本文主要回顾总结近数十年来片上电子源的研究工作及最新进展,包括场发射片上电子源、内场发射片上电子源以及新型热发射微型片上电子源。本文从这些片上电子源的基本原理、加工制备以及工作性能(包括工作电压、工作真空、发射电流、发射电流密度和发射效率)等方面进行比较,分析各种片上电子源的优劣点,为片上电子源的发展现状做一个简单的总结。

如何在保证电容器真空浸渍质量的前提下,尽量缩短抽真空时间、降低成本,是各个电容器生产厂家非常关注的问题。长期以来,由于没有客观的测量数据对真空浸渍终点进行有效判断,往往使得抽真空阶段时间无故延长。本文介绍一种最新研制成果水分子质谱仪,可测量和计算出被抽气体水蒸气分子的个数。从分子量级,对电容器真空浸渍终点进行判断,从而实现对真浸过程的终了时间进行准确有效地判断。

针对新一代运载火箭大型超长贮箱氦质谱泄漏检测的需要,本文提出了立式检漏的工艺方法。针对立式检漏中可能存在的由于高度差及重力因素产生的气体分层问题,本文从理论分析和模拟试验验证两个方面分别开展了深入研究。通过理论和试验的对比表明,大型超长贮箱立式检漏时不会产生明显的氦气分层,由分层造成的漏率测量误差可忽略不计,立式泄漏检测技术具备工程应用的可行性。

基于膜厚渐变-波长渐变的原理设计了波长渐变滤光片,介绍了基于反应磁控溅射镀膜工艺制造波长渐变滤光片的制备工艺,设计了渐变膜厚的修正掩膜板。探讨了波长渐变滤光片的测试技术。

本研究主要利用射频耦合直流磁控溅射技术,在室温下用TiO₂陶瓷靶在玻璃基底上制备N掺杂到TiO₂薄膜。同时也利用光学轮廓仪、X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见光分光光度计研究了不同射频功率占比对薄膜的微观结构和光学性能的影响。实验结果表明:随着射频功率的增加,薄膜的沉积速率增加,薄膜的结晶性变优,晶粒尺寸变大,N掺入的比例增加,Ti的价态出现未完全氧化的Ti³⁺,薄膜的禁带宽度也相应地减小,N掺杂TiO₂薄膜的吸收边扩展到可见光区域。

在室温条件下,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上生长了AZO/Ag/AZO多层透明导电薄膜。主要研究了Ag层厚度对多层透明导电薄膜结构和性能的影响。研究表明,AZO和Ag分别延(002)面和(111)面高度择优生长,随着Ag层厚度的增加,多层透明导电薄膜的电阻率不断降低,透过率呈现先降低再增加最后再降低的变化趋势,其中Ag层厚度为8nm的样品获得最大品质因子33.1×10^-3 Ω^-1,综合性能最佳。

本文主要介绍了全玻璃真空集热管镀膜设备的发展历程,重点描述了集热管镀膜设备发展过程中的重大改进,以及镀膜设备提高生产效率和节能降耗的方法,对其他行业镀膜设备的发展和改进有一定的借鉴意义。

固体火箭发动机喷管型面设计直接关系到喷管效率和推力大小,是喷管设计中的重要研究课题。本文从喷管型面设计方法、型面参数优化和喷管流固热耦合分析等方面综述了国内外对固体火箭发动机喷管型面的研究进展。总结出了直接优化方法、特型喷管的设计方法、六次Bézier曲线、双三次样条曲线构造扩张段型线和B-Spline曲线和特征线方法等喷管型面的设计方法,并介绍了计算流体动力学(CFD)和随机优化方法在固体火箭发动机(SRM)设计优化中的运用。分析了固体火箭发动机喷管涉及到的流固热耦合问题,并结合文献介绍了经典CFD算法、CBS有限元算法和格子波尔兹曼在研究流固热耦合问题上的运用。

本文试验研究了一种针对空调两器检漏设备的氦气回收纯化装置,研究结果表明,该装置可以有效地将空调两器检漏设备内氦气纯度维持在80%以上,该工艺的氦气使用量约为6.7m³/天,远小于未使用该工艺时系统因纯度低而排放的氦气量(约128m³/天),考虑到企业实际使用该装置的经济性要求,提出了该装置后续工艺优化的方向。

