微波真空电子器件广泛应用于卫星通信及未来军事前沿的高功率微波武器等领域,热阴极作为真空电子器件的核心,其性能将直接影响微波器件的寿命及输出性能,这对阴极提出了很高的要求。温度对热阴极发射性能会产生非常大的影响,因此准确地确定热阴极的温度非常重要。本研究介绍了热阴极的发展历史,总结对比了不同阴极及其热电子发射性能,包括纳米粒子薄膜阴极和传统覆膜阴极热电子发射均匀性的对比,以及传统覆膜阴极、浸渍阴极和纳米粒子薄膜阴极蒸发速率与温度的关系等。并且利用光学测温仪、红外测温仪、热电偶测温仪（铂铑–铂）对覆膜阴极表面、扩散阴极表面及阴极侧面（钼）的温度进行了对比测试研究。

磁悬浮转子真空计在高真空范围内具有优异的计量特性,但水蒸气等可凝性气体在测试过程中会在腔室或者转子表面发生显著的吸附或相变,这将引起压力测量值产生偏差,导致磁悬浮转子真空计切向动量传递系数的非线性变化。针对此问题,首先通过对固态冰抽气升华产生平衡稳定的水蒸气前级压力,然后通过绝热膨胀获得标准压力,并分别在常温（23 ℃）和高温（150 ℃）下测试了水蒸气分子在腔室表面的吸附、脱附曲线,计算得到相同压力下对应的吸附量、脱附量,最后对测量值和修正后标准压力之间的偏差进行了分析。测试结果表明：常温（23 ℃）下难以获得精确的标准压力,只能计算关闭阀门后水蒸气分子在腔室及其附属管道壁面的吸附量;高温（150 ℃）下,部分水蒸气分子会吸附在温度小于150 ℃的旁余管道壁面,造成测量压力略小于标准压力。

对薄壁部件的内部抽真空会引起构件的周向或径向失稳导致构件报废,这是困扰薄壁部件正压定量检漏的难题。本文提出一种对薄壁构件内部充氦气、外部抽真空的正压-真空氦质谱检漏方法。设计了用正压标准漏孔同步比对的定量检漏工装,可进行表压-0.1~0.1 MPa范围的正压-真空氦质谱定量检漏。经过对壁厚0.4 mm的不锈钢薄壁颈管部件的工况压力-真空氦质谱检漏试验,结果表明该方法检漏速度快、效率高,检漏灵敏度符合最小可检漏率要求,能很好地应用于薄壁部件的生产线批量检漏。

利用电子束蒸发技术制备了三种不同Cu膜厚度的Cu-PET-Cu复合薄膜,通过实验和分子动力学模拟方法,研究了Cu-PET-Cu复合薄膜的力学及电学性能。结果表明：铜膜较薄时,薄膜沉积不均匀,表面凹陷多,随厚度增加薄膜表面变得平整;随Cu膜厚度增加,复合薄膜抗拉强度增大,但延伸率随之降低;膜厚为6.069 μm时复合薄膜抗拉强度最高,为250 MPa,延伸率为20%;分子动力学模拟结果与实验现象趋势一致;复合薄膜电阻率随Cu膜厚度增加先降低后升高,测得最小电阻率为1.834×10^-6 Ω∙m,较纯铜电阻率更高。

（Yb_0.1Gd_0.9）₂Zr₂O₇（YbGdZrO）稀土复合氧化物是一类适用于1 200 ℃以上应用的新型热障涂层（TBCs）材料。采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）工艺在NiCoCrAlYHf及（Ni,Pt）Al粘结层表面分别沉积YbGdZrO陶瓷层,制备出两种不同粘结层体系的TBCs试样,并对涂层的显微形貌、化学成分、相结构、残余应力和热冲击行为进行了表征分析。结果表明,NiCoCrAlYHf粘结层表面高低起伏,所沉积的陶瓷层呈“菜花状”织构,紊乱度较高;（Ni, Pt）Al粘结层表面呈平缓的“背脊”形貌,所沉积陶瓷层的柱状晶排列紧密且平整度趋于一致;两种涂层的陶瓷层中Gd和Zr元素含量均与靶材成分较为接近,但Yb元素受沉积温度影响相差较大;随热冲击次数增加,NiCoCrAlYHf/YbGdZrO涂层表面显微裂纹萌生并扩展,且出现点蚀坑,（Ni, Pt）Al/YbGdZrO涂层仍较为平整,无显微裂纹和烧结致密化现象;热冲击1 000次后,两种涂层中均出现热生长氧化物（TGO）层,继续热冲击至2 500次时,（Ni,Pt）Al粘结层体系的TGO层平均厚度增量仅为1.08μm;NiCoCrAlYHf/YbGdZrO涂层的TGO层残余应力均比同等条件下（Ni,Pt）Al/YbGdZrO的小;两种TBCs的陶瓷层组成元素均已内扩散至粘结层,并少量存留在TGO层内,（Ni,Pt）Al/YbGdZrO涂层所形成的Al₂O₃膜对Gd元素表现出更强的阻扩散作用。

溅射深度剖析技术广泛应用于薄膜材料的元素成分分析中,但溅射过程的复杂性、样品表面形态的多样性等因素都可能对剖析的准确性造成干扰。针对此问题本文首先简要介绍了薄膜深度剖析技术,随后深入讨论了定量分析的物理原理,探讨了为实现高精度测量而对定量分析方法进行的改进和扩展,并开发了一款基于C#语言的深度剖析定量分析软件,详细介绍了软件各模块,最后展示了利用C#语言所编写软件的具体实现。该软件采用MRI模型,集成了深度剖析数据的转换、卷积和反卷积功能,能够对SIMS、AES和XPS等微区分析技术的数据进行定量分析,通过优化算法实现了高精度的深度分辨率函数计算。用户可以通过直观的界面输入实验数据,软件将自动进行数据处理并生成可视化结果。该软件为普通用户提供了一种便捷、高效的工具,显著提升了薄膜深度剖析定量分析的可操作性和准确性。

