对内部含水的真空舱抽真空过程中,低压下水面快速蒸发造成空气含湿量急剧增大,含湿量过大的稀薄空气进入真空泵并在升压过程中析出大量冷凝水,可能导致润滑油乳化进而损坏真空泵。因此,掌握抽真空过程中水面的蒸发特性以及空气温湿度变化特性至关重要。本文首先搭建了小型水面抽真空实验台,研究了不同抽气流量、水面面积下抽真空过程中空气温湿度变化规律,发现空气温度变化主要受抽气速率影响,空气含湿量变化主要受水面面积影响;其次,综合利用质量守恒、能量守恒、温和蒸发关联式等,并考虑漏热和漏气的影响建立了抽真空过程空气热湿传递数学模型,模型计算结果与实验结果吻合度较高,验证了模型的准确性;最后,利用该模型研究了某实际工程抽真空时,不同空气初始温度和相对湿度下的空气温湿度变化规律,获得了其所需的动态制冷量。

随着集成电路制程向7 nm及以下节点演进,晶圆加热盘需在真空环境中实现高均匀热场。本文针对真空设备中不锈钢加热盘低热导率导致的均温性难题,提出一种基于径厚比（K=D/δ）的发热元件优化排布方法。通过建立热传导-辐射耦合模型,结合有限元模拟获取4种典型直径（6,8,10,12英寸）加热盘在10~30 mm厚度区间的120组热场数据,建立径厚比与最优排布圈数的模型并拟合出关系式,计算结果显示模型拟合关系式的残差R²=0.969 1。研究表明：加热盘均温性随径厚比增大呈先改善后劣化趋势,最佳径厚比为7~12,对应的最佳加热丝排布圈数为4~6。该模型可为直径≤350 mm的不锈钢加热盘设计提供量化参考,较传统迭代试错法大幅缩短研发周期。

为拓展石墨/铜复合材料在加速器领域的应用,采用粉末冶金技术制备得到不同掺杂成分的石墨/铜复合材料,研究了石墨含量及掺杂元素对复合材料致密度和真空出气率的影响,通过对比不同石墨/铜复合材料的出气率特性,评估了其在束流准直器中应用的可能性。结果表明：无掺杂石墨/铜和镍包鳞片石墨/铜复合材料的致密度相对更高,均达到95%以上,其他掺杂复合材料出现随石墨含量增加而致密度下降的趋势;石墨含量为30%的镍包鳞片石墨/铜复合材料具有最低出气率,烘烤除气可以有效降低复合材料出气率;采用合理的制备工艺配合严格的烘烤流程控制出气率,使得石墨/铜复合材料具备作为准直器材料应用于中国散裂中子源加速器系统的可能。

氦检漏设备在工业生产中广泛应用于检测微小泄漏,确保系统的安全性和可靠性。然而,由于设备的复杂性和工作环境的多变性,故障诊断变得尤为关键。本文提出了一种基于神经网络的氦检漏设备故障诊断方法,旨在提高故障检测的准确性和效率。首先,对设备运行数据进行采集和预处理,输入卷积神经网络（CNN）提取有效的特征向量并降维。然后,将特征输入循环神经网络（RNN）,捕捉数据的时序依赖关系。最后由激活函数输出故障分类结果。结果表明,所提出的CNN-RNN模型在多种故障类型下均表现出优异的诊断性能,在测试集上的分类准确率和召回率均达到99%以上,显著优于传统方法。此外,还探讨了模型的优化策略,包括超参数调优和模型层数选择,进一步提高了模型的准确率和泛化能力。

为提升高压真空断路器真空度劣化的感知精度与早期识别能力,本文提出一种基于多源数据融合与支持向量机（SVM）模型的真空度监测技术。通过构建涵盖电气信号、机械特性与热参数的多源数据采集系统,实现对断路器运行状态的全面感知。结合归一化处理、噪声抑制及主成分分析等方法进行特征提取与信息融合,构建高维特征空间,增强真空度变化的敏感性识别。基于SVM模型完成真空度状态的智能判别与劣化趋势评估。结果表明,该方法在识别精度、泛化能力和实时响应方面均优于传统真空检测手段,能够有效结合真空技术实现非侵入式、高灵敏度的真空度监测。

为提高传统YSZ热障涂层的综合性能,采用多元稀土氧化物掺杂对其进行改性,利用固相法合成了不同Sc₂O₃、Y₂O₃配比（总摩尔分数为8%）的Sc₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂（ScYSZ体系）陶瓷材料,测试分析了各陶瓷试样的微观结构和室温力学性能,并与传统8YSZ材料作了对比。结果表明：ScYSZ陶瓷材料由t′相（主相）和c相组成,t′相占比随Sc₂O₃含量的增加而增加;ScYSZ陶瓷断口平滑,掺杂Sc₂O₃并未改变YSZ材料的脆性断裂特征;Sc₂O₃摩尔分数≥7.3%时,ScYSZ材料的硬度较8YSZ提高约4%~6%,室温综合力学性能良好。ScYSZ陶瓷可以作为一种潜在的热障涂层陶瓷材料。

