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。

基于国内外OLED制备系统的特点,设计了OLED研究专用小型真空试验系统。布局将掩模室、蒸镀室、过渡室和手套箱线性排列,可实现不同膜层结构OLED器件的有机薄膜和电极的原位沉积,提供了封装所需超低水氧含量的清洁环境。对系统结构、核心部件及抽气系统做了分析计算及论述。

采用真空离子镀的方法在材料为45钢的轧辊表面涂覆CrAlNx涂层,优化制备了CrAlNx涂层的制备工艺,研究了CrAlNx涂层的摩擦性能。通过现代分析手段扫描电子的显微镜（SEM）等方法进行了涂层表面形貌、涂层厚度和磨痕形貌的测试分析,研究结果表明：在GCr15配副件条件下,CrAlNx涂层摩擦系数均随速度和载荷的增加而降低,随着加载载荷和滑动速度的增加,GCr15配副件条件下的磨损率增大,其磨损方式主要表现为黏着磨损和磨粒磨损的混合形式。

本文介绍了用于生产航空细晶铸件的真空细晶铸造炉的分类、工作原理和特点。文章重点分析了细晶铸造炉与双性能铸造炉的技术要点。最后对未来国产真空细晶（双性能）铸造炉的发展作出展望。

磁控溅射为代表的真空法已经成为制备薄膜的主流方法,磁场分布、等离子体密度分布及其温度等因素会直接影响到薄膜的质量。因此,选择合适的模型研究磁控溅射过程中气体放电时等离子体粒子以及电子分布非常重要。本文根据气体放电的基本原理,对圆柱形溅射装置采用流体模型,以电子、离子、亚稳态离子和中性粒子为主要粒子的等离子体建立物理模型,采用有限差分方法对所建立的模型,利用计算机编程数值模拟了直流溅射系统内气体放电的过程得到等离子体粒子的分布以及电子温度分布特性的模拟结果。

钕铁硼作为第三代稀土永磁材料,在世界磁性材料领域占据着举足轻重的地位,在国防、航空航天、信息通讯、汽车、能源、节能环保、医疗器械等领域具有广泛应用,但钕铁硼永磁材料易被腐蚀的特点限制了其应用的进一步拓展。本文论述了钕铁硼永磁材料的物相组成、腐蚀过程和腐蚀产物,阐述了钕铁硼永磁材料高温氧化、湿热吸氢和电化学腐蚀等腐蚀特性。本文还从提升自身耐腐蚀性和表面涂层防护两方面总结了钕铁硼永磁材料腐蚀防护技术,重点阐述了电镀、化学镀、有机物涂层及物理气相沉积等技术的基本原理、研究进展和发展方向。钕铁硼腐蚀防护技术的研究是推动钕铁硼永磁材料应用领域扩展的关键。

非晶薄膜由于其优异的性能而被广泛研究,如不粘性和耐腐蚀性,这对于大块金属玻璃形成能力强的Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅成分来说尤为突出。本文以Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅块状金属玻璃为靶材,通过直流磁控溅射制备非晶合金薄膜,研究了不同溅射功率对薄膜力学性能、不粘性、耐蚀性和表面粗糙度的影响。结果表明,在磁控溅射功率为75~165W的范围内,可以获得高质量的非晶态薄膜,其硬度达到~9.2GPa,弹性模量~164GPa,硬弹性比~0.055,自腐蚀电流密度~1.16μA·cm^-2,自腐蚀电位-241.27mV,最大润湿角104°。这些性能数据与文献报道的接近,硬度甚至更高,证实该薄膜具有用于不粘和抗腐蚀方面的良好潜力。

本文介绍了共底贮箱氢氧泄漏监测设备的详细结构设计,包括共底抽真空装置、共底气体成分分析装置、发射现场抽空管路和现场使用流程优化等内容。目前,所研制的2套共底氢氧泄漏监测设备已顺利交付使用,并已参与了3次发射任务,确保了火箭发射任务期间的航天器安全和发射人员人身安全,未来将持续服务于新一代中型运载火箭高密度发射任务。

本文采用粒子网格结合蒙特卡罗碰撞方法对微型化阳极层霍尔推力器进行数值模拟,同时开展微型化阳极层霍尔推力器放电实验,评估了该微型化阳极层霍尔推力器的工作性能。结果表明,微型化阳极层推力器放电稳定,且离子束呈现出聚束模式,其放电电压范围为300~1100V,比冲范围为234~2047s,推力范围为0.5~5.4mN。该研究可为进一步实现高效率、轻质化、高性能微型阳极层霍尔推力器优化设计提供一定的数据支持。

