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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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100022

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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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    基于相变材料超表面的多功能切换研究进展

    韩卓轩胡莎顾长志樊志琴...
    377-387页
    查看更多>>摘要：超表面是一种由亚波长单元结构组成的人工材料,可实现对电磁波的振幅、偏振、相位、传播模式等属性的灵活、有效调控,因此近年来备受关注.但大多数超表面的功能是静态的,无法实现对电磁波的动态调控.相对于静态超表面,可重构超表面可在不改变超表面结构设计的前提下,通过不同的外部激励,实现光学功能的主动切换.文章综述了基于相变材料的可重构超表面在多功能切换方面的研究进展,分别从相变材料作为超表面的单元结构、薄膜、嵌入结构间隙以及可编程这四种超表面构型,详细介绍了多功能切换超表面的设计原理及应用,最后总结并且展望了相变材料超表面未来的发展方向和应用前景.

    超表面相变材料动态调控多功能切换

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    金属镥定向凝固过程中杂质分布的理论研究

    纪凡何荧向金秋罗立平...
    388-393页
    查看更多>>摘要：高纯镥作为稀土金属,有着重要研究价值.文章通过理论计算分析了真空电子束熔炼和定向凝固下镥锭中杂质Fe和Al的分布,研究了蒸发和分凝效应耦合作用下金属镥的提纯效果以及影响机制.结果表明,电子束定向凝固金属镥过程中,虽然杂质Al的饱和蒸气压大于Fe杂质的饱和蒸气压,但Fe杂质蒸发传质系数大于杂质Al.金属镥中杂质Fe和Al分布不仅受固液界面分凝的控制,还受气液界面蒸发的控制,金属镥锭高度60％以下区域的Fe含量由4.836×10-3降低到了 6.2×10-5,Al含量由7.75×10-4降低到了3.3×10-8,有着较好的提纯效果.熔炼温度和凝固速率是影响电子束定向凝固镥金属过程中杂质分布的两个重要参数.一个纯度较高且分布均匀的镥金属锭可以通过合理控制熔体温度和凝固速率来获得.

    真空熔炼定向凝固金属镥蒸发分凝

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    标准真空电馈通微型磁控管真空计及其性能研究

    朱冠卿邹鹏飞毕海林王旭迪...
    394-400页
    查看更多>>摘要：目前冷阴极电离真空计在微型真空系统中的应用较少,文章对一种磁控管真空计(MMG)进行研究,成功达到了微小尺寸与高真空测量水平同时满足的目标,该MMG体积仅有0.3 cm3,比目前市售的磁控管真空计小30倍以上,同时由于其连接器设计使其能够与标准真空电馈通相适配.用COMSOL模拟了磁控管真空计内部电磁场分布与电子运动轨迹,实验测试得到了 MMG在-500～-2500 V电压下10-4～10-7mbar之间的电流与真空度关系曲线,选取最适合MMG测量的电压进行重复测量并拟合得到其灵敏度,将拟合得到的数据与校准真空计测量数据对比得到MMG误差范围.该MMG可用于微型真空系统中10-4到10-7mbar范围真空度的测量.

    真空测量磁控管真空计微型化

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    镉系量子点材料的制备及其发光二极管结构优化

    孟宗羿杨尊先郭太良
    401-408页
    查看更多>>摘要：量子点(QDs)纳米晶体具备出众的窄半峰宽,且尺寸和发光波长易调节等优点,成为纳米材料领域的新星,而量子点电致发光二极管(QLED)的应用也随之得到研究人员的关注.文章的研究通过材料配比的设计,调节CdZnS-QDs的尺寸和发光波长,使其在CdSe-QDs基QLED中辅助器件的性能提升,最终能得到光致发光波长在425～455 nm的蓝紫色CdZnS-QDs.使用宽带隙的CdZnS-QDs作为器件的无机插入层材料,能够对CdSe-QDs作为发光层的QLED的能带匹配、激子传递和界面修饰等进行优化.通过对比实验探索最佳的QDs合成策略,精确控制QDs的发光峰位,并将得到的结晶性强且尺寸均匀的量子点制备CdSe-QDs基电致发光器件,在发光层与无机电子传输层之间插入制备的CdZnS-QDs,得到的器件在电流密度为1000 mA/cm2时,亮度从227188 cd/m2提升到313775 cd/m2,最大的电流效率达到38.1 Cd/A.该方法可以为QLED结构的设计提供新的思路.

    无机插入层量子点发光二极管CdZnS量子点

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    非平衡态等离子体技术处理含聚废水降黏实验研究

    李森程卫民张甜甜廖晓旭...
    409-416页
    查看更多>>摘要：聚丙烯酰胺(HP AM)是聚合物驱技术中最常用的聚合物,能有效提高油田采收率,但同时会产生大量含聚废水.HPAM会使废水具有高乳化性和高黏度的特性,增加采油废水的处理难度.因此需要寻找一种可以快速、高效处理含聚废水的方法.文章设计了一个非平衡态等离子体流动反应器,使用该反应器处理HPAM溶液,研究了放电气体、放电电压、放电时间和溶液浓度对HPAM溶液黏度降低的影响规律.实验结果表明,不同放电气体的降黏效果由高到低为空气、O2、N2、Ar;当放电气体为空气,放电电压50 kV,放电时间为6 s,溶液初始浓度为0.5 g/L时,含聚废水黏度最高可以降低99.87％.同时,测量了处理前后溶液中主要相关物质的变化,进一步分析了溶液黏度下降的机理.研究结果表明,这种非平衡等离子体处理方式是处理含HPAM油田废水的一种很有前途的处理方法.