柔性热控薄膜作为多层隔热组件包覆于航天器外表面,基于自身热物理特性实现对航天器表面热平衡的控制。在其磁控溅射制备过程中,工艺不稳定性、张力控制等问题常导致各种镀膜缺陷的出现,进而影响镀膜质量。传统磁控溅射镀膜缺陷需要停机检测,检测效率低、反应不及时。针对此问题,提出一种多维注意力机制驱动的图像检测深度学习算法,构建了基于监测数据-检测图像敏感特征-镀膜缺陷的关联映射模型,以实现缺陷的高效、高准确率智能辨识。经实验验证,模型对破裂、电火花、漏镀三种缺陷的识别精度达到96%以上,为实现航天器柔性热控镀膜在线检测奠定了坚实基础。

为了探索一种低毒性的缓冲层材料来替代Cu（In, Ga）Se₂（CIGS）薄膜电池中常用的CdS缓冲层,采用磁控溅射技术,以In₂Se₃为靶材制备薄膜材料,系统研究了单纯溅射﹑掺氧溅射以及后退火处理对薄膜的化学计量比﹑带隙和透过率的影响。结果表明,单纯溅射制备的In₂Se₃薄膜透过率很低;而掺杂氧气进行溅射,虽然可以改善薄膜的透过率,但是会对薄膜化学计量比产生较大影响;后退火处理对薄膜性能的影响微乎其微。采用磁控溅射技术制备的In₂Se₃薄膜,其性能尚难以满足缓冲层材料的应用需求。

结合集成电路离子注入机台对于低温泵抽气性能与安全防护的严苛要求,介绍了离子注入用低温泵的主要性能指标、机械结构与电气系统特点、应用配置及特殊的安全吹扫流程。与PVD用低温泵相比,离子注入用低温泵口径更大,对氢气抽速与容量的要求更高,其通过冷板与吸附阵结构设计优化了氢气抽速与容量。离子注入用低温泵控制系统设有电源切换单元和后备电池模块,独特的安全吹扫流程保证氢气能够安全排出,降低了爆炸风险。

G-M制冷机使用氦气作为其核心制冷工质,通过西蒙膨胀实现绝热放气制冷效应,广泛应用于超导磁体冷却、氦气液化、低温泵以及低温恒温器等装置中。氦气压缩机作为GM制冷机系统重要的组成部分,为GM制冷机系统中的氦气循环提供动力。该压缩机通过压缩氦气,确保其以高压且纯净的状态在系统中流动,满足GM制冷机对循环工质的需求。依据冷却方式的差异,氦气压缩机分为水冷式与风冷式两类,本文主要介绍了风冷式氦气压缩机的设计需求与方法,并完成了整机的性能测试,验证了设计的合理性和有效性。

针对某型真空烧结炉的保温性能和炉内温度均匀性问题,利用传热学理论模型对其保温层参数进行优化,采用ANSYS稳态热分析法研究了保温层内侧石墨板厚度、外侧碳毡厚度及保温层与加热体距离对真空炉温度场的影响。结果表明：增加碳毡厚度可提高炉内保温性能及温度均匀性,但当厚度超过150 mm时进一步提升效果变得微弱;保温层与加热体距离为80 mm时,保温层内侧温度最高,达到1 008.5 ℃,相较于原始方案100 mm其均温点数增加了10.4％;而石墨板厚度对炉内温度场影响较小,可忽略。

采用真空感应熔炼制备含Mn二次硬化型超高强度钢,在真空条件及1 000、1 050和1 100 ℃下以0.01、0.05和0.1 s^-¹变形速率进行热压缩实验,基于真应力-真应变数据,采用应变补偿法构建本构方程,并对原奥氏体进行重构,研究了热变形参数对淬火组织的影响。结果表明,高强钢的流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率升高而增大。构建的应变补偿型Arrhenius本构模型可以很好地预测流变应力,相关系数为0.999 8,平均相对误差为1.868 6%。不同变形条件下的淬火马氏体组合更符合密排面（CPP）组合特征,随着温度升高和应变速率下降,大角度取向差的操作因子比例增加,原奥氏体晶粒平均尺寸增大。

当前,大型真空感应炉普遍采用带磁轭的线圈结构设计,然而这种传统配置在较小容量炉型中可能存在技术冗余。本文首先系统性地探讨了真空感应炉磁轭配置的必要性及其优化路径;然后,通过对国内外主流产品的技术调研,总结了磁轭结构在实际应用中的技术特点与局限性;随后,探究了将无磁轭设计理念进一步扩展的可行性,提出了1 000 kg级无磁轭线圈系统的创新设计方案;最后,从设备成本、运行效率及维护便利性等维度,评估了无磁轭结构在1 000 kg级真空感应炉中的应用价值,为相关领域的技术升级提供了理论依据和实践指导。

介绍了一种比容达到100 000 μF·V/g及以上高比容钽粉高温热处理后的钝化方法及配套的强冷装置设计。该强冷装置通过快速降温技术可显著提高钽粉的生产效率,同时避免了炉内挥发物对钽粉的潜在污染,确保产品的纯净度。此外,还提出了一种三步钝化技术,包含一次钝化、二次钝化和最终钝化,这种方法可以有效解决钝化过程中含氧气体与钽粉反应所产生的热量滞留问题,避免金属钽粉出现温升而造成氧高,实现了钽粉的充分稳定钝化,缩短了处理时间,且未引入额外污染,具有较高的实用价值。