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真空科学与技术学报
真空科学与技术学报

吴锦雷

月刊

1672-7126

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010-58206280

100022

北京市朝阳区建国路93号万达广场9号楼614室

真空科学与技术学报/Journal Chinese Journal of Vacuum Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是全国中文核心期刊，长期被EI、CA、SA等国际蓍名检索系统收录，已全文上网。本刊通过中国图书贸易总公司代理向国外发行。目前在美国、英国、德国、荷兰及我国的香港与台湾地区均有订阅，有一定的影响力。在国内各高等院校科学院所涉及到真空科学与技术论文都大多数向本刊投稿，已成为国内外关学者发表高水平科研成果的主要载体。
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    面向水冰探测的月尘防护研究综述

    王鹏伟耿健杨喆任正宜...
    1-19页
    查看更多>>摘要：月尘一直以来都是阻碍人类探索月球的一大问题,月尘颗粒锋利、细微和带静电等特性可对各类机械结构、密封结构、功能表面、空间仪器载荷以至宇航员产生巨大危害.文章总结了目前月尘防护技术的研究进展,包括月尘的全流程防护及大空间月尘防护研究;以电磁法为代表的主动防护技术,如电帘、静电场、等离子体束、电喷雾和磁辊等除尘技术;以表面改性技术为主的被动防护技术,如减弱范德瓦耳斯力的低表面能、高粗糙度的纳米尺度涂层和减弱静电力的功函数匹配涂层等.聚焦中国探月工程水冰探测计划的月尘防护,综述了针对采掘、加热和分析三个环节所使用的过滤和密封的防尘手段,包括采掘钻杆使用螺旋槽和间隙密封;加热和分析容器采用金属刀口主密封和O型圈辅助密封;在分析仪器前设置烧结金属过滤器、高效空气过滤器(HEPA)和多级永磁月尘过滤器(LAF-PMS);在连接管道处设置双层O型圈密封;在外接出口处设置迷宫密封和HEPA等.最后,给出一种"水冰探测仪月尘防护的方案设计".

    月尘防护技术ISRU水冰探测

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    中能段电子束离子阱真空控制系统研制

    曾超赵宇红张洪明杨洋...
    20-27页
    查看更多>>摘要：电子束离子阱(Electron Beam Ion Trap,EBIT)是一种用于研究高电离态离子物理过程的实验装置.中能段紧凑型EBIT实验平台能够产生30 keV的电子束能量,电子束流达到20 mA,对于研究未来聚变堆杂质离子输运行为研究具有重要意义.为了产生单一高电荷态离子,中能段EBIT装置阱区需要工作在超高真空(10-8 Pa)环境下.低温超导磁体需工作在10-5 Pa真空环境下以维持超导状态,因此真空度直接影响着中能段EBIT的工作性能,有必要研制一套稳定高效的真空控制系统以提升中能段EBIT装置稳定性与可靠性.文章基于RS485总线结构和Python编程语言开发了一套中能段EBIT真空控制系统,实现了对中能段EBIT真空系统的远程控制、数据采集和系统联锁保护.可为中能段EBIT装置提供稳定可靠的超高真空的实验环境,对中能段EBIT装置的稳态运行具有重要意义.

    电子束离子阱真空控制系统RS485Python

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    基于模糊控制原理的电容薄膜真空计数据优化算法研究

    杨骐豪冯焱成永军孙雯君...
    28-34页
    查看更多>>摘要：电容薄膜真空计广泛应用于中、低真空的测量,为了提高电容薄膜真空计的测量准确性,将算法应用于电容式薄膜压力计的数据处理中.分段拟合方法可以根据每个数据段上的数据特性,使每个数据段上的误差数据曲线拟合得更加准确.然而,这种方法会在边界点处出现数据点跳跃间断的问题,这对实际使用有很大影响.文章设计了一种基于模糊控制原理的数据处理算法,以消除气压测量值在分界点处的跳跃间断问题.经过模糊控制算法的处理,电容薄膜真空计的测量精度得到了提高,气压测量数据曲线在全范围内具有良好的连续性.

