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    ISSN 1002-0322
    CN 21-1174/TB
    1964年创刊(双月刊)
本期目录
2020年 第57卷 第5期 刊出日期:2020-09-25
  • 薄膜
    “热处理技术”和 “真空镀膜技术”在走向融合
    王福贞
    真空. 2020, (5):  1-6.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.01
    摘要 ( 159 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    “热处理技术”和“真空镀膜技术”都是赋予零部件优异性能的技术,在国民经济的很多方面发挥了重要作用。最近几年,随着高新技术产品和高端制造业发展的需要,这两种技术在趋向融合。本文简介几种技术相互融合、相互助力的实例,说明社会发展需要热处理专业的科技工作者学习真空镀膜技术方面的知识。“真空镀膜技术”应该设为“热处理专业”、“材料专业”的技术基础课。
    电弧离子镀制备NiCrAlY涂层及其抗高温氧化性能*
    谭飞, 林松盛, 石倩, 代明江, 杜伟, 汪云程, 吕亮
    真空. 2020, (5):  7-10.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.02
    摘要 ( 105 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高高温合金材料抗高温氧化性能,利用真空阴极电弧离子镀在DZ22B高温合金上沉积NiCrAlY涂层,研究涂层的抗高温氧化性能。采用扫描电镜观察膜层表面和截面形貌,化学容量法测试膜层成分,X射线衍射仪分析涂层的物相组成,万能试验机检测涂层结合力。结果表明:所制备的NiCrAlY涂层厚度约50μm,涂层致密且与基体结合良好;涂层成份除Al元素有所损失外基本与靶材一致。NiCrAlY涂层主要相为γ′-Ni3Al/γ-Ni,同时含有少量的β-NiAl相。在1050℃高温下,NiCrAlY涂层表面形成致密的氧化铝层有助于减缓氧化速度,对基材起到良好的保护作用;涂层失效的主要方式是随着氧化的进展,氧化层产生裂纹并剥落,新的表面被氧化,剥落和被氧化往复进行,直至涂层失效。
    射频反应磁控溅射制备MoS2薄膜结构及光学性能*
    韦贤露, 巩晨阳, 肖剑荣
    真空. 2020, (5):  11-13.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.03
    摘要 ( 115 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    多通带荧光滤光片的膜系设计
    任少鹏, 高鹏, 赵帅锋, 王瑞生, 王忠连, 班超
    真空. 2020, (5):  14-18.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.04
    摘要 ( 115 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多色荧光检测的应用需求,本文提出一种多通带滤光片膜系的设计方法,该方法以传统的Fabry-Perot模型为基础,采用带通膜系嵌套的方式构成基础膜系,计算调整其峰位因子和带宽匹配系数,可以实现对基础膜系通带位置、通带带宽的连续调节,通过Essential Macleod软件优化计算,在保证背景深截止的同时能够得到矩形化良好的波形。
    直流磁控溅射制备锐钛矿TiO2薄膜生长速率的研究及其在多层膜制备中的应用*
    王朝勇, 李伟, 王凯宏, 李宗泽, 刘志清, 余晨生, 王新练,王小妮,吴昊,马培芳
    真空. 2020, (5):  19-23.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.05
    摘要 ( 99 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用直流磁控溅射技术(DCMS)制备锐钛矿TiO2薄膜,研究了工艺参数中的衬底温度、压强和溅射功率对TiO2薄膜的沉积速率的影响,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和椭圆偏振光测试仪表征了样品的表面形貌、结构和膜厚,实验结果表明:利用DMS制备薄膜为单一的的锐钛矿结构,表面组成颗粒均匀。随着沉积温度的增加,薄膜的沉积速率从100℃的2.16nm/min增加至400℃的4.03nm/min;压强增加,薄膜的沉积速率降低,0.75Pa、1.5Pa和3.0Pa条件下的沉积速率分别为4.48nm/min、 3.18nm/min和2.42nm/min;溅射功率增加,沉积速率提高,100W、295W和443W对应的沉积速率分别为2.95nm/min、3.18nm/min和7.50nm/min。最后用TFC膜系设计软件在玻璃基底上设计了双层TiO2薄膜,利用设计结果制备了薄膜,实验值和理论设计结果非常吻合。
