作用下产生的宏观裂纹,而不是熔融金属铈腐蚀和杂质有害相的形成。宏观裂纹起源于在制备铜坩埚时水道过盈配合过程中引入的几十微米的微裂纹。在热应力的作用下,这些微米级裂纹会逐渐扩展,形成由延伸方向近似平行的裂纹组成的裂纹带,之后该裂纹带演化成贯穿内壁连通水道的宏观裂纹,最后导致水冷铜坩埚失效。坩埚内壁正面区域的裂纹扩展情况并不严重,在坩埚内壁外的其它区域几乎没有明显的变化。

预应力钢丝缠绕工作缸是真空航空航天等领域重要的加工设备,文章利用载荷步建立了预应力钢丝缠绕厚壁筒缠绕过程的仿真计算模型,基于大型通用有限元软件,通过对等静压机钢带缠绕形式的工作缸的结构分析,可以确定其预紧、工作状态的应力分布情况,为等静压机工作缸的设计提供了重要依据。

本文采用射频磁控溅射方法在石英和高阻硅衬底上制备纯β-Ga₂O₃薄膜和不同掺杂浓度的Mg掺杂β-Ga₂O₃薄膜,研究了薄膜的结构、光学和电学性质。X射线衍射测试结果表明,在我们的掺杂浓度内,Mg掺杂β-Ga₂O₃薄膜没有出现其他晶相的衍射峰,随着Mg掺杂浓度变大,薄膜的（401）和（601）衍射峰强度变弱。使用X射线光电子能谱测试薄膜中各元素的结合能和化学态。紫外-可见透射光谱测试结果表明薄膜在测试波段平均透光率高达80%以上,薄膜的带隙宽度随着Mg掺杂浓度变大而变大。霍尔效应测试结果表明我们采用射频磁控溅射方法制备的Mg掺杂β-Ga₂O₃薄膜的导电类型为p型,载流子浓度由3.76×10¹⁰cm^-3增加到1.89×10¹³cm^-3,说明Mg掺杂β-Ga₂O₃薄膜是一种很有潜力的p型半导体材料。

研究了真空涂层设备控制系统和工艺安全要求的特性,提出以IEC 62061标准完成设备的SIL评估、SIS设计和SIL验证,完成了整套SIS的集成和应用研发,并实现了SIS与总控系统的信息交互和联锁保护,研发的SIS已经使用到多套真空涂层设备之中,有效地保护了人身和财产安全。

伴随我国航天及国防事业的巨大进步,更多关键和特殊的装备需要在真空环境下生产或试验,大型和特大型地面模拟设备开始研制和投入使用,对关键部件真空插板阀的要求也越来越高。由于真空插板阀的口径不断增大,传统结构的真空插板阀无法满足要求,为此针对大口径真空插板阀在使用过程中发现的问题,对大口径真空插板阀采取了阀体分体结构设计、独立运行轨道设计、自动超压保护装置设置、传动系统增设离合器、密封结构形式改进等优化设计,有效地解决了传统真空插板阀结构、控制等方面存在的弊端。通过优化设计制造的大口径真空插板阀已投入运行,阀门运行稳定可靠。该设计方法可以有效解决未来更大口径真空插板阀的设计难题。

为了解决真空计在线校准的问题,研制出一种真空计在线校准系统。真空计在线校准系统通过优化设计、材料及工艺处理已解决宽量程校准的问题。通过对在线校准技术的研究,采用比较法校准方法,以三台高精度的薄膜真空计和一台高精度电离真空计作为参考标准,解决了校准条件与使用条件基本一致性问题,可以减小量值传递过程产生的不确定度,保证测量的准确性和可靠性。真空计在线校准系统可实现（10⁵~10^-5）Pa范围内的真空计的在线计量,相对扩展不确定度不大于13%。