    电容薄膜真空计数据处理算法模糊控制原理

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    引力波探测中惯性传感器的残余气体动力学特性机理研究

    徐峰王玉青张俊王旭迪...
    35-41页
    查看更多>>摘要：作为空间引力波探测的核心系统,惯性传感器在轨运行时的噪声干扰诱发机制解析是迫切需要解决的关键科学问题.惯性传感器中检验质量(TM)的残余加速度噪声是限制探测器灵敏度的最大噪声源.作为残余气体噪声的直接表征手段,惯性传感器复杂拓扑构型下气体分子逃逸时间动态特性解析亟待解决.文章首先考虑了狭小空间下检验质量块与周围壁面间的材料属性、放气特性等差异性,建立了异质空间复杂拓扑结构下的惯性传感器数理模型;其次解析出残余气体噪声与气体分子逃逸时间之间的定量约束关系,提取了逃逸时间核心影响因素;随后以蒙特卡洛模拟技术为切入点,得到约束条件下气体分子从板间扩散出去所需的逃逸时间及碰撞次数的模拟解.文章研究发现:不同气体成分、壁面性质对残余气体噪声有较大影响;考虑气体分子在壁面的滞留时间会大幅增加逃逸时间、降低碰撞频率.

    空间引力波探测惯性传感器板间异质性残余气体噪声逃逸时间表面碰撞次数

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    多级努森真空泵能效分析

    柯杰坤蒙仕达苏宣合卢苇...
    42-48页
    查看更多>>摘要：基于热流逸效应工作的努森真空泵相较于传统真空泵,因具有无运动部件且结构简单的优点而倍受关注,其应用通常采用多级串联结构.文章以努森真空泵能耗和效率模型为基础,着重考虑级数与热量传递和压力分配的关系,建立了多级努森真空泵气体工质流态处于过渡流时的能耗(热流比)与运行效率模型,进而研究了影响热流比及运行效率与级数、努森数、压比、温差等参数的关系.结果表明,努森数从0.2增至8,对应的最优级数从118级减少至15级;压比从2增至100,对应的最优级数从12级增加至77级;温差从50 K增至350 K,对应的最优级数从68级减少至15级.努森数(温差)越大、或压比越小,热流比就越低(运行效率就越高)且对应的最优级数就越小,所需的最小级数也越少.若从能效优化的角度来设计多级努森真空泵,需综合考虑努森数、压比和温差的影响,确定最优级数范围.

    热流逸效应多级结构努森真空泵热流比运行效率

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    低温温差条件下不同尺寸比例钢化真空玻璃变形特征研究

    岳高伟高若琳高帅张红霞...
    49-56页
    查看更多>>摘要：钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用.基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和数值模拟,分析了低温温差和不同尺寸比例下,钢化真空玻璃两侧玻璃之间的协同变形规律.结果表明:试验与数值模拟结果相对误差在2％以内,钢化真空玻璃热-力学耦合模型具有可靠性;低温条件下玻璃整体向上弯曲变形,中心点向内凹陷,变形与温差呈正比关系;同一温差下,钢化真空玻璃长边长度相同时,随着长宽比的减小,长边上的最大变形量会增大.能够为钢化真空玻璃在极寒地区的推广应用及生产工艺的改进提供理论依据.