    衬底温度对脉冲激光沉积法制备的CuO薄膜性能的影响
    向玉春
    真空. 2020, (5):  24-27.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.06
    摘要 ( 88 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过脉冲激光沉积的方法在玻璃衬底上制备CuO薄膜,并研究了衬底温度对薄膜结构,光学以及电学性能的影响。结果表明:在不同衬底温度下得到的薄膜均为CuO,并且在红外区域,薄膜的透过率均高于65%。温度升高到300℃,具有较高的结晶质量和红外光透过率,薄膜的电学性能也随之变好,出现最低电阻(2.33×102Ωcm),较高的载流子浓度5.28×10161/cm3。最重要的是在500℃时氧化铜实现了由p型向n型的转变。
    轧辊表面CrAlNx涂层的摩擦磨损性能研究*
    郝维进, 陈荣发, 曹培, 龚孜宇, 李靖, 耿浩然, 王自力
    真空. 2020, (5):  28-31.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.07
    摘要 ( 103 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    齿科植入器械微动损伤及界面强化的研究进展*
    孙飞, 王磊, 何云鹏, 巴德纯, 宋桂秋, 蔺增
    真空. 2020, (5):  32-37.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.08
    摘要 ( 94 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    种植体与骨界面发生微动疲劳、连接部件界面发生微动磨损等破坏现象是齿科植入器械的主要失效形式之一,因此减小微动、提高齿科植入器械的长期寿命成为这类器械发展的关键。本文重点阐述了种植体与骨组织界面微动疲劳损伤导致骨结合不牢固、种植体内部连接界面微动磨损导致连接松动、失效等问题的研究进展。表面改性技术在提高植入器械骨结合率、耐磨损、抗疲劳等方面发挥着关键性的作用,传统的涂层技术由于增加了界面、存在长期脱落的风险而逐渐退出了历史舞台。对目前相关领域的综述研究表明,齿科植入器械各部件的原位改性技术具有从表面到基底成分梯度渐变、长期结合力好等优点,是有效解决植入器械微动损伤的关键技术,逐渐成为了新的发展趋势。
    真空冶金
    深空探测样品钎焊密封技术研究现状*
    王琎, 王春勇, 付朝晖
    真空. 2020, (5):  38-44.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.09
    摘要 ( 88 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在探月工程的基础上继续开展深空探测是未来的发展趋势,后续的深空探测活动必然会有地外天体的采样与返回,其中样品密封技术为保证深空探测样品的原样返回提供了技术保障。本文针对我国深空探测样品钎焊密封的使用需求,调研了国外深空探测采样返回任务中钎焊密封技术的发展现状,主要介绍了双层钎焊密封容器和单层钎焊密封容器两种具体的密封容器形式,同时简要介绍了目前国内钎焊密封的技术现状。最后结合我国小行星、火星等任务的应用需要,提出了适合我国深空探测样品钎焊密封的工作建议。
    钕铁硼永磁材料腐蚀机理及防护研究进展*
    邓文宇, 王朋阳, 齐丽君, 段永利, 孙宝玉, 万亿, 张昕洁, 谢元华,杜广煜,刘坤
    真空. 2020, (5):  45-51.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.10
    摘要 ( 157 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    RH上升管喷粉精炼过程粉剂混匀时间物理模拟研究*
    张家伟, 刘海啸, 高守祺, 韩东, 张瑞东
    真空. 2020, (5):  52-56.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.11
    摘要 ( 67 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    RH精炼过程对钢水质量起着至关重要的作用,RH的混匀特性好坏直接影响着钢水的质量好坏、RH设备能否顺利运行以及二次精炼的效率高低。本文采用1:4的实验比例建立了水力模型,利用控制变量法,在RH水力模型上升管位置喷KCl(氯化钾)粉剂代替实际生产中的脱硫剂,研究吹气量、浸入管浸入深度以及真空度对粉剂混匀时间的影响。粉剂与钢液在RH精炼炉中混匀时间越短则精炼效果越好。本文实验结果表明,在一定范围内吹气量越大、浸入深度越大、真空度越大混匀时间越短。
    测量与控制
    电离真空规所在位置对测量结果的影响
    崔寓淏, 窦仁超, 师立侠, 刘兴悦
    真空. 2020, (5):  57-60.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.12