为探索低真空管道系统中特定工况下真空泵设备和管道结构性能,本文在搭建低真空管道系统实验平台的基础上,对真空泵设备性能和管道结构变形规律开展试验研究,得出以下结论：管壁压应变随着相对真空度绝对值的增加而增大;相对真空度绝对值的增加可减小管内温度升高引起的拉应变,而温度增加有利于减小相对真空度引起的压应变;不同温度下采用冷却循环系统的真空泵的抽气速率基本一致;不同相对真空度中短波孪管加热的管内温度上升速率基本一致;存在内外温差情况下,抽真空可一定程度降低管道结构内部温度;循环加载过程中真空卸载后结构应变回弹大于初始值。

本文采用射频磁控溅射法在Si（100）和石英衬底制备纯β-Ga₂O₃和不同浓度的Si掺杂β-Ga₂O₃薄膜,并且研究Si掺杂对β-Ga₂O₃薄膜结构、表面形貌和光学性质的影响。X射线衍射（XRD）测试结果表明,Si掺杂β-Ga₂O₃薄膜都未出现新的衍射峰,随着Si浓度的增加,β-Ga₂O₃的特征峰（111）逐渐向大角度方向移动。X射线光电子能谱（XPS）表明β-Ga₂O₃薄膜中成功掺入了Si元素。本文使用原子力显微镜（AFM）表征薄膜的表面形貌,结果表明薄膜表面的粗糙度随着Si浓度增加呈现单调递增的趋势。紫外-可见光（UV-visible）透射光谱表明薄膜均在可见光波段具有高透光率,薄膜的光学带隙随Si掺杂浓度的变大而变大。Si掺杂实现了β-Ga₂O₃的带隙可调,表明Si是一种有潜力的掺杂剂。

采用中频磁控溅射方法,在氧化铟（ITO）玻璃上采用氧化钨（WO₃）陶瓷靶沉积薄膜,研究溅射气压对WO₃薄膜结构与光学性能的影响规律,并对其电致变色行为进行了探讨。采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了WO₃薄膜的成分结构和表面形貌,紫外可见分光光度计和电化学工作站对薄膜的光调制性能、电致变色伏安特性、以及循环寿命性能进行了研究,并利用X射线光电子能谱（XPS）对WO₃薄膜在着色、褪色状态下进行了化学成分及氧化状态分析。结果表明：随着溅射气压的增大,WO₃薄膜的形貌结构变得疏松、粗糙,更有利于Li⁺的注入与脱出,响应速度变快、调制幅度增大、电致变色性能优异,但循环寿命性能有所降低。当溅射气压为4Pa时WO₃薄膜的电致变色综合性能最好,在550nm处的调制幅度可达81.0%,着色、褪色响应时间分别为7.8s、5.85s,且在1500次循环后,仍保持较高的电致变色性能。

专用电子束熔炼炉需要大抽速、可靠性较高的真空系统,本文简要介绍了专用电子束熔炼炉真空抽气系统的主要性能指标、设计思路和方法、系统组成,对此真空抽气系统进行了详细的计算,并为类似真空设备的研制提供有益参考。

本论文展示了一种可调谐硅基外腔激光器,调谐范围在C波段（1540~1560nm）,该激光器使用端面直接耦合（edge coupling）方式将SOA（Semiconductor Optical Amplifier）与硅基Si₃N₄波导集成。通过设计硅基Si₃N₄波导微环结构行成激光器外腔,激光器边模抑制比（side-mode suppression,SMSR）可达64dB。使用热调方式对微环进行等效折射率调节,实现了激光器粗调（coarse tune）与精调（fine tune）相结合,调节精度可达0.04nm。

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。

采用真空电弧镀设备制备热障涂层（TBCs）中的NiCrAlYSi金属粘结层,采用电子束物理气相沉积工艺（EB-PVD）制备YSZ陶瓷层,利用带能谱仪的扫描电子显微镜对沉积态和热循环损伤后的热障涂层试样的形貌、组织结构以及元素成分进行分析,研究热障涂层从热循环初期到失效的过程中层间损伤及元素扩散行为。结果表明,随着热循环时间的延长,NiCrAlYSi/YSZ涂层先后经历快速氧化和氧化速率很低的阶段,1100h后由于陶瓷层脱落,粘结层继续氧化导致涂层增重突然增大。热循环初期,Zr、O向内扩散,Ni、Cr、Al向外扩散,TGO层中的Al元素供应充足,主要发生Al的选择性氧化;1100h后,TGO层中Al元素供应不足,Cr、Ni开始氧化,生成Al_1.92Cr_0.08O₃和镍铝氧化物。这种不均匀的氧化使局部涂层体积膨胀,裂纹萌生于TGO层,随着裂纹的增殖、生长,最终贯穿等轴晶区和TGO层,导致热障涂层失效。

