独立设计研制了新型两段式双极性脉冲高功率脉冲磁控溅射电源,本电源具备3种工作模式：（1）传统高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）放电模式,（2）双极性脉冲高功率脉冲磁控溅射（BP-HiPIMS）放电模式和（3）两段式双极性脉冲高功率脉冲磁控溅射（DBP-HiPIMS）放电模式。特别是新提出的第三种工作模式,两段式双极性脉冲较传统的单段双极性脉冲具有较大的优势。本文研究了在传统BP-HiPIMS和新DBP-HiPIMS条件下,正向脉冲对Cr靶在Ar气气氛下的放电特性的影响。研究发现：随着正向脉冲电压的增加,BP-HiPIMS和DBP-HiPIMS基体净离子平均电流均明显提高,且相比传统BP-HiPIMS模式,新型DBP-HiPIMS放电模式在不同正向脉冲电压时均具有更高的基体净离子平均电流。正向脉冲电压为100V时,在基体偏压为0V和60V条件下,DBP-HiPIMS模式的基体净离子平均电流较传统BP-HiPIMS模式分别提高47.0%和30.3%。表明新型DBP-HiPIMS放电模式能够进一步提高正向脉冲对离子的推动加速作用,这将有利于膜层质量的提高。

为了满足高频率、小型化真空微波器件的需求,寻找合适的阴极材料和激光系统,开展了用于微波真空电子器件的光阴极研究,提出了一体化的光电阴极制备方法,通过加热具有扩散阻挡层的发射物质存储室,提供受控的光电发射层,以代替活性物质蒸发损失,从而延长阴极的使用寿命,并可以从中毒、暴露大气过程中恢复。在超高真空系统内制备了Cs₃Sb光电阴极,利用连续激光器测得其量子效率为0.145% (0.53μm ),在能量为0.37W的连续激光照射下,测得发射电流密度达29.2mA/cm²。光电阴极在高强度的激光作用下被损坏后,重新加热激活,光电发射可以得到一定的恢复并长时间稳定,说明这种光电阴极具有可重复激活的特点,有望成为微波真空电子器件的理想电子源。

本文以碳纳米管（CNT）作为阴极电子源设计一种新型的冷阴极电离真空计结构,结构包括场发射电子源、阳极和离子收集极,阳极和离子收集极为同轴圆环结构。利用热化学气相沉积法在金属基底上直接生长碳纳米管,分别制备了4mm×5mm矩形和直径0.1mm圆形两种阴极发射面。碳纳米管阴极具有优异的场发射性能,开启电场1.70 V/μm。在氮气环境下,分别对不同阴极真空电离计结构的真空测量性能进行了研究,真空计在10^-7到10^-3Pa区间归一化电流（I_i/I_a）与压强表现出良好的线性关系,矩形和圆形发射面阴极对应的真空计其测量灵敏度分别是3.1×10^-2Pa^-1和1.3×10^-2Pa^-1。

本文主要回顾总结近数十年来片上电子源的研究工作及最新进展,包括场发射片上电子源、内场发射片上电子源以及新型热发射微型片上电子源。本文从这些片上电子源的基本原理、加工制备以及工作性能（包括工作电压、工作真空、发射电流、发射电流密度和发射效率）等方面进行比较,分析各种片上电子源的优劣点,为片上电子源的发展现状做一个简单的总结。

第三代同步辐射光源在不同位置需要设计不同形状的真空腔体保证电子束在超高真空（<1.3×10^-8Pa）环境下运行。其中异型真空腔体作为第三代同步辐射装置的关键部件之一其制造过程中非常关键问题就是材料的表面处理。然而,针对316LN异型真空盒超高真空的表面处理工艺国内外还没有公开的发表过,对于316LN异型真空盒超高真空的表面处理工艺的研究工作也鲜有报道。因此,本文针对316LN异型真空盒超高真空表面处理工艺提出合理的工艺方案,针对316LN异型真空盒的表面处理工艺设计并组建一套完整的四极质谱残余气体检测分析系统,为316LN异型真空盒超高真空表明处理的研究提供理论依据。

超疏水表面由于其特殊的浸润性,在自清洁、防结冰、水中减阻等领域具有重要的应用价值,受到了研究者的广泛关注。但是超疏水性能的实现大多需要低表面能的有机材料修饰,因此其耐高温、抗老化及耐磨等方面的性能较差,无法满足长寿命的工程应用。本文通过激光刻蚀在不锈钢基底上进行表面织构化,在此基础上沉积了掺氟的类金刚石涂层（F-DLC）,实现了其对水滴高达152°的接触角,并研究了其抗老化、耐高温及耐磨损等方面的性能。结果表明制备的超疏水涂层在日照120天及350℃以下高温环境下均能保持150°以上的疏水角,在与304不锈钢对磨20000次后仍可保持130°以上的接触角,说明该涂层具有极佳的抗老化、耐高温及耐磨稳定性,在航空航天、海洋装备等领域具有广泛的应用前景。