本文利用WRe3热丝对热离子能量转换器中的钼发射极进行了辐射加热。首先通过数值仿真计算出发射极稳态时的功率损失。其次通过实验测试了热丝功率与温度的曲线关系,分析了实验中热丝的表面负荷。对减少热丝变形及优化实验提出了几点建议,为后续的研究打下了坚实的基础。

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。

使用射频磁控溅射,以高纯度碳靶材和高纯度甲烷为碳源,在不同射频功率下制备了类金刚石（DLC）薄膜。利用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪和显微硬度计测试了薄膜的结构与性能。研究结果表明：制备的薄膜致密均匀,随着射频功率的增大薄膜生长速度增大,C原子含量增大;在200W功率制备的薄膜sp³含量高,其分子结构与性能也就更偏向于金刚石,薄膜维氏硬度达到1038.26 MPa。同时发现,随制备功率的增加,DLC薄膜硬度呈先增大再减小的趋势,薄膜石墨化程度增大。

Low-E玻璃镀膜线C1室,是整条生产线非常重要的真空室,它的节拍决定了整条生产线的最快节拍。本文对C1室的设计提出了一系列要求,给出了相应的设计原则,从降低设备制造成本、降低能耗、增加设备的适用性方向出发,又给出了有别于常规的特殊设计,对抽气时间、泵组配置进行了计算。按此设计制造了C1室并进行了测试,验证了特殊设计中占空块这一项设计,就可使抽气时间改变43.2%。

本文主要介绍了柔性镀膜材料的制备方法、应用发展状况以及柔性镀膜材料在柔性电路板行业的应用和发展趋势,重点阐述了采用真空磁控溅射工艺制取高性能柔性电路板材料的研发和制备过程。

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。

采用射频反应磁控溅射技术,在不同气压下制备了二硫化钼薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见光光谱仪等对薄膜的表面形貌、结构和光学性能进行了表征、分析。结果表明：利用射频反应磁控溅射制备的MoS₂薄膜,表面平整、颗粒均匀、致密,缺陷少;沉积气压1.2Pa条件下制备的薄膜结晶度最好;薄膜的光学带隙随沉积气压先增大后减小,1.2Pa时光学带隙最大,为1.69eV。薄膜光学带隙的变化是由沉积气压引起薄膜结晶度变化和形成缺陷不同所致。

中性束的生成与传输过程需要真空梯度分布环境,准确掌握真空室内的真空度及其分布对中性束的调试和运行有非常重要的意义。受低温真空空间不同区域的器壁温度影响,真空室内空间气体温度具有特定的分布特性,该特性对准确测量并最终确定其真空度有关键性影响。本文基于Molflow软件模拟分析了全超导托卡马克中性束注入器（EAST-NBI）真空室内的气体分子碰撞频度和气体分子数密度分布,获得了真空空间不同区域的气体温度分布,为根据温度分布修正特定真空测量点的测量结果提供了依据,提高了真空度的测量精度。

研究了人体红外测温、成像系统光学薄膜滤光片的光谱特性参数、膜系设计及镀膜工艺。根据黑体辐射理论计算人体红外辐射光谱分布,提出滤光片光谱特性参数要求：截止波长5.5μm,透射区波段7μm~12μm,平均透射率大于85%,截止波段UV-5μm,平均截止背景大于OD3。采用单晶硅片为基底,锗、硫化锌为镀膜材料,设计滤光片膜系,研究提出真空镀制工艺。

本文建立了真空高温热处理加热炉石墨炉胆流体区域的数值模拟模型,并基于CFD建立了石墨炉胆内部流体的仿真模型,对其内部流场进行分析,通过不同结构的分析,得出流场结构的最优解,为设计提供理论依据。

本文详细介绍了环氧树脂印制电路板表面沉积镀铜连续镀膜生产线的工作原理、结构组成、技术特点和主要创新设计要点。分析并指出影响环氧树脂印制电路板镀膜质量、生产效益的主要难点和解决途径。重点论述了提高镀膜沉积厚度和降低基板温度的科学依据,解决了印制电路板传统孔镀铜金属化工艺因产生大量难以处理的金属络合物而造成的环境污染和水污染等难题。自主研发的阳极离子源辅助系统和射频偏压技术及脉冲直流磁控溅射镀膜技术与辅助阳极技术综合应用,使镀膜沉积速率提高,在基板传动速度0.25m/min条件下,单面镀制膜层厚度不低于3μm,且镀膜过程中基板温度不高于80℃。