本文介绍了一种超高真空大抽速复合分子泵的研制,该型分子泵转子采用了涡轮叶片与螺旋槽式牵引级的复合结构,由整体加工而成。文中重点介绍了复合转子的设计及优化,并对定片隔环一体型结构与复合底盘结构的设计以及改进进行简要介绍。该型复合分子泵的抽速比同口径涡轮分子泵高10%左右,同时具有更高的压缩比与抗前级压力,可以在100Pa的真空压力下启动,排气端不需要匹配较大的前级泵就可满足抽气要求。该型分子泵动平衡性较好,结构简单,集成性较高,整机的制造成本相对涡轮分子泵更低。

在高温下,钛的活性迅速增加,可与许多物质发生剧烈反应。目前高品质钛合金的主流熔炼工艺为在真空或惰性气氛保护下的三次真空自耗熔炼。在熔炼过程中,钛合金溶液的熔池温度可达1750℃以上,必须对铜坩埚、电极杆、炉体等设备重要部位通水冷却。在实际的大规模生产中,容易因操作不当、设备故障等原因引起设备冷却水漏进坩埚,与钛合金溶池接触后发生爆炸,造成人员伤亡和财产损失。本文结合实际生产和设备管理经验,总结了真空自耗熔炼炉的危险因素,分析了对应的预防措施。

针对钛合金在一定条件下易发生钛火的问题,对钛合金的阻燃性能进行优化研究。在Ti6Al4V表面进行离子注铜,采用金相显微镜对表面形貌进行观察和分析,使用X射线衍射仪分析改性层中的物相组成,利用飞秒激光烧蚀研究阻燃性能,并用扫描电子显微镜对烧蚀区域的形貌与成分进行分析。注铜处理后Ti6Al4V表面形成了含有Ti₂Cu合金相的改性层,但仍能观察到表面划痕存在,说明注铜形成的改性层很薄,样品微观形貌没有明显改变;对样品进行激光烧蚀,烧蚀处理后Ti6Al4V样品烧蚀孔洞内没有发现Cu元素,烧蚀孔洞周边区域存在Cu元素,烧蚀斑痕的面积较未处理前的2.39×10⁴μm²减小至1.68×10⁴μm²,根据改性层中存在Ti₂Cu合金相,以及Ti-Cu合金相在融化时能够吸收大量的热量的原理,说明改性层具有阻燃效果。随着离子注入能量与剂量的增加,阻燃效果更加明显。

干涉滤光片广泛应用于荧光检测分析仪器中,是仪器的核心光学元件。行业标准JB/T 13360—2018《荧光检测分析用干涉滤光片》对这类荧光滤光片产品的各项要求进行了系统规定。本文针对该标准中的一些重要内容进行了解读：介绍了荧光滤光片的名称术语和它们在光路中的作用;介绍了表述荧光滤光片光谱性能的2种主要方式和相应的优点;介绍了标准中给出的I类和II类荧光滤光片光谱参数的界定依据。本文旨在引导读者更深入地了解以及更好地使用该标准。

