磁约束聚变装置高参数运行需要良好的真空环境,面向等离子体的偏滤器是托卡马克装置的核心部件,其具有高温氮气烘烤及水冷两种运行工况,存在极大的泄漏风险,因此偏滤器部件的检漏工作至关重要。本文针对EAST下偏滤器气密性检测要求搭建了一套烘烤检漏系统,其能够模拟偏滤器在运行中的高温及常温环境,对偏滤器内部流道进行气密性检测。该系统最高烘烤温度为600 ℃,极限真空可达5×10^-5 Pa,满足EAST下偏滤器常温及烘烤200 ℃气密性检测要求。通过增加标准漏孔稳压罐,排除了渗氦型标准漏孔由于时间累积所引起的测量误差。测试发现,系统在常温及高温两种工况下的最小可检漏率都满足下偏滤器正压烘烤气密性检测要求,但高温下系统检漏仪本底示数比常温下高1~2个数量级,这是由材料在高温条件下释放水蒸气和氢气等引起的,可通过延长烘烤保温时间来解决。

为提高真空灭弧室集成设备在极端工况下的运行可靠性,提出一种基于多参数反馈的实时过程自动化（RPA）控制引擎与磁吹-气吹复合灭弧策略。通过构建真空度动态阈值分级模型、泄漏率卡尔曼滤波补偿算法及触头烧蚀量光谱反演方法,建立多物理量闭环反馈机制;设计模糊PID与深度强化学习双模协同控制架构,实现分合闸过程毫秒级精准调控;结合磁场梯度聚焦与脉冲气流时序匹配,形成电弧能量多路径耗散模式。实验表明,该方法将真空度波动范围从±12.3%降至±4.2%,电弧重燃概率由1.5%降至0.3%,介质恢复强度提升27.6%。研究成果为真空灭弧室集成设备智能化提供了理论与技术支撑,适用于新能源并网与直流配网场景下的断路器性能优化。

针对1 200 MPa高压条件下60°锥密封结构的密封性能,使用ANSYS Workbench软件进行仿真分析,得到其密封面的接触压强,并使用不同的材料组合进行1 200 MPa介质载荷条件下的密封性能实验验证。实验使用316L和Cr12MoV材料的“软–硬”组合,以不同的拧紧力矩测试密封效果。结果表明：此材料组合在超高压下能保持良好密封性且无泄漏;拧紧力矩控制在180 N·m以上能实现稳定密封,材料硬度差异在提升密封可靠性和使用寿命上具有重要作用。该结构在高压环境中具有良好应用潜力,适用于超高压密封关键设备。

针对电子束磁场控制电源在复杂电磁环境并伴随电子枪打火条件下可能存在的电磁兼容性问题,基于FPGA技术高速采集磁场控制电源信号,搭建模拟测试平台,确定了影响磁场控制电源的典型干扰源形式,并测试了各干扰源的强度和频率范围。在磁场控制电源输出端和控制电路中设计滤波电路抑制外部环境干扰。通过MOSFET加电阻串并联组合瞬态分压的方式,瞬时吸收电子枪的打火能量。验证结果表明优化后的电子束轨迹控制系统可有效屏蔽各类电磁干扰。

采用体积补偿法正压漏孔校准装置校准正压漏孔,体积系数的准确测量是关键。为了提升体积系数的测量准确度,本文在无漏孔和有漏孔两种情况下研究了体积系数与差压的关系,测试了同一可调漏率漏孔在不同漏率下体积系数的一致性。对测试结果进行理论分析后,通过制作模拟接头和修正ΔP的方法进行体积系数修正,最后测试了定值漏孔的体积系数稳定性。结果表明,修正后的体积系数测试准确性和稳定性明显改善,两种修正方法的一致性小于0.2%,稳定性均小于0.5%。

提出了一种螺杆真空泵直线型转子型线设计方法,给出了型线方程和针对 LG70 型螺杆真空泵转子型线的主要结构参数;对新型螺杆真空泵进行加工分析,优化了加工方式;基于该转子型线进行了实际产品生产,并与原摆线型转子螺杆泵的抽速等性能指标进行了对比。结果表明：新设计的直线型转子型线具有容积效率高、加工方便、定位准确的特点,与摆线型转子螺杆泵相比抽气效率和加工效率均得到了提高。

预应力缠绕钢丝目前广泛应用于热等静压设备等的承压容器部分,首先建立了变张力容器缠绕数值模型以及等张力台阶划分模型,然后利用数值分析软件和算法对台阶划分方式进行了优化,得出满足承载力的前提下节省钢丝砝码数量的最优解,最后通过建立容器的缠绕仿真模型,运用有限元分析验证了结果的准确性。

目前,工业上应用镧热还原法制备镱的反应温度一般设置为1 200 ℃左右,该温度下金属镱的收率和纯度很高,但还原反应十分剧烈,而一些特定工业领域对反应产物的原子蒸气密度提出了严格要求。针对该问题,本文以高纯氧化镱和镧屑为原料,对镧热还原制备镱的工艺和还原反应热力学进行分析,研究了还原反应温度和还原剂过量比对金属镱原子蒸气密度的影响规律。结果表明：650 ℃下存在微量还原反应;700~800 ℃镱原子蒸气密度随还原温度升高剧烈增加;高于800 ℃时镱原子蒸气密度均在10¹² cm^-3以上;850~1 000 ℃下,反应产物镱的纯度不低于99.79%,当还原剂过量比低于100%时,提高反应温度,镱原子蒸气密度仍显著增加。