为了改善电弧离子镀薄膜表面存在的大颗粒污染问题,在真空室内附加一个与靶-基连线垂直的偏置电场,探究不同偏置电压对薄膜表面形貌、微观结构和力学性能的影响规律。结果表明,不同电压下TiN薄膜均呈晶态,沿（111）晶面择优生长,薄膜的微观结构受偏置电场的影响很小。随偏置电压增大,薄膜的结合力、显微硬度呈现先增后减趋势,在24V时均达最大值,电压进一步增大到32V时,结合力和显微硬度反而有少许下降。偏置电场可以有效改善薄膜表面形貌,当电压为32V时,薄膜表面质量最好,摩擦因数仅为0.115。

热压机技术作为电站灵活性改造的重要手段,其极限喷射能力的大小对电站改造方案的可行性评估意义重大。本文通过对热压机内部涉及的物理过程进行理论推导,建立了计算热压机可达最大喷射系数的理论模型。研究结果表明,当前计算模型可以很好地描述热压机的喷射能力,在最大喷射系数的计算方面具备较高的精度和适用性。与此同时,模型计算结果表明,热压机喷射能力随工作蒸汽和引射蒸汽压力的增加而增大,随压缩蒸汽压力的增加而减小;工作蒸汽过热度的增加对喷射能力的提升起积极作用,而引射蒸汽的过热度变化不会引起喷射能力出现显著改变。

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。

本文提出一种真空用O型橡胶密封圈设计计算方法。通过推导O型橡胶密封圈弹性变形压力的近似计算公式,结合已实际工程应用的O型密封圈设计参数,计算出O型橡胶密封圈受压弹性力及其在真空环境下承受的大气压力,并以多项式拟合的方法得到两者的对应关系。以待求解的O型橡胶密封圈承载的大气压力为输入条件,利用密封圈弹性变形弹性力近似公式反向求解得到O型橡胶密封圈的几何参数。为验证该计算方法的可靠性,采用Mooeny-Rivlin模型对算例结果进行仿真分析,结果表明通径7500mm的法兰O型橡胶密封圈在大气压力作用下最大应力为7.01MPa左右,不会发生永久损坏,证明O型橡胶密封圈设计计算方法可行。

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。

原子层沉积（atomic layer deposition,ALD）是基于自限制界面反应的薄膜生长技术。采用原子层技术可以制备结构致密、高保形、低缺陷密度、性能优异、均匀性好的薄膜。氧化铝是原子层沉积最常见的薄膜（ALD-Al₂O₃）,具有高透明度、高禁带宽度、高介电常数、高阻隔性以及良好的化学和热稳定性,因而作为钝化层、气体渗透阻隔层和栅极介电层等广泛应用于太阳能电池钝化、OLED封装、有机太阳能电池介质层、印刷电子和微电子封装等领域。本文综述了ALD-Al₂O₃原理、在线诊断和应用发展现状,主要包括氧化铝薄膜的生长机理、单体选择、沉积方法、原位诊断,同时对ALD-Al₂O₃应用以及未来的发展趋势进行预测。

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。

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。

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。

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。

本文详细介绍了弹载速调管微小漏孔检测的方法和原理。首先明确了加压检测方法流程,对一些关键参数（如氦气存储压力、存储时间,器件内真空度表征方法等）进行了理论计算与分析,得出了具有指导意义的结果;然后对加压检测设备的主要组成部分进行了详细介绍;最后利用研制好的设备进行了弹载速调管的高压存储实验,结果表明该方法可以高效剔除不合格器件,达到了预期要求,客户反馈良好。

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。

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料,具有优异的力学、电学和化学性能,是未来电子元器件的理想候选材料,应用前景广阔。碳纳米管应用于航天器时,应充分考虑空间带电粒子辐射环境对其性能的影响。本文针对碳纳米管的空间应用需求,基于地球同步轨道带电粒子辐射环境,开展了电子、质子对碳纳米管纸微观结构及导电性能的影响研究,电子能量为200.0keV、500.0keV、1.0MeV,质子能量为500.0keV、1.0MeV。研究表明,碳纳米管纸材料电性能的退化是由于材料表面结构发生了变化,且材料中的缺陷数量在辐照作用下增加,使得载流子在材料中的迁移路径受到影响,导致其导电性能下降。

采用磁控溅射技术在Zr/ZrVFe多孔吸气剂表面制备不同厚度的Ni膜,研究了Ni膜对吸气剂吸气性能的影响,利用SEM和EDS技术分析了吸气剂表面形貌及元素组成,通过定容法研究了吸气剂室温吸气性能。结果表明：吸气剂激活过程中,H₂O、CO₂和CO/N₂在350℃以下就已脱附;当激活温度达到350~450℃时,脱附气体只剩H₂和CH₄,CH₄为吸气剂脱附产生的H₂与四极质谱计灯丝发生反应所得;制备的Ni膜均匀覆盖在吸气剂表面,不会改变吸气剂的表面形貌;进行Ni膜表面改性后,吸气剂的吸气容量明显增大,且镀膜2h所得吸气剂的平衡压最小,吸附性能最好。