采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）工艺制备了La₂Zr₂O₇（LZ）、La₂Zr₂O₇-3wt.%Y₂O₃（LZ3Y）、La₂（Zr_0.7Ce_0.3）₂O₇（LZ7C3）和6~8wt.%Y₂O₃部分稳定化的ZrO₂（YSZ）四种陶瓷涂层,研究了稀土锆酸盐和YSZ热障涂层的高温相稳定性、涂层结合性能和热循环行为。借助X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等表征手段分析了涂层的相组成、相结构稳定性、显微组织和化学成分。试验结果表明：经过1300℃长时间热处理后,LZ、LZ3Y和LZ7C3涂层粉末的XRD衍射峰均逐渐向2θ大角度方向偏移,涂层中共存的La₂O₃、t-ZrO₂和CeO₂物相也产生了固溶现象,YSZ涂层则是出现了两个单斜相衍射峰且峰强度逐渐增大;在室温空气中放置336h后,LZ涂层出现了明显的片层状脱落现象;YSZ涂层的平均结合强度值最大,LZ涂层则是最小。同样,三种稀土锆酸盐涂层的热循环寿命均比YSZ涂层短。这可能与三种涂层中含有过量的La₂O₃有关,La₂O₃易于与空气中的H₂O或CO₂发生化学反应导致体积膨胀,从而削弱了陶瓷层与金属粘结层的界面结合性能,降低了陶瓷层的耐剥落寿命。

随着微电子技术、锂离子电池和太阳能电池等行业的发展,人们对聚合物薄膜,尤其是纳米级聚合物薄膜的要求也越来越高。在传统的沉积方法不能满足要求的条件下,找到新的沉积聚合物的方法势在必行。分子层沉积（MLD）是一种类似于原子层沉积的技术,它可以精确控制聚合物膜的厚度、组成、形貌和保形性。因此,MLD可以成为制备聚合物薄膜的一种新方法。本文综述了分子层沉积的原理和方法,以及在薄膜领域的发展和应用,最后给出了分子层沉积技术未来发展所面对的挑战和展望。

介绍了一种基于碳纳米管场发射的新型微焦点电子源技术。利用激光烧蚀镍金属表面使内部未氧化的镍金属熔化喷出暴露于基底表面,再通过化学气相沉积制备出直径约为350μm的半球壳型碳纳米管薄膜阴极。场发射测试表明,电子源具有低开启电场（<1V/μm）、高发射电流（可达1A/cm²）和高压强发射稳定等特点。通过复合石墨烯和750℃真空高温退火,高压强发射稳定性得到进一步提高。该工作提供了一种制备强流微尺度场发射阴极的有效途径。

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。

本文介绍了一种坩埚冷却供水闭式循环监控系统,以西门子S7-1200系列PLC作为控制核心,WinCC 7.3组态软件作为人机界面,目的是为坩埚冷却供水闭式循环系统提供一种安全可靠的监控系统。该系统包括水泵、流量计、压力表、温度计、电磁阀门、压力变送器等,实时监测和控制整个坩埚冷却供水闭式循环系统。该系统已在线稳定运行多年,控制系统安全稳定,人机界面清晰、交互性好、抗干扰能力强,满足线上运行需求。

柔性电子器件因其柔韧性好、集成度高、可设计性强和在可穿戴方面的潜在应用,成为近年来微电子的研究热点之一。目前,研究重点进展到器件在疲劳过程中的具体失效情况及在不影响电学性能的同时提高柔性,本文从基底材料类型、器件电学性能影响因素和疲劳损伤等方面进行综述。首先,归纳了不同基底材料与器件类型;其次,对比了膜/基结构器件的电学性能与界面裂纹监测;重点讨论了拉伸、弯折对薄膜失效过程的影响及微裂纹萌生、扩展和饱和阶段的主要特点。结果表明：裂纹失效形式有张开型、滑开型与撕开型三类;加载速率使脆韧性断裂相互转换并分别对应发生穿晶与沿晶裂纹;基底刚度与裂纹颈缩呈正相关。进一步分析发现疲劳损伤大小与机械形变位错有关,结合模型验证了拉伸与弯折均符合此结论。未来应致力于提高材料的膜基匹配与耐拉弯性,完善原位观测并扩展直接观测器件疲劳失效机理的手段,对裂纹萌生进行可调控,提高理论模型精度并与疲劳实验更好结合,以期为开发超柔抗疲劳电子器件提供基础。

