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    ISSN 1002-0322
    CN 21-1174/TB
    1964年创刊(双月刊)
本期目录
2021年 第58卷 第2期 刊出日期:2021-03-25
  • 薄膜
    一种垂直递变流速氢化物气相外延(HVPE)反应腔流场分析及大尺寸材料生长*
    李成明, 苏宁, 李琳, 姚威振, 杨少延
    真空. 2021, (2):  1-5.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.01
    摘要 ( 99 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料,是我国重要战略发展方向之一,而氢化物气相外延(HVPE)作为一种重要材料生长技术,是有效制备单晶材料的工艺手段,本文提出了一种分层次递变流速下HVPE流场与温度场,在垂直腔结构条件下,模拟从腔体中间区域到边缘区域不同流速层次条件下,腔内材料生长区域反应前驱物分布,得出结论:在边缘喷射区域流速为中心区域流速三倍时,反应前驱物可以有效分布在衬底托盘表面。最后,在蓝宝石衬底GaN籽晶表面进行HVPE材料生长,获得平均厚度为20.1μm,均匀性起伏6.9%的GaN单晶,证明理论优化设计下生长出良好的单晶薄膜材料。
    基于PCVD光纤预制棒微波系统的仿真与应用
    丁旭, 罗文勇, 黄文俊, 伍淑坚, 余志强
    真空. 2021, (2):  6-9.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.02
    摘要 ( 74 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着5G、云计算、数据中心等概念的提出,对光纤技术不仅提出了量的需求,也要求光纤技术发展需满足新应用的需求。光纤装备技术是光纤技术的基石,其中采用等离子体装备技术可以实现多种大容量新型光纤技术的开发,具有广泛的应用前景和重大的研究价值。本文通过相关仿真,设计出了一种基于等离子化学气相沉积(PCVD)光纤预制棒微波系统的装置,并通过该装置成功制造了光纤预制棒,验证了设计的微波系统装置具有很好的可行性,具有一定的经济价值与发展前景。
    调制比对电弧离子镀Cr/TiN纳米多层膜力学性能的影响*
    吴彦超, 刘豫瑶, 刘洋, 高晟元, 黄美东
    真空. 2021, (2):  10-14.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.03
    摘要 ( 75 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用电弧离子镀技术,通过改变调制比沉积Cr/TiN纳米多层膜。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪研究了调制比对Cr/TiN纳米多层膜表面形貌、微观结构以及力学性能的影响。结果表明,纳米多层膜表面致密、平滑均匀,膜层与基底结合良好,膜层综合力学性能优异,出现明显的纳米效应和界面效应。当调制比为2∶3时,纳米多层膜的硬度达最大值33.22GPa。
    蒸发速率对ZnS薄膜性能的影响*
    李坤, 熊玉卿, 王虎, 张凯锋, 王兰喜, 周晖
    真空. 2021, (2):  15-19.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.04
    摘要 ( 91 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究蒸发速率对ZnS薄膜的折射率、表面形貌和应力等性能的影响,本文采用电子束蒸发技术进行了ZnS薄膜的制备。首先在K9玻璃基片上镀制薄膜,采用分光光度计进行透射率曲线的测试,利用光谱反演法得出薄膜的折射率,采用原子力显微镜表征了样品的表面形貌。最后在聚酰亚胺基底上镀制薄膜,利用Stoney公式计算出薄膜的应力。结果表明,随着蒸发速率的增加,薄膜折射率先增大后减小,在2000nm波长处薄膜的折射率最大值为2.21,最小值为2.07。蒸发速率越大,薄膜样品表面结构越疏松。不同蒸发速率下制备的薄膜均呈现压应力,增大蒸发速率可以显著降低薄膜应力。ZnS薄膜的性能受蒸发速率影响显著,蒸发速率为1.5nm/s时折射率可达到最大值,蒸发速率为2.5nm/s时薄膜应力最小。
    四米槽式太阳能真空集热管镀膜设备的发展概述
    陈志涛
    真空. 2021, (2):  20-26.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.05
    摘要 ( 61 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文主要介绍了制备四米槽式太阳能真空集热管的间歇式单体镀膜机和自动连续镀膜线,对两种类型设备的优缺点和存在的问题进行了对比分析,可以为其他行业镀膜设备的设计改进提供借鉴。