温度均匀性是真空烧结炉的核心性能指标之一,直接影响工件烧结质量。本文通过对真空烧结炉温度场的数值模拟,研究了石墨工装板厚度对炉内温度均匀性的影响。结果表明：下支撑板厚度对温度均匀性影响最大,盖板次之,而侧板影响微弱;优化后的石墨工装板参数为下板厚50 mm,盖板厚20 mm,侧板厚60 mm;相较于原始方案,优化后工件间的最大温差减小19.1 ℃,即减小了10.7%。本研究可供真空烧结炉的工装设计与优化参考。

钢铁行业绿色低碳生产是实现“双碳”目标的重要保障,推进特殊钢双真空熔炼（VIM+VAR）工艺向绿色低碳发展已成为新的研究方向。本文以电炉铁基材料以及电解铁为原材料,开展真空熔炼过程中不同含碳量的特殊钢氧含量变化规律及高Cr合金钢脱氮动力学研究,通过真空脱氧、脱氮以及脱硫控制,开发低耗碳、低氧高纯净度双真空特殊钢冶炼工艺。结果表明：双真空特殊钢制备工艺能够显著降低碳排放,推动双真空特殊钢向绿色低碳发展;以M50为代表的高碳钢真空碳脱氧效果明显,能够实现低氧细小夹杂物控制。

BT22（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）合金因具有良好的强度、韧性和淬透性被广泛应用于航空航天领域。针对传统钛合金熔炼方法存在的坩埚污染、成分偏析等问题,采用自行研制的真空感应磁悬浮熔炼炉制备了BT22合金,并对铸态及热等静压处理后合金的显微组织和力学性能进行了对比分析。结果表明：真空感应磁悬浮熔炼法制备的BT22合金成分均匀,铸态和热等静压态组织均为典型的魏氏组织,经热等静压后β-Ti晶粒长大,同时晶粒内部和晶界处析出了更多细小的针状α相。BT22合金在铸态下室温抗拉强度达到1 293 MPa±3 MPa,伸长率仅为1%±0.5%,经热等静压后合金性能得到显著提升,室温抗拉强度为1 067 MPa±1 MPa,伸长率为10%±1%。

随着新能源汽车市场的蓬勃发展,锂离子电池作为核心动力源,其性能提升成为关键。真空蒸馏炉在新型锂离子电池负极材料制备中展现出显著优势。本文通过分析锂离子电池负极材料面临的挑战,阐述了真空蒸馏炉的技术原理与优势,详细介绍了高温蒸发系统、过渡区温度控制、旋转冷却恒温收集系统以及真空度维持等关键技术。结果表明,真空蒸馏炉能够高效制备高品质的氧化亚硅（SiO）负极材料,显著提升材料性能一致性,增强锂离子电池的能量密度。此外,该设备具备大规模生产潜力,可降低生产成本,满足新能源汽车市场对高性能锂离子电池的需求。

柔性热控薄膜的热辐射性能是影响航天器表面热平衡控制的关键。在真空磁控溅射过程中,由于设备实时工艺波动,薄膜可能会出现多种缺陷。为保证镀膜生产质量与效率,针对传统人工缺陷检测方法依赖经验、效率低、劳动强度大、精度低和实时性差等问题,提出了一种基于高效自适应卷积和通道-空间金字塔池化的镀膜缺陷检测方法,详细介绍了模型各关键模块的优化设计方法。结果表明,该方法可自主学习建模潜在分布的多层表征,通过深层神经网络逐层提取所检测目标的特征;其对8类缺陷的平均识别准确率达到了约93%,识别速度FPS提升至140,可以有效提高产品生产质量,满足批量化、高效率的生产需求。

为提高掩模基板铬膜层与玻璃基底之间的黏附力,在Q6025石英玻璃基板上采用磁控溅射技术镀制三层铬膜,用两种黏附力监控方法研究了基底温度、溅射气氛和退火处理对膜基黏附力的影响。通过SEM对不同玻璃基底温度以及混合气氛下溅射得到的铬膜层进行了表征和微观形貌分析。研究结果表明：将玻璃基底加热到160 ℃能有效提升铬膜层与玻璃基底之间的黏附力。混合气氛下制备的铬膜层微观结构由50~60 nm的纯铬大颗粒和10~20 nm的氮氧化铬小颗粒掺杂组成,这种结构会进一步增强铬膜层与玻璃基底之间的黏附力。在300 ℃保温1 h的退火工艺则进一步优化了铬膜与玻璃基底之间的黏附力。

研究了真空辅助技术在钢管混凝土拱桥中的应用效果,结合某工程真空辅助钢管混凝土拱桥建设参数,利用有限元分析和实验测试,对拱桥的自振频率、振型以及地震响应进行了全面评估。结果表明：拱桥的矢跨比、内倾角均与自振频率呈现正相关,矢跨比为1/5、外拱内倾角为14°条件下自振频率增幅分别约为6.6%和38.5%;在地震波作用下,拱桥在X方向上的响应更为明显,在抗震设计时,应更加注重X方向的抗震性能;在真空辅助钢管混凝土拱桥的建设中,应适当减小矢跨比,调整内倾角,以优化拱桥的结构刚度。

结合真空设备的发展趋势明确了设备风冷换热系统的发展方向为提高换热效率以及增加排污功能等。基于此,本文通过仿真计算对风冷换热系统的进风管道和换热器风机连接管道进行结构优化,通过控制流量计算不同管道结构对风冷换热系统出风的影响,并对比分析了管道外壁面温度及出口风速等参数。结果表明：与传统直角弯管相比,采用焊接弯头与分体式水冷夹套设计的进风管道时,出口气体流速得到提升,壁面温度分布均匀性改善;在连接管道中引入缩径（DN100）排污口与引流结构有利于污染物沉积,气体流速较等径开口结构更为稳定;验证结果表明该新型管道设计能够减小压降,降低流动阻力,显著提升换热效率。