在MRI模型框架下,将遗传算法与卷积及TV-Tikhonov正则化反卷积方法结合,对Ni/Cr多层膜样品在旋转和非旋转条件下测量的俄歇（AES）深度谱进行了定量分析,确定了膜层间的界面粗糙度,重构的原始膜层结构与高分辨透射电镜测量的结果非常好的吻合。

通过磁控溅射氧化锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射功率、溅射气压以及基片温度对ZnO薄膜相结构、禁带宽度及光学性能的影响。使用X射线衍射仪（XRD）分析了薄膜相结构,使用台阶仪测试薄膜厚度,采用薄膜测试仪测试薄膜的透过率,采用扫描电镜（SEM）观察薄膜表面形貌。结果表明：不同制备条件下均形成具有（002）择优取向的ZnO薄膜;工艺参数主要对薄膜的透过率造成影响;溅射功率的大小影响生成薄膜的完整性。

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。

半球谐振子金属化镀膜是半球谐振陀螺研制过程中的重要工艺环节,针对半球谐振子金属化镀膜后保持高Q值的要求,需实现纳米金属薄膜的高精度制备。本文以高纯Al为靶材,高纯Ar为溅射气体,采用DC磁控溅射方法在石英玻璃基片上制备纳米铝膜,并对不同溅射功率和腔室气压下沉积薄膜的厚度、表面粗糙度、表面形貌等进行了测试与表征,探讨了工艺参数对Al薄膜沉积速率、表面粗糙度及微观形貌的影响。研究结果表明：Al膜的沉积速率随着溅射功率的增大而增大;随着腔室气压的增大,沉积速率呈现先增大后减小的趋势;随着溅射功率的增大,沉积薄膜的晶粒尺寸亦随之增大;随着腔室气压的增大,薄膜的颗粒直径先增大后减小;在100W溅射功率和1.6Pa腔室气压条件下镀制的薄膜最均匀致密。上述结论对于半球谐振子曲面纳米薄膜的高质量制备具有重要的指导意义。

筒体是由复合材料和金属柔性件组合而成,筒体不能直接接触工作介质,因此其内壁需要施加一层保护膜。本文通过对不同筒体材料预处理,同时利用磁控溅射工艺进行工艺研究和试制,最终确定了一体镀膜工艺路线,并开发出相应的磁控溅射工艺参数,利用该工艺参数成功在筒体内壁实现一次性成膜,所得膜层完整并具有一定膜基结合强度和膜层厚度。

本文论述了一种新式布局的真空等轴晶精密铸造炉,该设备是为了替代传统立式等轴晶精密铸造炉,用于生产薄壁、大尺寸铸件及低温浇铸件等。它采用了卧式布局、内置模壳加热器、同轴水冷电缆、线圈平移机构等一系列创新理念与技术。该设备还具有良好的扩展功能,通过更换功能部件可实现细晶铸件的生产。

真空容器通常采用O形橡胶圈配合矩形密封槽实现真空密封。本文介绍了O形橡胶圈真空密封的设计,利用ANSYS建立了O形圈两种矩形密封槽非线性有限元分析模型,研究了不同压缩率及真空度下O形圈Von Mises应力、接触应力、接触长度的变化,计算分析了不同压缩率下真空泄漏率的变化。为真空容器O形圈真空密封可靠设计及性能优化提供了依据。

等离子体雾化法是当前球形金属粉末制备最具前景的方法之一,但由于其使用的关键等离子体发生器产生的射流不稳的问题,制约着金属粉末制备批次的稳定性。等离子体射流的不稳定性主要来源于电弧的大尺度分流,本文采用实验与信号分析的方法对电压信号进行时域、频域和时频分析来判断弧根的运动,揭示其动静态特性,以实现对等离子体发生器工作状态的实时监测。研究结果表明：反转电极等离子体发生器呈现上升型伏安特性,电压随电流的增大而增大,随着气流量的增大而升高;等离子体发生器在大电流情况下因产生了大尺度分流导致电压波动剧烈,大尺度分流造成的锯齿波状的信号为低频信号,频率在0.2到3Hz之间;采用短时傅里叶变换对电弧电压信号进行实时分析,可以准确地监测大尺度分流的产生,从而指导等离子体发生器工作参数的调整。