    钢化真空玻璃低温温差协同变形尺寸比例变形特征

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    具有超低工作电压的银纳米线阻变器件研究

    邱佳雯李俊龙李文豪王堃...
    57-65页
    查看更多>>摘要：具有高密度和自适应特性的随机银纳米线网络能够模拟神经元的复杂网络拓扑,在信息存储、选择器和神经形态计算领域中应用广泛.文章采用旋涂工艺在图像化电极衬底上制备了银纳米线器件,研究了不同银纳米线浓度和直径对其电学性能的影响,并最终实现了具有超低工作电压(0.01 V)的神经形态器件.实验结果表明,采用直径为30 nm的银纳米线和浓度为5 wt％的复合溶液所制备的随机网络能够实现可控的大开关比阻变行为.进一步,将该大开关比阻变行为作为器件的初始化过程,实现了银纳米线阻变器件在外加超低脉冲电压刺激作用下的可控突触可塑性行为.最后,通过对单个纳米结点中银纳米细丝的形成与断裂过程进行研究,进一步提出随机银纳米线网络在不同电刺激条件下的工作机理.本工作为新型神经形态器件中随机网络的物理实现和应用提供了新思路.

    随机银纳米线网络电阻开关突触可塑性超低电压

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    配用CuCr合金电极的真空介质开关电弧阳极热过程分析

    刘晓明王宇凡陈海史红菲...
    66-77页
    查看更多>>摘要：真空介质开关电弧的主要成分源于故障电流开断过程中触头电极在极间产生的金属蒸气,且真空电弧的微观动力学行为直接影响开关的开断能力.文章通过建立真空介质电弧双温磁流体动力学模型,研究配用不同配比CuCr合金触头电极材料的真空介质开关在故障电流开断下阳极热过程的变化情况,得到阳极触头表面温度和熔池范围沿径向和轴向的分布.仿真结果表明,开断故障电流的增大及电极合金材料中Cu含量的增大均会导致输入阳极的能流密度增大.在200 A电弧电流作用下,阳极表面温度未达到CuCr合金的熔点,未发生熔化;而在6 kA电弧电流作用下,阳极温度先后达到Cu和Cr的熔点,电极熔化程度随合金中Cr含量的增大而减弱.

    真空灭弧室真空电弧CuCr合金触头材料磁流体动力学模型

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    罗茨真空泵新型偏心渐开线型不对称转子的构建与性能研究

    张轩宇刘俊材王君杨舒然...
    78-86页
    查看更多>>摘要：罗茨转子作为罗茨真空泵的重要组成部件,对罗茨真空泵性能影响极大.为了解决传统渐开线型转子在渐开线与圆弧连接处存在不光滑连接点,导致泄漏加剧,运行效率下降的问题,文章采用偏心渐开线与齿顶、齿根圆弧平滑相连,提出了一种偏心渐开线型不对称转子.建立了偏心渐开线型不对称转子的几何模型,分析了转子的几何参数对面积利用率等性能的影响.结果表明:随着圆心角增大及节圆半径减小,所提出的偏心渐开线型不对称转子的面积利用率提高;与传统渐开线型转子相比,所提出的偏心渐开线型不对称转子每转排量提升了 17.2％,出口流量脉动降低9.8％,出口压力脉动降低7.9％.研究内容对罗茨真空泵的发展具有重要的意义.

    罗茨转子偏心渐开线面积利用系数压力脉动流量脉动

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    石墨烯/金属有机物框架复合材料光催化性能研究

    马婷婷孙康宁韩微笑陆蓓蓓...
    87-93页
    查看更多>>摘要：采用还原氧化石墨烯(RGO)和铜基金属有机物框架材料(Cu-BTC)同时对TiO2进行改性,显著提升其光活性.通过SEM观察复合光催化剂材料的形态,并采用罗丹明-B作为模拟污染物对复合物的可见光催化性能进行估计.进一步通过分析光生电子寿命和电子顺磁共振谱,揭示复合物中RGO和Cu-BTC的作用及光催化机理.最后通过优化各组分的质量分数实现协同作用,在紫外光和可见光照射条件下,罗丹明-B的降解率常数分别达到1.44×10-1和9.2×1 0-2 min-1.此外,复合光催化剂具有良好的循环使用稳定性.

    石墨烯铜基金属有机物框架材料光催化剂可见光活性

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