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    ISSN 1002-0322
    CN 21-1174/TB
    1964年创刊(双月刊)
本期目录
2024年 第61卷 第1期 刊出日期:2024-01-25
  • 薄膜
    脉冲阴极弧等离子体及有关特性研究
    武洪臣, 杨丽媛
    真空. 2024, (1):  1-9.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.01
    摘要 ( 85 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    阴极弧(Cathodic Arcs)是目前多种薄膜及涂层制备工艺的重要物质来源。从阴极表面起弧形成阴极斑点、产生等离子体(相变)、等离子体在真空室中的扩展(输运),到最终在施加偏压的基体上沉积、凝聚形成涂层或薄膜,这一系列环节包含着复杂的物理过程。对这些过程及相关机制的深入分析与认识,无疑会对涂层制备工艺起到重要的理论指导作用。本文简要回顾了人类对阴极弧有关的放电现象的认识过程以及相关涂层的发展历史。对阴极放电机制以及与涂层工艺密切相关的等离子体行为,诸如脉冲阴极弧等离子体速度、鞘层、斜入射与附着系数等问题进行了探讨与实验结果的汇总。旨在为读者对阴极弧及其涂层工艺提供感性认识,为指导科研生产实践服务。
    掺杂氧化铪基薄膜铁电性能的研究进展*
    乌李瑛, 刘丹, 付学成, 程秀兰
    真空. 2024, (1):  10-20.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.02
    摘要 ( 217 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    亚纳米孔石墨烯复合薄膜新型标准漏孔制备及其渗氦性能研究*
    刘招贤, 孟冬辉, 任国华, 张骁, 韩琰, 刘楚彦, 孙立臣, 闫荣鑫
    真空. 2024, (1):  21-26.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.03
    摘要 ( 34 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    标准漏孔是氦质谱检漏仪的校准装置,为了提高氦质谱仪检漏灵敏度,必须降低标准漏孔漏率下限。针对目前传统材料加工制作的标准漏孔难以通过改进加工工艺降低漏率下限的情况,利用CVD法制作了一种亚纳米孔石墨烯复合薄膜新型标准漏孔,研究了其渗氦性能和制备工艺稳定性。结果表明:单层石墨烯/PMMA复合薄膜单位面积漏率为4.17×10-12~1.09×10-11 Pa·m3/(cm2·s·Pa),通过调节新型材料渗透面积,可制作漏率下限达10-12 Pa·m3/s量级的标准漏孔。
    不同温度下氮化铬薄膜的疏水性能研究*
    赵祯赟, 陈定君, 郭圆萌, 杨皓, 东帅, 孙铁生, 黄美东
    真空. 2024, (1):  27-33.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.04
    摘要 ( 48 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用电弧离子镀膜技术,以硅片、不锈钢、玻璃片为基底,在脉冲偏压分别为50 V、100 V、150 V的条件下制备了三组氮化铬薄膜样品,对其物相、表面形貌、力学性能及不同温度下的疏水性能进行了分析研究。结果表明:所制备薄膜样品组分单一,表面存在些许“大颗粒”,当脉冲偏压为100 V时“大颗粒”数量最多;氮化铬薄膜力学性能优良,150 V脉冲偏压下沉积的薄膜具有较高的硬度和杨氏模量,50 V脉冲偏压样品具有较高的膜基结合力;常温(20 ℃)下薄膜疏水性均较好,基底材料对疏水性能影响不大;各组薄膜疏水性能随环境温度的增加而降低,当环境温度上升至80 ℃时脉冲偏压为50 V的薄膜丧失疏水性能, 脉冲偏压为100 V的薄膜样品疏水性能整体较优。
    PECVD法制备石墨烯过程中不同生长阶段H2的作用分析*
    黄光宏, 李迪, 李娜, 甄真, 王鑫, 许振华
    真空. 2024, (1):  34-40.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.05
    摘要 ( 46 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    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。
    脉冲激光沉积ZnSe:Cox纳米晶薄膜的微结构及光学性质研究*
    李树锋, 王丽, 高东文
    真空. 2024, (1):  41-46.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.06
    摘要 ( 38 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用脉冲激光沉积技术在基片温度为800 ℃条件下制备了不同Co含量的ZnSe:Cox(x=0.1, 0.3, 0.5)微晶薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜、X射线光电子能谱、红外透射光谱及光致发光光谱分析了薄膜的微结构及光学特性。结果表明:所制备的纳米晶薄膜结晶质量优秀,具有(111)择优取向,薄膜结晶质量、光谱透射率和光学带隙均随Co含量的增加而减小;薄膜在波长约700 ~850 nm处存在一吸收带,这源于Co2+在周围Se2-构成的四面体晶场中4A2(4F)→4T1(4P)能级之间的跃迁;当Co掺入量x=0.5时,薄膜达到过掺杂状态,α-Co杂质相出现,薄膜红外光致发光谱大幅降低。