真空镀膜是一种在真空环境下制备高性能涂层材料和高质量表面的绿色制造技术。目前广泛应用的物理气相沉积技术制备的硬质涂层系列产品,能够助力制造业实现低碳制造和可持续发展。在真空镀膜实际应用过程中,摩擦学与表面界面是需要重点研究的科学性问题。高端真空镀膜设备的开发需要解决核心零部件、先进镀膜工艺及控制系统等技术难题,特别是要主动融入第四次工业革命的浪潮中,探索数字化变革之路。本文介绍了真空镀膜助力低碳制造和可持续发展的具体路径,除了工模具行业和汽车行业等成熟市场,真空镀膜对医疗行业、航空航天和半导体行业的创新发展亦可提供重要的支撑。

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。

针对真空电子束熔炼炉工艺安全与工程实际应用,需设计一套冷却装置,以满足30kW高换热量、功能模块分离和高安全保护的要求。本文通过对冷却装置的水冷模块进行理论计算,对控制模块和保护模块进行了故障模式分析和逻辑判断,提出了一种模块化设计的冷却装置。研究结果表明,该冷却装置运行稳定可靠,冷却效果好,安全性高,可保障电子束熔炼炉的稳定运行。

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。

微型化真空泵对于微机电系统和真空微电子器件的真空封装极具意义。本文从工作原理和工艺实现方面,分析了常见传统真空泵实现微型化的可行性,介绍了膜片泵、射流/扩散泵、努森泵和离子泵的微型化进展,并总结了当前存在的技术障碍。结果表明,目前热点研究的微型化真空泵已经可以构建从大气状态至高真空的真空系统。虽然真空泵微型化后,其性能和工作稳定性相对传统宏观真空泵有较大降低,但具有低功耗、可集成优势,对便携式系统和高真空微系统十分必要。

随着微机电系统技术与超大规模集成电路等技术的迅速发展,小微纳卫星因较低的成本、可完成一定复杂度的任务成为了当前各国商业航天发展的重要方向,小微纳卫星的在轨机动能力需求牵引了系列化微小型电推进系统的研制与在轨搭载验证。本文首先对小微纳卫星任务对电推进系统的需求进行了论证,随后简述了微小型电推进系统的特点,介绍了国内外微小型电推进系统研制与在轨验证情况,最后对国内微小型电推进系统的研制与在轨应用进行了展望。

本文以直径10m的超大型真空容器大门为研究对象,介绍了超大型立式容器大门的设计分析情况,采用可靠性设计与仿真优化相结合的方法,对大门在外压和起吊时的强度和变形分布进行了模拟分析,并根据分析结果对大门加强筋布置进行了优化设计。研究表明：在封头曲率变化较大处与加强筋之间设置补强板,可以有效减少大门局部应力超限的问题;封头加强筋减少至6根可以降低材料用量,此时最大应力为97.37MPa,最大变形为4.1mm,仍然可以满足材料使用要求;大门起吊时整体承受重力载荷,最大变形量为0.13mm,最大应力为18.6MPa,满足材料使用要求。

为满足环控生保系统真空热试验期间氢气、甲烷和CO₂等废气排放,以及CO₂气体注入的需求,研制了一种热试验设备。该设备采用加热带加热和多层隔热材料保温相结合的方案使管路温度保持在20℃以上,解决了极端低温下氢气和甲烷中水蒸气冷凝、CO₂气体结冰的管路堵塞问题;采用掺混高纯氮气的方案将甲烷气体的浓度降至3.6%以内,低于4.4%的爆炸阈值,解决了甲烷真空排放的安全问题。经真空热试验考核,所研制的热试验设备运行稳定,工作性能满足研制要求。

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。

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。

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。

本文以 CFD 仿真手段，将非真空累积检漏法检漏过程通过标定系统放样的氙气等效为大型收 集室某侧壁有个微小的氙气体源，考察该体源在强迫对流工况下的分布规律。研究结果表明：氙气在强迫 对流的工况下的分布规律完全取决于风机的流场；强迫对流会在 220s 内使氙气的空间浓度分布达到小 于 3%的要求。本文的结论可以为非真空累积检漏法的实施提供有效的理论支撑。

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。

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。