采用阴极电弧离子镀技术在退火态合金钢表面沉积TiN和TiAlN涂层,使用扫描电镜和X射线衍射仪分析了所得涂层的结构、成分与物相组成,利用显微维氏硬度计测试了涂层的硬度,通过压痕法评价了涂层的结合性能,并采用往复式球-盘摩擦磨损试验测试了涂层的耐磨性能。结果表明,TiN和TiAlN两种涂层表面均平整,但TiAlN涂层表面有明显“液滴”缺陷。退火态合金钢表面TiN和TiAlN涂层均发生了择优生长,其中TiN涂层择优生长的晶面为（111）,而TiAlN涂层择优生长的晶面为（200）。沉积TiN和TiAlN涂层后,退火态合金钢的表面硬度分别提高3倍和6倍以上。尽管TiAlN涂层在硬度及摩擦因数上均优于TiN涂层,但由于TiAlN涂层与退火态合金钢结合性能差,导致其在磨损过程中发生剥落,使合金钢耐磨性降低。相比之下,TiN涂层为退火态合金钢提供了更为可靠的保护,显著提高了其表面的耐磨性。

以SiO₂气凝胶和玻璃纤维短切丝为主要原料,分别采用湿法和干法成型技术制备了SiO₂气凝胶基复合芯材,然后采用真空封装技术得到纳米SiO₂气凝胶复合芯材真空绝热板（VIP）。研究了不同含量（质量分数）SiO₂气凝胶复合芯材的微观结构,对比分析了两种工艺对VIP在热物理性能上的差异。结果表明：SiO₂气凝胶的加入使短切丝纤维芯材的三维网状结构变得紧凑,但气凝胶含量过高会导致气凝胶与纤维结合性变差;随着SiO₂气凝胶含量的增加,复合芯材的密度下降,真空绝热板的压缩率和回弹率也呈下降趋势;湿法工艺制备的复合芯材,气凝胶质量分数为35%时均匀性稍差,干法工艺制备的复合芯材厚度变化均≤0.04 mm,均匀性较好;湿法工艺制备的复合芯材VIP导热系数随SiO₂气凝胶含量增加而显著上升,而干法工艺下VIP导热系数增幅相对较小,导热系数更为稳定。

真空冷冻干燥技术应用广泛,然而目前市面上的冻干机能够实现的温度范围有限,限制了冻干技术的应用与发展。本文提出了一种优化设计的真空冷冻干燥设备,拓宽了其温度与真空度的操作范围,并利用该设备对甲苯进行了冻干。实验结果表明,该设备不仅可以较好地实现甲苯的冻干,而且通过引入金属套筒设计能够显著降低抽真空过程中的样品温差,避免样品融化风险,保证冻干工艺过程顺利进行。本研究成果可为低三相点物质的冻干处理提供新思路,促进真空冷冻干燥技术的推广和应用。

半导体设备的洁净度对器件性能极为重要,真空环境下悬浮颗粒和残余气体含量低,更接近于真正的清洁真空。洁净真空环境的获得与保持是半导体工业生产的关键,涉及多种学科和技术。本文从腔室材料选择、腔室设计和制造、内表面清洗和检测技术、包装和转运等方面详细介绍了洁净真空系统工艺设备的研制过程。所研发的设备在带载情况下可快速获得1×10^-4 Pa工作真空度,残余气体和颗粒度指标均满足工艺要求。

随着燃气轮机技术的迅猛发展,大尺寸单晶叶片的需求显著增长。但传统HRS法制备大尺寸单晶叶片存在明显短板,液态金属冷却（LMC）法或将是未来大尺寸单晶叶片制备的首选途径。在此背景下,本文首先介绍了常见单晶炉的结构形式、技术特点及使用现状,随后阐述了现有单晶炉在大叶片制备方面的不足,最后介绍了新型液态金属冷却单晶炉的技术特点与该类设备未来的发展前景。

随着科技的发展进步,镍基高温合金在航空航天、核电等高精尖领域得到广泛应用,其性能要求也不断提高。熔炼作为镍基高温合金制备过程中的一个关键环节,直接影响合金材料的整体品质和性能,选择适宜的熔炼工艺非常重要。目前常用的熔炼工艺包括真空感应熔炼（VIM）和真空自耗重熔（VAR）等,在实际应用中各有优势和不足之处,需进行合理选择、搭配,精确控制其参数,从而满足镍基高温合金越来越高的熔炼要求。本文对镍基高温合金的熔炼方法进行了详细的分析研究,以期为相关冶炼工作提供参考。

作为一种理想的海洋工程材料,钛合金以其质轻、比强度高、耐海水腐蚀等优异性能成功应用于深潜器、海上油气开采及海水淡化装置等领域。本文首先阐述了钛合金的真空熔炼工艺,分析了海洋工程用钛合金的主要性能特点。接着介绍了国内外海洋工程用钛合金体系,重点梳理了我国部分海洋工程用钛合金的牌号、性能及主要应用领域。最后详细阐述和总结了钛合金在海洋工程设施上的研究进展和应用现状,并对其应用前景进行了展望,旨在为钛合金的进一步应用提供理论参考与实践指导。