    真空获得与设备
    一种腰部为椭圆线的罗茨真空泵转子型线设计与分析*
    李正清, 韩仙虎, 蔡宇宏, 杨建斌, 李小金, 刘筱文, 王毅
    真空. 2024, (1):  47-51.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.07
    摘要 ( 63 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    转子作为罗茨泵的关键零部件之一,对产品的整机性能具有重要影响,而转子设计的核心是转子型线的设计。本文以腰部椭圆线为基础开展转子型线设计,转子位于节圆内的型线由椭圆线构成,位于节圆外的型线由椭圆线的共轭曲线组成。设计中首先确定位于腰部的椭圆线及其啮合角,然后应用两个转子间的啮合关系,分析求解型线位于节圆外的共轭曲线,从而获得整个转子型线。最后,设计了抽速为70 L/s的罗茨泵转子,并分析了转子容积利用率与独立可变参数的关系。该型线与顶部为椭圆线的转子型线相比,容积利用率可大于50%,优势明显。
    等螺距螺杆真空泵内气体流动的数值模拟研究*
    何天一, 岳向吉, 张志军, 巴德纯, 冯晓荣, 杨帆
    真空. 2024, (1):  52-57.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.08
    摘要 ( 50 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    应用计算流体力学(CFD)方法对螺杆干式真空泵进行数值模拟计算,建立了针对螺杆干式真空泵流场的分析方法。对泵腔中流动区域进行三维建模,采用SCORG和ANSYS-ICEM软件对转动域和固定域分别进行了网格划分,利用瞬态模拟方法得到了泵内压力场、速度场和温度场的分布情况,并计算出抽气速率等参数。网格无关性分析结果与理论数据对比表明数值模拟结果可靠,符合预期。
    特种合金生产过程中VIDP炉真空系统分析及优化应用
    张万福, 李强, 李军, 刘嘉学, 王德洪, 罗俊义
    真空. 2024, (1):  58-63.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.09
    摘要 ( 43 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    结合特种合金实际生产过程,从设备配置、抽空能力等方面对德国ALD公司VIDP炉真空系统进行分析,并给出了若干优化应用措施。提出将罗茨泵的启停间隙控制在120 ~180 s;低真空系统两套并联泵组的模式开关开启阈值分别设定为1 000 Pa和2 500 Pa;根据特种合金易挥发的特性,给出罗茨泵各部位维修保养周期(3~12个月不等),以及合金熔炼过程中充氩破空的具体操作流程;最后针对VIDP-300型炉的真空系统提出提升抽空能力的改造建议。
    真空系统在模拟火星表面低气压环境的应用
    刘中博
    真空. 2024, (1):  64-67.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.10
    摘要 ( 35 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    火星一直被认为是太阳系中除地球外生命最有可能繁盛过并生存至今的地方,故而对其表面环境的模拟,对火星探索起着重要的作用。本文依托于XX大学空间模拟装置火星尘舱系统项目的需求,设计了一套火星表面低气压环境模拟系统,采用真空泵组降低火星尘舱内的气压,采用气动调节型阀门进行高精度动态压力调节,维持舱内压力稳定,详细介绍了系统设计技术参数、组成、工况及抽速计算流程。
    测量与控制
    一种基于无转移PMMA和PI的渗透性标准漏孔的氦气渗透性能研究*
    方庆国, 王宗林, 张俊, 王旭迪
    真空. 2024, (1):  68-73.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.11
    摘要 ( 32 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研制了一种基于无转移聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚酰亚胺(PI)的漏孔元件。通过在铜箔上旋涂PMMA或PI,另一面旋涂光刻胶,并利用紫外光刻打孔,在铜箔上刻蚀出了不同阵列的直径约10 μm的小孔。基于差压法测量了氦气通过该标准漏孔元件的流导。结果表明:在从5 kPa到105 Pa压力范围内,各测试样品均表现出分子流动状态;无转移PMMA或PI的流导和有效渗透面积呈线性关系,可通过控制小孔数量来控制PMMA或PI的有效渗透面积,从而获得不同的流导;所开发的无转移PMMA或PI为优良的低渗透漏孔理想材料。
    高真空冷黑环境下大面阵黑体定标器控温应用研究
    刘海静, 董德胜, 王晓占, 李灿伦, 冯蕾, 季琨, 靳兆峰
    真空. 2024, (1):  74-77.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.12