针对钛合金表面硬度较低、耐磨性较差、易高温氧化等缺陷,选择适当的表面处理技术能够使其得以改善。由于钛合金对疲劳性能十分敏感,在表面处理过后,对其疲劳性能有较大影响。因而本文归纳了钛合金表面处理的多种方法,如电镀、化学镀、热喷涂、激光处理、阳极氧化、微弧氧化、物理气相沉积技术等。根据钛合金疲劳断裂现状及表面改性技术的特点,讨论了表面技术的应用、材料的选择和结构的设计对钛合金基体疲劳性能的影响。分析并总结了涂层在疲劳断裂过程起到的作用及影响疲劳性能的的主要原因,展望了未来钛合金表面改性方法、涂层材料及结构的研究趋势。以期为制备高强度、耐摩擦磨损和提升钛合金基体疲劳性能的表面改性涂层提供参考。

介绍了电磁线圈悬浮ELM,冷坩埚悬浮CCLM,冷坩埚半悬浮熔炼semi-CCLM——即感应凝壳熔炼ISM,三类真空熔铸技术的发展和现状。对该类技术在精密铸造、材料提纯、锭材及合金制备、气雾化制粉四个领域的应用进行实例论述。指明悬浮熔炼技术在材料种类、设备容量、熔体过热度及运行工艺几个方面的发展趋势。随着水冷铜坩埚技术的发展,半悬浮熔炼技术得到较快发展,并演化出多种形式,促进新型材料研制。激光和等离子加热技术的融合,为新工艺的实施奠定了基础。

以某厂210吨RH为原型,建立了模型与原型尺寸比为1:4的物理模型。本文综合考虑实验的准确性、经济性、效率和可行性等因素,探讨了RH水模实验测量混匀时间和循环流量的具体方法。确定了合理的示踪剂加入位置为真空室以及示踪剂最优加入量为每吨水427ml,提出了合理的测量混匀时间的位置为距钢包底50mm靠近钢包壁远离浸滞管的位置。

真空电梯是一款新型电梯,通过控制轿顶上下两侧的气压差实现轿厢的上行与下行。目前真空电梯在国外形成了以PVE为代表的产业链,但国内仍处于研发阶段,其相关专利报道主要集中在驱动结构改型、附属部件创新及控制系统优化等三个方面。与传统电梯相比,真空电梯不需要底坑、钢丝绳、曳引轮等装置,具有组装迅速、环保节能、外观时尚、安全可靠等显著优势。真空电梯具有非常广阔的应用方向与市场前景。

进入纳米时代后,纳米材料与纳米器件的性能不只取决于块体材料的性质,而更主要是由材料的表、界面性质来决定。为了避免由于表面污染而造成的改变与损伤,薄膜材料通常需要放置于超高真空环境中。本文介绍了纳米真空互联大装置的必要性、功能,以及支持项目和取得的重要进展。

金属3D打印工艺具有材料利用率高,易成型复杂结构,柔性定制化生产等优点,适合于模型级试验叶轮、导叶、诱导轮及其它金属功能件的快速制造。其中,选区激光熔化成型技术（SLM）作为主流的金属3D打印技术,可以获得冶金结合、组织致密、高尺寸精度和良好力学性能的零件。采用SLM技术,进行了某项目主泵缩尺试验样机叶轮和导叶的直接成型,材料为17-4PH不锈钢。其中叶轮与组装轴一体化打印,节省了组装成本,对打印模型优化、加工参数和过程监控等工艺问题进行研究,保证了一体化轴叶轮部件和大直径导叶的成功打印,并对打印后的零件进行了热处理和精加工,最后进行了主泵样机气液两相性能试验。试验结果表明,SLM金属3D打印技术制造的转、定子部件成功应用于主泵样机试验中,明显缩短样机加工周期,加工精度、表面质量和力学性能等指标均满足试验要求。

近年来,增减材复合制造技术成为智能制造的主要方法之一,它依靠增材制造实现材料层积成形,利用减材技术提高表面质量、改善应力状态,兼顾了增材制造的快速成型及减材制造的高精度。本文首先阐述了增材制造技术概况及增减材复合制造技术的概况,然后就国内外有关增减材设备的研究及增减材过程中有关材料表面残余应力和粗糙度的研究进行说明,最后,对增减材复合制造技术面临的主要问题、未来发展趋势进行总结及展望。

3D打印技术属于快速成型技术的一种实现方式,通过喷头喷射粘结剂逐层粘结粉体材料成型。彩色3D打印技术是传统3D打印技术的发展方向,应用前景非常广阔。OBJ文件具有数据格式简单、能存储模型颜色信息等优点,文章采用OBJ文件作为CAD和彩色3D打印机之间的数据接口。在正确解析OBJ文件格式的基础上,实现了对三维彩色模型的彩色切片算法。

研究钴基合金多道搭接等离子熔覆在不同工艺参数下残余应力的分布规律,为后续残余应力的调控奠定基础。设计正交试验,采用等离子熔覆技术制备9组不同工艺参数下的单层多道钴基等离子熔覆样件,采用盲孔法对每个熔覆试件的残余应力进行测量,探究工作电流、扫描速度、送粉速度等工艺参数对残余应力的影响规律。结果表明：熔覆层表面存在大量残余拉应力。熔覆起点处的残余应力小于熔覆终点处的残余应力;沿搭接方向的残余应力小于沿扫描路径方向的残余应力。对残余应力影响最显著的工艺参数是工作电流。熔覆层残余应力随工作电流的增大不断增大,随着扫描速度的增大逐渐减小;随着送粉速度的增大,残余应力呈先增大后减小的趋势。