    一种基于遗传算法的光学薄膜优化设计方法*
    高鹏, 班超, 任少鹏, 金秀, 王忠连, 杨文华
    真空. 2021, (2):  27-30.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.06
    摘要 ( 68 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文依据遗传算法的基本思想,立足光学薄膜领域,介绍了采用遗传算法进行光学薄膜设计优化的一种实现方法——包括“建立种群”“建立适应度函数”“选择”“交叉”“变异”和“精英保护”等方面的详细操作步骤。基于该方法,给出了一个在400nm~900nm光谱区间内实现4个通带的优化设计实例,其结果表明该方法在膜系设计中能够起到较好的优化效果。文章在最后指出,该方法仅仅实现了简单的遗传算法,在运行效率和优化能力等方面还有较大的提升空间。
    真空冶金与热工
    一种大型真空精密铸造炉结构布局的研究
    宋静思, 王婷, 李秀章, 陈久强, 张哲魁
    真空. 2021, (2):  31-36.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.07
    摘要 ( 71 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文首先分析了真空精密铸造炉在国内外的主流形式,并分析这些形式面对大型精密铸造时的不足。然后针对这些不足提出一种用于大型真空精密铸造炉结构布局及其衍生炉型。最后探讨了这种新的结构布局的发展机遇与前景。
    钢包真空脱气处理工艺及设备
    杨乃恒
    真空. 2021, (2):  37-41.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.08
    摘要 ( 62 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着炼钢技术的飞速发展,真空脱气处理技术成为减少钢中气体和非金属杂质的有效措施,其关键在于如何获得真空。本文以某厂利用蒸汽喷射泵的钢水炉外真空处理为例,介绍了真空系统的设备组成,阐述了真空泵的抽气理论,利用边试验边改进的方法来优化蒸汽喷射泵的抽气性能。最后,给出了钢水的真空脱气处理工艺及其效果。
    真空钎焊系统内材料出气对压升率的影响研究
    石扬, 解永强, 武春晖, 暴翔, 王成君, 王永卿, 赵兴亮
    真空. 2021, (2):  42-47.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.09
    摘要 ( 64 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着微电子封装向小型化、高密度化、高可靠性的方向发展,各行业对钎焊技术提出了高钎透率、高钎焊接头质量、材料具备高净化度等需求。高真空钎焊技术也随之日益普及、加速发展。该技术通过保障真空室的洁净度及焊接真空度,进而保障元器件的焊接质量及寿命。高真空钎焊技术要求真空钎焊炉具备高真空度、低压升率。高温下材料出气是高真空状态下炉体内的主要气源,直接影响着保真空时间。针对已组装完成的真空钎焊炉,本文进行了炉体材料表面放气、炉体压升率的理论研究计算;实际测试了真空钎焊炉所能达到的真空度及压升率;详细分析了高温下炉体材料表面出气特性;分析了不同温度对材料放气的影响;建立了一种材料放气-压升率模型,以期更好地指导真空钎焊炉设计。
    测量与控制
    机械真空泵远程故障诊断系统研究与应用*
    刘蒙, 吴建龙, 赵腾, 朱浪涛, 曹海玲, 张明, 马正峰, 张咪, 付登峰
    真空. 2021, (2):  48-51.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.10
    摘要 ( 76 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    真空精炼炉是一种用于生产高品质钢水的二次冶炼装置,其核心是机械真空泵系统。该系统能否长期稳定运行将直接影响到钢水冶炼效果和吨钢成本,因此对该系统进行在线监测和快速故障诊断尤为重要。本文以RH真空精炼炉为例,将各级机械真空泵与多种监控设备耦合,并引入远程物联网技术,创建了远程故障诊断系统,并得到国内某钢厂实践验证。
    真空获得与设备
    热压机喷射性能计算及探究
    徐慧强, 宗诚, 王焱庆, 许恒, 陈玉翔
    真空. 2021, (2):  52-57.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.11