    聚丙烯酰胺黏度非平衡态等离子体气体放电

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    L型等离子体熔融炉预热升温数值模拟及优化研究

    魏智刚李箫波王伟陈思邈...
    417-427页
    查看更多>>摘要：L型等离子体熔融炉因其具有热解气化效率高、抑制核素挥发等特点,在低中放射性废物处理方面具有独特优势.由于炉内等离子体炬的高温特性,在预热阶段采用等离子体炬升温存在温度不可控的问题,从而可能造成炉内温度分布均匀性差,严重时甚至会造成炉内局部耐火材料的损伤甚至失效.文章针对L型等离子体熔融炉搭建了有限元数值模拟模型,探究了热风进口分布位置及等离子体炬安装位置对预热效果的影响.结果表明,对称式送风布置形成热风对冲区导致炉内热量传递受阻,而采用单侧热风进口布置可避免上部竖炉和下部炉膛的交界拐角处的低温区,使炉内温度梯度较小.通过试验对比,开启3个单侧送风口,进风总流量为200 m3/h、热风温度为200℃、等离子体炬(76 kW)相对位置布置夹角为40°时,炉内整体温度分布均匀性较优.文章结论可为L型等离子体高温熔融炉的设计及运行提供实际指导,提升设备可靠性及安全性.

    热等离子体危废处理熔融炉有限元模拟

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    真空碳热还原温度对电炉钢渣自粉化的影响

    罗万平雷玉办郑玉龙黄润...
    428-435页
    查看更多>>摘要：为解决电炉钢渣易磨性差,文章采用理论计算结合真空碳热还原的方法对电炉钢渣进行还原研究.通过理论计算确定电炉钢渣中各组分随还原温度升高时的变化情况,从而设定真空碳热还原实验的还原温度区间.实验结果表明,随着还原温度的不断升高电炉钢渣自粉化效果呈现出一个先上升后下降的趋势,同时Fe不断被还原出来并表现出明显的聚集效果有利于后续的分离回收.最佳还原条件为:配碳量16％,碱度R=1,保温60 min,1450℃下电炉钢渣的自粉化率达到93.8％,试样中粒径小于89.2 μm颗粒占比高达90％.相较于传统电炉钢渣自粉化研究,在常压空气气氛下,还原温度高达1600℃时,电炉钢渣自粉化率仅达到49.97％,真空碳热还原具有粉化率高还原温度低的明显优势.

    电炉钢渣真空碳热还原热力学粒度自粉化

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    真空扩散对奥氏体灰铸铁渗硼层组织与性能影响的研究

    曹驰陈东升陈志林宋相宇...
    436-444页
    查看更多>>摘要：为了改善奥氏体灰铸铁渗硼层厚度不足和脆性过大的问题,研究了渗硼处理和渗硼/真空扩散复合处理对奥氏体灰铸铁表面改性层摩擦磨损性能的影响和影响机理.利用光学显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、电子探针等设备对单一处理和复合处理试样的渗层进行了金相组织、元素分布、物相组成、表面硬度、截面硬度以及磨痕分析.结果表明:真空扩散对渗硼层有着增厚的作用,能够有效的将脆性较大的FeB相转化为脆性相对较小Fe2B相,改善渗硼层的耐磨性,但会使得渗层的表面硬度略微降低,渗层中石墨的粗化现象更为加重.

    真空扩散固体渗硼奥氏体铸铁摩擦磨损

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    改进五帧差法机器视觉气密性检测研究

    刘纪飞姜周曙陈磊倪誉航...
    445-451页
    查看更多>>摘要：气密性是真空设备最重要的技术指标.在工业设备检漏中,传统皂泡法依赖人工目视,其检测准确性和效率取决于工作人员的专注度和操作技能.文章采用机器视觉技术,基于五帧差目标检测算法,进行检漏和漏点定位.由于传统帧差法存在部分画面重叠、边缘信息缺失和处理高帧率视频效果较差等问题,文章提出用Otsu算子和Canny边缘检测共同改进五帧差法.首先对连续图像做差分并转化为二值图,然后对中间帧进行Canny边缘检测,将二值图和Canny边缘检测的结果进行逻辑运算、中值滤波和形态学处理,最后获得完整的皂泡目标.实验表明,新算法能够处理高帧率视频并获得更完整的皂泡轮廓信息,可用于机器视觉真空设备气密性检测.

    气密性五帧差法边缘算法运动目标检测

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    1064nm激光入射角度对HfO2薄膜材料损伤特性的影响研究

    张凯荣苏俊宏吴慎将
    452-462页
    查看更多>>摘要：脉冲激光参数及其与物质作用方式,对薄膜材料的损伤过程与损伤识别至关重要.以单层HfO2薄膜为对象,研究了改变波长为1064 nm、脉宽为10 ns的脉冲激光入射角度对薄膜材料损伤特性的影响.利用COMSOL对激光以不同入射角度作用于薄膜时的温度场变化,以及薄膜表面光斑形状的变化进行了仿真.以1-on-1测量方式,选择入射角度分别为0°、30°、45°、60°对样品进行测试,获得了各入射角度下的薄膜损伤形貌,用光学显微镜和白光干涉仪对其进行表征,对实验观察结果与仿真结果进行了分析对比后可知:相同激光功率条件下,随着激光入射角度变大,在薄膜表面的光斑图像逐渐变成椭圆光斑,光斑中心最高温度降低,损伤斑的横向和纵向尺寸均变大,横向尺寸变化尤其迅速,薄膜损伤面积变大,损伤最大深度变浅,激光损伤阈值增大,抗激光损伤能力变强.

    薄膜脉冲激光COMSOL仿真损伤特性入射角度

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