    摘要 ( 27 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为满足某产品在高真空冷黑环境下的红外载荷辐射定标,设计采用了一种复合PID控制算法,在开展大面阵黑体多分区定标器真空试验中,较好地完成了大面阵黑体多分区交叉耦合控温的高精度指标要求。基于工程实践性强的模糊控制与传统PID相结合的分段逼近式控温验证,整体系统控温精度达到±0.1 K,满足设计控温要求。
    真空冶金与热工
    一种电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置研制
    闫超, 张涛, 贾子朝, 成成, 许文强
    真空. 2024, (1):  78-82.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.13
    摘要 ( 37 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    电子束熔炼具有高真空、高能量密度、可精准控制等特点,被广泛应用于难熔金属行业。本文依托核工业理化工程研究院电子枪技术和LT102真空装置,设计研制了一套难熔金属电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置。主要阐述了供料、熔铸拖锭装置的设计技术要求,针对难熔金属进行了熔炼功率计算,并对结构设计功能进行了详细介绍。所研制的供料装置具有多工位、换料功能,拖锭装置具备水冷、下拉、旋转功能。最终装配测试的供料、熔铸拖锭装置性能满足设计要求,整体熔炼实验中设备运行良好。
    氢化脱氢工艺在锆-2合金粉末制取中的应用
    车恩林, 王振宏, 苏宁, 陈鼎, 刘君, 陈博龙, 代玉博
    真空. 2024, (1):  83-86.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.14
    摘要 ( 39 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    分析了氢化脱氢工艺在锆-2合金粉末制备中的应用情况,详细介绍了粉末制取前准备工作、氢化反应、脱氢处理、粉碎筛分、分离处理等操作过程。采用氢化脱氢工艺可以得到纯净的锆-2合金粉末,提升制取效率,降低制作成本。
    真空技术应用系列讲座
    第二十二讲 化学气相沉积(CVD)技术
    张以忱
    真空. 2024, (1):  87-88.  doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.15
    摘要 ( 51 )   收藏
    相关文章 | 计量指标
    微波等离子体 CVD法是制备优质金刚石薄膜的好方法。在微波 CVD装置中,极高频率的微波电场将使气体放电产生等离子体。等离子体中电子的快速往复运动进一步撞击气体分子,使得气体分子分解为 H*和各种活性基团。这些大量的原子氢和活性的含碳基团是用低温低压的 CVD方法沉积金刚石所必需的。
    信息
    《真空》杂志第三届优秀论文评选结果公告
    真空. 2024, (1):  89-89. 
    摘要 ( 24 )   收藏
    相关文章 | 计量指标
    2022 新年伊始,《真空》杂志举办“庆新年,启新篇”第三届优秀论文有奖评选活动,面向海内外公开征集学术论文,经编委审定后择优录取。综合考查论文的科学性、实用性、创新性,同时考虑撰写规范性和论文影响力等标准初选后,由真空杂志社组织专家进一步严格审核。以公正、公平、公开、严肃认真的态度,共评选出一等奖三篇(每篇奖金5000 元);二等奖五篇(每篇奖金3000 元);优秀论文奖十二篇(每篇奖金1500 元)。
    《真空》创刊60 周年专刊征稿通知
    真空. 2024, (1):  90-90. 
    摘要 ( 17 )   收藏
    相关文章 | 计量指标
    2024 年是《真空》杂志创刊60 周年。60 年来,《真空》杂志始终坚持“为广大从事真空行业的工程技术人员解决理论和工程技术问题,促进真空领域学术交流和科研成果转化,提高我国真空技术领域学术研究水平和技术装备水平”的办刊宗旨,刊载了大量理论与实践并重的真空技术及应用方面的科研论文、动态综述、新产品新技术等。为庆祝创刊60 周年,《真空》杂志拟出版创刊60 周年专刊(正刊),现面向海内外公开征集学术论文,全面展示“真空”相关理论和技术的发展历程和最新进展,充分反映“真空”及其交叉领域的研究热点和科技前沿的突出成果和显著成就。稿件一经发表,稿酬从优。
    欢迎订阅2024 年《真空》杂志
    真空. 2024, (1):  91-91. 
    摘要 ( 19 )   收藏
    相关文章 | 计量指标
    《真空》杂志创刊于1964年,由中国机械工业集团有限公司沈阳真空技术研究所主办,沈阳真空杂志社编辑出版,国内外公开发行。国家级刊物,首批列入我国“中文核心期刊要目总览”,首批列入“中国科技论文统计与分析”刊源,首批入编“中国学术期刊光盘版”。50多年来在我国真空界享有盛名,颇受广大读者欢迎,为我国真空企业界首选技术刊物。
    走进Busch普旭,共同探索真空技术新发展
    真空. 2024, (1):  92-92. 
    摘要 ( 21 )   收藏
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    近期,Busch 普旭在德国马尔堡的总部迎来了三位特殊的访客,他们是来自东北大学真空专业学术带头人巴德纯教授、机械学院执行院长于天彪教授及机械学院党委副书记刘坤教授。此次访问,也是Busch 普旭与东北大学深入合作的项目之一。