在230MeV超导回旋加速器调束的过程中,需要对束流的大小形状和对中情况进行测量分析,束流测量装置可以满足上述要求。本装置利用径向靶和包络靶可以测量半径150mm到850mm范围内的束流,采用了双X型圈密封结构,大大缩短了径向空间,密封性能好。直线驱动装置运动平稳可靠,靶杆带动靶头运动精度高,可为后续的束流测量装置的设计提供参考依据。

本文以规整膜系为基础,使用膜系软件进行优化,设计出满足投影光刻机紫外光学系统用宽角度入射近紫外反射镜使用要求的多层介质膜系。基于平面行星式转动机构,计算出平面紫外反射镜直径400mm以内的膜厚分布,通过对膜厚均匀性修正技术研究,实现镜片表面膜厚光谱曲线偏差小于5nm。

在对一种小型触发型真空弧离子源的研究过程中发现,稳定的触发过程对真空弧离子源的主弧形成以及后续离子引出过程是至关重要的。传统触发结构为简单的触发极、绝缘体和阴极堆叠而成的“三明治”结构,触发过程为绝缘体表面的沿面放电过程,该结构若要实现稳定的触发需要很苛刻的外加条件。优化触发结构可有效提高离子源工作稳定性,降低电源要求及成本。针对以上情况,文章提出了一种新的触发放电结构,并论证了其触发放电的稳定性。

KM6空间环境模拟器（简称 “KM6容器”）作为我国载人航天事业重要的大型试验设备已服役超过20年,完成了100次系统级真空热试验。粗抽真空系统是 KM6容器重要的组成部分之一,主要作用是将KM6容器从大气压抽真空至 5Pa以下。为了深入了解粗抽过程中的压力变化规律,为粗抽系统的稳定运行及后续的升级改造提供理论参考,同时验证CFX用于大型容器抽气过程模拟分析的适用性,本文结合5组真空热试验粗抽过程中的数据开展了分析工作,给出了抽气过程各阶段的压力变化规律。

针对金属多孔材料真空烧结炉的工艺和控制要求,对原有控制系统进行了改造。采用工控机作为上位机并组态监控人机界面,可编程控制器（PLC）和温控仪作为下位机进行程序设计,提高原有系统运行的可靠性、操作的自动化、工艺的稳定性。根据生产运行情况,改造后的系统解决了原有设备在工艺控制精度、操作便捷性及节约能耗等方面存在的问题,实现了改造目的。

油封式旋片真空泵有着悠久的历史,已经形成一套完善的生产流程,具有技术成熟,而且高效、可靠、低噪音及易维护等特点,不仅在镀膜、包装、吸持、制冷、冰箱、空调、照明、彩管、真空热处理、真空脱泡、浇注、成型等工业领域应用广泛,而且在实验室、科研场所,市场的使用量也非常大。本文对于一些常见故障进行总结和原因分析,目的在于使广大用户对旋片式真空泵故障有一个比较系统的了解,从而正确使用和合理维修旋片式真空泵,这将给企业带来可观的经济效益和社会效益。

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。

本文从热力学角度讨论了氧化钛真空碳热还原过程中各种反应的起始温度。根据热力学计算结果,初步判断钛矿、钛铁矿在真空下的碳热还原反应顺序分别为TiO₂→Ti₃O₅→Ti₂O₃→TiO→Ti、FeTiO₃→TiO₂→Ti₃O₅→Ti₂O₃→TiO→Ti。当TiO₂与C发生碳热还原反应时,TiO₂和C的含量配比不同,生成的物质也不同。当TiO₂∶C摩尔比为2∶1时,生成Ti₂O₃;当TiO₂：C摩尔比为3∶1时,生成Ti₃O₅;当TiO₂∶C摩尔比为1∶1时,生成TiO;当TiO₂∶C摩尔比为1∶2时,生成Ti;当TiO₂∶C摩尔比为1∶3时,生成TiC。

