本文首先通过脉冲射频辉光放电发射光谱定量表征了自然生长在Si（111）基片上约1nm的SiO₂膜,表明射频辉光放电发射光谱具有纳米级别的深度分辨率。随后用原子力显微镜和分光光度计对一款含有Ag层的柔性光学功能薄膜进行了表征,并利用脉冲射频辉光放电发射光谱,在不同的工作条件下对其进行了深度剖析。最后利用原子混合-粗糙度-信息深度模型对所测量的Ag深度谱进行了定量分析,获得了不同测量条件下Ag深度谱的深度分辨率,由此确定了最佳的脉冲射频辉光放电发射光谱工作条件,对获得柔性功能薄膜高分辨率深度谱具有指导意义。

负氢离子源已经成为核聚变装置中性束注入加热系统的首选离子源,优异的负氢离子表面转化材料是其中的关键。金刚石膜具有的负的电子亲合势使其具有优异的二次电子发射性能,进而使其成为可能的负氢离子源表面转化材料。在本论文中,介绍了负氢离子源的结构、工作过程和工作模式,在总结金刚石膜的二次电子发射理论和提高金刚石膜二次电子发射性能的方法的基础上,分析了类金刚石膜成为负氢离子表面转化材料的可行性：类金刚石膜以其同时具有的金刚石相和石墨相,兼具良好导电性和优异电子发射性能。在未来的负氢离子源中,类金刚石膜可能会成为用于负氢离子表面转化的优异可选材料。

PVD、CVD涂层行业发展了多年,出现了多种等离子体和高能束辅助技术,但常用的工业涂层却集中在少数几种材料上,如金属氮化物、碳膜等。本文从材料的成分宽容性、结构稳定性、导电性三个基本原则出发,解释了薄膜材料的选材问题,并以氮化钛、非晶硼化物、金属掺杂类金刚石涂层为例,说明薄膜材料的选择源自工艺特性和材料性能二者的平衡,且以工艺性为主导。材料成分需要进行精确调控,以达到最佳的工艺性与性能的匹配,而成分根源是化学近程序结构,通过引入本课题组所提出并发展的团簇加连接原子模型,构建出类似于分子式的局域结构单元和相应成分式,进而对薄膜材料进行成分设计。

本文归纳整理了美军标、ISO标准和国内标准这三个体系中与光学薄膜技术相关的标准。在美军标中,与光学薄膜技术相关的标准共7个,根据这些标准侧重的内容进行了分类;在ISO标准中,重点讲述了ISO 9211系列标准的主要内容和发展变化;在国内标准中,列举了光学薄膜技术现行标准,并进行了归类整理。对光学薄膜行业标准的未来发展变化提出展望：美军标仍将长期活跃在光学薄膜行业中;ISO标准中光学薄膜内容将不断完善,在行业内获得广泛应用;国内将涌现更多的光学薄膜技术标准并在技术要求上逐步与ISO标准接轨。

针对现阶段国内普遍采用的真空炉强制冷却系统的结构进行对比,并对国内外市场中先进的强制冷却系统进行调研和理论分析,得出气流换向强制冷却系统可以提高真空炉的冷却速率,提高生产效率,降低能耗;还可提高工件的温度均匀性,使被处理的工件冷却更均匀,提高了被处理工件的热处理质量^[1]。最后就真空炉强制冷却系统气流换向技术的结构设计和发展前景提出了建议。

分析了RH真空精炼设备蒸汽喷射泵系统正压检漏方法及该法应用在机械真空泵系统上的困难,提出了机械真空泵系统分段检漏法,给出了理论分析方法,并将理论分析结果和实际测试数据进行对比。测量真空系统实际漏率,计算出当量漏孔大小。探讨机械泵真空系统智能化检漏方案,该方案能快速判断漏气点区域,提高真空系统检漏效率及RH真空精炼装置智能化水平,对大型真空系统检漏工作具有一定的指导意义。

针对真空脱蜡烧结炉中的脱蜡过程和脱蜡要求,借用差压式载气脱蜡原理,对真空脱蜡烧结炉的脱蜡气流通道进行了设计,并分析了设计思路与适用范围。

NADCAP项目是对航空航天工业供应体系内特殊过程工艺生产的过程认证,是与国际知名航空企业进行合作的基础。本文基于北京航材院在NADCAP认证过程中顺利通过的实践经验,分享了对高温测量标准AMS2750E在认证中的要点解读,审核中易犯错误总结及原因分析,不符合项整改纠正措施实施流程等内容的个人见解和经验。

DFMA技术是并行工程关键技术的重要组成部分,贯穿产品开发全过程,具有明显的优势,越来越受到企业的重视。本文基于DFMA理论和技术,在复合分子泵产品的早期设计阶段,以缩短产品开发周期,减少产品成本和提升产品质量为目的,对产品的可制造性和可装配性进行分析,考虑产品工艺性、技术特性和经济性等多种因素,优化产品设计。最后采用综合评价方法,构建评价模型,对优化前后的方案进行评价对比,证明了优化方案的合理性和可行性。