压力模拟试验通过精准控制试件附近压力的变化,模拟出试验件在实际工作过程中的气流环境,考察试验件通气效能及结构可靠性。文章结合试验过程中测量特定位置压力值的需求,提出一种引压管路测压的标定方法。在标定试验中,使用测量规通过引压管路得到初始压力值,用标准真空规得到待测位置的标准压力值。利用MATLAB选择合适的拟合函数并将两组数值拟合出一组修正关系式,后续试验中将测量规的压力值通过关系式修正即可得出待测位置的准确压力值。经试验验证,该标定方法能够有效消除引压管路对压力测量值的影响,保证压力模拟试验的顺利进行。

提出了对绝热气瓶真空夹层逐次充入模拟气体进行绝热气瓶漏气和材料放气的真空寿命模拟试验评价方法。试验实例表明:低温绝热气瓶静态蒸发率在低温下夹层压力>5×10^-2Pa后迅速上升,即5×10^-2Pa可视为夹层真空寿命终结的拐点(或阈值)。5A分子筛在液氮温度下对氮具有巨大的吸附潜力,对氢表现出弱的吸附能力。真空绝热夹层的材料放气对真空寿命的影响远远大于漏气的影响,提高绝热气瓶真空寿命的技术途径是减小夹层材料的放气率和改善内置吸附剂对氢的吸附能力。模拟试验能直观、实际、准确地研究漏气和放气对真空寿命诸因素的影响,为确定切合实际的设计参数和工艺提供参考数据,进而推广用于各类真空绝热型低温容器的真空寿命评价和应用。

为进一步提高真空绝热板的适用场所,从异形真空绝热板的发展趋势进行分析,重点研究了高阻隔复合膜对异形真空绝热板的影响,通过对比市面上主流的几款高阻隔复合膜,分析在带有沟槽的异形真空绝热板上使用的可行性,并通过导热系数等对比实验进一步验证,得出最佳膜材选择方案,从而为带有沟槽的真空绝热板量产化提供参考依据。

陶瓷材料具有优异的热学性能和力学性能,在众多领域显示出重要的应用前景。其固有的高强度、高硬度等性能却给陶瓷零件的成型带来了很多困难。将增材制造技术引入到陶瓷成型中将能有效克服上述困难,并为陶瓷材料复杂成型工艺提供了全新的可能性。本论文从陶瓷增材制造原料状态角度,综述了几种常见陶瓷增材制造技术的研究现状与进展,系统比较了各项技术在陶瓷领域应用的优缺点,并对今后陶瓷增材制造技术的发展进行了展望。

金属材料激光增材制造过程中剧烈循环变化的温度场是影响成形质量的主要原因,通过构建温度经验预测公式提前预测熔池温度,进而指导工艺优化,可有效地提高成形质量,确保成形零件的尺寸高精度。本文通过构建激光增材制造熔池温度测量系统,进行温度场测试实验,并对实验结果进行数学模型的建立,采用Matlab软件对实验数据进行多元线性回归分析,建立了熔池温度经验公式,测试结果与经验公式预测结果对比显示,平均误差为8.18℃,平均精度误差达到0.12%,证明预测公式结果与实际测试结果具有较高的一致性。

农机触土部件的磨损严重缩短了其使用寿命,对农业生产成本产生了很大影响,制约了农业机械化的发展。熔覆技术以其优异的性能成为提高农机触土部件耐磨性的重要方法。本文简要分析了农机触土部件的磨损失效形式,熔覆技术的原理和特点及熔覆技术在农机触土部件上的应用现状,并提出相关展望。

为探究工艺参数对高铬铁基合金等离子熔覆涂层表面显微硬度的影响,以熔覆于Q235钢表面的单道高铬铁基合金硬质涂层为研究对象,开展二次回归正交旋转组合试验。利用Design-Expert 8.0.6分析软件对试验数据进行方差及响应面分析,建立了各因素与涂层表面显微硬度的数学模型,并探究了工作电流、送粉速度和扫描速度对涂层表面显微硬度的显著特性及影响规律,根据多元函数极值理论,确定最优参数组合并进行了试验验证。试验得到的最优参数组合为:工作电流105A,送粉速度14r/min,扫描速度80mm/min,此时涂层表面显微硬度可达到1075.03HV,约是基体材料的7.49倍。该结果可以为高铬铁基硬质涂层表面性能的改善研究提供理论依据。