在德国卡尔斯鲁厄理工学院提出的KALPUREX（Karlsruhe liquid metal based pumping process for fusion reactor exhaust gases）流程中,利用直线型水银扩散泵实现对聚变堆排灰气的连续抽气,从而解决使用捕集式低温泵带来的高氚滞留量问题。为了支持直线型水银扩散泵的设计研究,基于直接模拟蒙特卡洛方法开展了直线型水银扩散泵的抽气性能模拟研究。基于早期实验中的直线型水银扩散泵结构,模拟了空气的抽气速率及水银返流率,并分析了其随压强变化的原因。针对聚变堆排灰气中可能包含的氢（作为氢同位素的代表）、氦、氖、氩等气体,分别模拟了直线型水银扩散泵的抽气性能。模拟得到的不同气体的抽气速率与气体摩尔质量间的关系基本符合理论预测。

为了提高气体喷射器的设计效率,基于经典的气体动力学函数法并结合国内外优秀的设计模型,对喷射器结构尺寸计算方法进行系统的梳理总结,并利用VB.NET开发出一套气体喷射器设计软件。该软件由输入输出模块、参数计算模块、结构设计模块和性能曲线绘制模块等组成。本软件适用范围较广,不仅能对三种常见压缩比的同相气体喷射器进行设计计算,还考虑了气液及气固两种异相喷射器,大大丰富了软件的使用范围。软件界面简洁,操作方便,采用本软件可以大大缩短设计周期,提高设计效率和计算的准确性。

采用模糊神经网络和PID控制相结合的控制方式,设计了一种现代电站锅炉的温度监测系统。通过BP模糊神经网络实现对数据的模糊化处理,再通过PID控制器调节,最终实现对温度实时控制,利用Simulink软件建模,并进行电站锅炉温度监测,仿真和监测结果证明BP模糊神经网络采用梯度下降法逐层调节权值系数,实现误差均方值大幅度减小,模糊神经网络PID控制能够加快系统的运算速度,提高控制精度,获得更快的响应速度以及较小的超调量。

通过一系列的刻蚀实验,研究了在反应离子刻蚀（RIE）过程中,CF₄流量及射频功率等工艺参数对刻蚀硅基材料的影响,采用不同工艺条件,得出了对应的刻蚀速率、均匀性、选择比等刻蚀参数,并对结果进行了比较与分析,得到了相对最佳的工艺条件,能较好地实现硅的各向异性刻蚀,为硅基材料刻蚀技术在半导体工艺中的应用做了一定的实验探索。

电子束增材制造是增材制造技术的主要方向之一,它在真空中进行,具有能量利用率高、零件残余应力低等优势,在航空航天、医疗领域获得较为广泛的应用。介绍了两种电子束增材制造方法——电子束选区熔化和电子束熔丝沉积,总结了设备、电子枪、工艺、材料组织调控等方面的研究与应用进展,并对电子束增材制造技术的发展进行了展望。

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。

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。

为了验证接触器工作时发生振荡的主要区域,设计试验寻找接触器进入羽流工况的阈值条件,确认当“供气工质流量—放电电流”的比值超过10sccm/A时,接触器将会进入到羽流工作模式。在该区域中接触器将会发生较为剧烈的振荡,放电电压峰-峰值一般超过5V。经频谱分析（FFT）,导致该放电不稳定性的原因是需要用较少供气工质产生较多放电电流时的电离不稳定性,这种不稳定性对应的频率分量约在1MHz左右,采用增加供气流量或者降低放电电流的方法可以有效地抑制该种振荡的发生。

为实现真空试验设备真空和温度参数的自动化检测,本文通过研制真空试验设备计量系统,采用在真空试验设备内部布置高精度铂电阻温度计,同时在设备真空接口处布置高精度全量程真空计实现数据准确测量,上位机利用Labview编程实现自动采集真空、温度的测量数据,从而解决了真空试验设备的真空和温度参数的计量检测自动化实现的难题。