生物载荷搭载嫦娥四号探测器在月球着陆开展生物生长试验,为了保证生物载荷在月面长期保持生物生长所需的大气环境,需要严格控制载荷罐体空气泄漏漏率。密封生物载荷内部介质为空气,无检漏接口且不允许预充检漏介质,不能使用常用的质谱检漏方法检漏。通过开展静态压升法总漏率测试技术研究,成功获得了密封生物载荷空气介质总漏率,解决了密封生物载荷总漏率测试技术问题,为月面生物生长试验顺利开展提供技术支持。

正压泄复压试验主要用于考察电子设备单机产品在高于一个大气压状态下对泄复压环境的适应性,文章结合正压泄复压试验的特点,研制了一套正压泄复压试验设备,解决了试验泄压阶段气体温度降低,试件及容器内表面结露、泄压以及复压过程中速率的精确控制等难题,通过调试试验证明,试验设备各项技术指标均满足试验技术要求,可以确保正压泄复压试验的顺利进行。

为研究霍尔推力器通道内放电过程和等离子体的分布情况,对霍尔推力器建立二维仿真模型。得到推力器通道中Xe⁺和Xe⁺⁺数密度分布、速度分布、电流密度分布、电势分布和电子温度分布等,通过不同时刻Xe⁺和Xe⁺⁺离子数密度的变化,观察到推力器内放电达到稳定运行的过程。由结果可知此推力器工作电压350V,电流4.2A,工质气体流量42SCCM时的比冲约为1300S。与文献中报道的实验结果和数值模拟结果对比,具有很好的一致性。一方面验证了该模型用于霍尔推力器数值仿真的有效性,另一方面得到了稳态霍尔推力器内较详细的放电等离子体参数分布。

本文建立基于多孔介质的多物理场二维轴对称模型,对微波真空干燥过程进行数值模拟计算。通过数值模拟研究可知,随着微波真空干燥过程中环境压力的降低,干燥样品能在较低的温度下迅速干燥,有效提高样品干燥效率。但是,样品内部的温度及水分均匀性会随着环境压力的降低而变差。适当牺牲干燥量,降低总的微波能量输出或降低微波功率输出,可有效提高干燥样品的温度和水分的均匀性。

线缆进出装置利用穿墙式的液氮温区接插件连接电缆。通过设计、仿真、试验验证和多种方案比较,确定能满足线缆进出装置要求。制定经济实用、安全可靠、布局合理、操作方便、便于维护、能长期稳定运行的解决方案,保证测控电缆在低温环境下的各项性能符合使用要求。

离子束具有加工精度高、可控性好、加工面洁净无污染等优点,利用其加工超光滑光学元件可避免传统机械加工方法所带来的亚表面损伤。本文将射频等离子体应用于石英玻璃的加工,对射频等离子体抛光效应进行了研究。分析通过改变离子束的能量、束流和入射角等工艺参数,对抛光效果的影响。试验结果表明,表面粗糙度RMS随着离子束能量的增大先降低后升高,离子束抛光能量为600eV时,粗糙度到达最小,为1.73RMS/nm,离子束束流为200mA 时,粗糙度到达最小为1.26RMS/nm。表面粗糙度随抛光时间增加先降低后升高。

使用激光金属熔化沉积成形方法制备金属零件时,如果能够提出一种方法来明确宏观工艺参数与成形件内部组织的关系,控制成形件内部组织演变,会提升成形件的力学性能。针对此类问题,本文通过数值模拟与工艺试验相结合的方法,使用双时间步长方法建立多尺度耦合多物理场模型,研究宏观工艺参数对微观组织演变的影响因素。并使用相同的工艺参数对数值模拟模型进行比对验证,得到了相对准确的结果,对激光金属熔化沉积成形过程的控形控性具有指导意义。

采用激光熔覆技术在40CrNi2Si2MoV钢基体表面分别制备镍包石墨和石墨烯复合涂层,测试分析了涂层的物相、微观组织、显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明：激光熔覆涂层主要由γ-Ni、Ni₃B、M₂₃C₆和M₇C₃相组成,均为树枝晶和共晶组织;从熔覆层表面到基体的显微硬度呈现出四个台阶,硬度最高值出现在亚表层;两种涂层均具有较好的减摩性能和耐磨性能。

针对航空钛合金结构件使用环境受力复杂的特点,本论文以最广泛应用的厚度为1.0mm与2.0mmTC4薄壁钛合金结构的激光焊接技术为研究对象,从焊接工艺角度出发,优化了焊接工艺参数,测试了接头的剪切性能、抗拉性能以及弯曲性能,为了进一步分析所测得的力学性能结果,分别采用X光与SEM对接头的内部质量与组织进行观察。结果显示：采用优化后的工艺参数可以获得性能良好且各项指标均满足航空标准I级焊缝要求的激光焊接接头,这主要是由于激光焊接熔池温度梯度大、冷却速度快,接头组织主要为网篮状分布微小的针状马氏体,提高了接头的塑性与高温持久强度。