    摘要 ( 79 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    真空应用
    真空微波器件用无氧铜零件的真空存贮*
    刘燕文, 赵丽, 陆玉新, 田宏, 石文奇, 赵恒邦
    真空. 2021, (2):  58-61.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.12
    摘要 ( 101 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    零件存储是真空微波器件制造的基础条件,慢波组件一般存放于真空柜中,存放一段时间后,慢波组件中的螺旋线镀铜表面出现了发黑现象,分析表明螺旋线表面镀铜部位发生了硫化。结合进一步的实验研究和理论分析,真空柜中放置的橡胶制品导致了无氧铜材料表面发黑。在真空状态下,硫是比较容易从橡胶套中升华进入真空柜中的,从而会在真空柜中弥漫大量硫蒸气,这些硫蒸气极易与铜发生化学反应形成Cu2S,因此含硫的橡胶套不宜放入真空柜,并且在真空电子器件中也要防止使用含硫的橡胶制品接触无氧铜零件。
    高频冰冻弹丸制备系统的研制及其工程调试*
    胡毅, 徐红兵, 朱根良, 钟云珂, 刘德权
    真空. 2021, (2):  62-65.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.13
    摘要 ( 86 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    与俄罗斯培林实验室联合研制的60Hz高频冰冻弹丸制备系统已研制完成:能制备直径Φ 1.0mm、长度L1.0mm~1.3mm可调节的圆柱形冰冻弹丸;最高注入频率60Hz;注入速度100m/s~300m/s。工程调试结果表明,弹丸制备系统能稳定可靠地运行,能较好地制备冰冻弹丸,为在HL-2A/2M装置上开展弹丸注入相关物理研究提供基础。
    微电推进系统研制及应用现状*
    田立成, 王尚民, 高俊, 孟伟, 田恺, 吴辰宸
    真空. 2021, (2):  66-75.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.14
    摘要 ( 96 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    200kg以下的微小卫星的轨道维持、姿态控制、阻尼补偿、编队飞行等任务对微电推进技术及产品提出了明确的应用需求,不同类型的微电推进在不同功率范围内有着各自的优势。本文对中国微小卫星12U立方星LPPT-5脉冲等离子体电推进系统、150kg小卫星LPPT-25脉冲等离子体电推进系统、6U立方星LVAT-1真空弧电推进系统、引力波探测卫星LCT-10胶体电推进系统、低轨小卫星星座LHT-40霍尔电推进系统方案及研制进展进行了论述,最后对正在研制的LRIT-40射频离子电推进系统与LECR-50微波离子电推进系统研制情况及后续应用进行了展望。
    3D打印技术
    丝束同轴冷阴极电子枪的研制*
    许海鹰, 王壮, 桑兴华, 杨波, 彭勇
    真空. 2021, (2):  76-81.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.15
    摘要 ( 68 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    与传统基于热阴极电子枪的熔丝增材制造技术相比,基于丝束同轴冷阴极电子枪的熔丝增材制造技术具有明显优势。为了缩短与世界先进电子束熔丝增材制造技术的差距,通过分析丝束同轴冷阴极电子束产生机理,采用模拟仿真技术优化影响束流品质的阴极、阳极参数,根据仿真结果研制了一套具有完全自主知识产权的丝束同轴冷阴极电子枪。所研制的丝束同轴冷阴极电子枪输出束流呈现“X”形状,熔滴过渡模式可以调控,熔丝成形效率达到5.02kg/h。
    线性摩擦焊接摩擦振动伺服系统稳定性分析
    刘雷
    真空. 2021, (2):  82-85.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2021.02.16
    摘要 ( 77 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    线性摩擦焊接技术凭借其高效、优质的特点近年来极为受重视。简要地介绍了线性摩擦焊的工作原理及其系统组成,针对焊机的实际使用要求设计了一套液压振动伺服系统。首先根据振动伺服系统的技术参数计算了所需的油源流量、最大加速度、速度等参数;根据计算结果对液压系统中关键动力元件以及振动伺服阀进行了设计和选型;并对摩擦振动系统进行数学建模,对主要参数进行了计算;对数学模型进行了仿真,绘制了系统的伯德图。结合仿真结果以及伯德图验证了本方案可行,可以应用,并对以后的设备研制提供了参考。
    真空技术应用系列讲座