    摘要 ( 101 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用蒙特卡洛方法对电离真空规所在不同位置所测得的系统真空度进行数值模拟。建立了真空容器、规管安装位置以及真空泵入口的几何模型,考虑了系统材料放气,计算了电离真空规安装在系统不同位置所测得的真空度,计算了电离真空规探头与连接法兰管道口之间距离对测量结果的影响。研究结果表明:相比于电离规安装位置,电离规探头与法兰管道口之间距离H对电离真空规的测量结果影响更为明显。本文为电离真空规法兰短管长度设计以及真空系统实际真空度的预判提供理论依据。
    石英板夹层中窄电极结构与材料对直流放电的影响*
    张天一, 杨志浩, 刘云辉, 马玉田, 王波
    真空. 2020, (5):  61-65.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.13
    摘要 ( 70 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研究了一种石英板夹层窄电极放电装置的低气压直流放电过程,重点探讨了电极结构与电极材料对等离子体参数的影响,其中电极要求宽高为4mm,间距大于40mm。实验采用朗缪尔双探针法诊断,通过改变气压、放电功率等条件分析了电极结构对自制的直流等离子体放电装置的电子密度分布及电子温度的影响。结果表明:通过增加电极表面积,采取特殊的电极结构都可以有效地提高等离子体密度。实验中还发现,随着气压降低,正柱区逐渐缩小、等离子体密度沿电场方向变化趋于平缓,阳极的直流等离子体密度逐渐升高,这时等离子体空间分布均匀度提高,且在16Pa时取得最大值。
    高温对TVS-2M燃料棒氦检漏结果的影响
    黄帆, 叶畹义, 齐世金, 曹晖, 郭春海, 陈耀, 于文昕
    真空. 2020, (5):  66-69.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.14
    摘要 ( 112 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    分析(160~320)℃高温对TVS-2M燃料棒氦检漏结果的影响。利用检漏仪分析不同温度下,氦检漏结果的变化,分析高温是否影响检漏结果和影响因素。通过实验,找到放气速率最快的温度范围和放气时间。得出以下结论:TVS-2M燃料棒放气是导致高温下氦检漏结果增大的根本原因;TVS-2M燃料棒在(200~220)℃放气速率最快;延长TVS-2M燃料棒在(200~220)℃温度停留的时间,可消除放气速率引起的氦检漏结果增大的影响;保温温度在(200~220)℃,保温时间在(1~1.5)h时,TVS-2M燃料棒氦检漏结果真实准确。
    浅谈直流真空电弧炉电源主电路方案及运行效率问题
    张仰维, 李宏
    真空. 2020, (5):  70-74.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.15
    摘要 ( 121 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文以直流真空电弧炉对配套直流电源的要求为依据,剖析了常用的直流真空电弧炉电源主电路方案的原理和各自的优缺点,得出了现阶段直流真空电弧炉用电源主电路方案,仍然以电网高压经整流变压器一次降压,整流变压器二次晶闸管相控整流的运行效率为最优。
    中性束注入器低温真空空间气体温度分布模拟研究*
    胡纯栋, 郎嘉琪, 谢远来, 王铭翔, 张照元, NBI团队
    真空. 2020, (5):  75-78.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.16
    摘要 ( 115 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    真空获得与设备
    基于热力学理论液环压缩系统设计方法及工程应用
    徐法俭, 黄志婷, 刘宝新
    真空. 2020, (5):  79-84.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2020.05.17
    摘要 ( 143 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    文章分析了液环真空泵和液环压缩机工作原理和过程,第一次提出真空泵和压缩机不同的设计理念。分析了液环泵几何设计方法,提出以能量传输和转化为设计基础,采用能量转化计算方法设计液环压缩机,以工艺需用的气体变化为准则,转化成为压缩机差压、压缩比等设计输入,建立能量转化基础的数学模型。通过液环动能向压力势能转化确定压缩机必需的动能相适应的结构,提供压缩机结构的基础参数。通过理论计算,给出了压缩机可实现最高压力趋势线。这种设计方法应用,液环压缩机可以实现不同的排口压力,并且可以实现真空-压力的综合、复合利用。结合工程实践提出了压缩机个性化,实现安全、节能的建议。文章建议采用系统方法考核液环压缩的指标,促进工程实用、压缩机技术发展。
    真空技术应用系列讲座