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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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    可拆卸式深紫外光纤真空馈通结构

    郑一鸣林文豫吴俊王旭迪...
    471-476页
    查看更多>>摘要：空间引力波探测中需要利用深紫外光的光电效应中和检验质量上积累的电荷,实现电荷管理.真空馈通是引入深紫外光纤的关键组件,须在实现电荷管理的同时确保惯性传感器真空度.文章提出了一种可拆卸的真空光纤馈通结构,通过金属套管的阶梯沉孔结构设计实现与深紫外裸光纤密封耦合,结合内螺钉压紧柔性材料获得金属套管与法兰的可拆卸密封.介绍了真空光纤馈通结构的设计与制作流程,通过氦质谱和光功率计测量了整体结构的泄漏率以及光传输损耗.实验结果表明,所设计的馈通组件的真空漏率小于 1.0×10-12 Pa·m3·s-1,传输深紫外光时的光功率损耗低于 0.5 dB,能够满足地面和太空实验对电荷管理的需求,保障引力波探测正常进行.

    真空光纤馈通高真空深紫外光传输电荷管理系统

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    一种高真空零部件放气率测试装置的研制

    胡晓月陈俊儒胡庆生杨传森...
    477-487页
    查看更多>>摘要：材料的真空放气特性是聚变装置需重点研究和关注的内容.为了研究大尺寸组件在聚变装置真实运行环境下的放气特性,基于对称结构流导法针对性设计研制了一套放气率测试装置,该装置能模拟聚变装置烘烤温度条件(室温～300℃)且测量范围覆盖(10-5～10-9)Pa·m3·s-1 量级.此外,重点针对样品室的加热、冷却系统进行热仿真验证以确保零部件在放气率测试时能模拟其在托卡马克真空室内烘烤过程中的温升工况.装置样品室尺寸为φ500 mm×600 mm,主体材料使用SUS316L不锈钢且内表面采用超高真空工艺处理.样品室设计有加热平台和真空室外壁的联合加热模块,以实现对被测样品25℃～300℃的加热;样品室隔热层外侧设有水冷系统以保障降温效率和人员接触安全性.对样品室的烘烤、冷却设计进行热仿真分析发现:隔热层起到了有效的保温隔热作用,内外层温差近 150℃;水冷系统起到显著的降温效果,使人员接触的最外层区域温度不超过 55℃;在联合加热模式下的升温效率和加热能力优于仅使用样品台热传导升温.初步测试表明,装置可实现稳定的可控烘烤性能,本底放气成分分析表明该装置本底清洁运转良好,可以满足聚变装置零部件的放气率测试要求.

    放气率样品室结构设计仿真分析装置研制

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    非周期同心圆弧折叠波导行波管的永磁聚焦系统设计

    昝铭睿朱方王小霞
    488-491页
    查看更多>>摘要：开展了对非周期折叠波导行波管永磁聚焦系统的研究.基于W波段非周期折叠波导行波管的技术指标,根据理论分析和电磁仿真,设计了一套均匀永磁聚焦的电子光学系统,并进行了实物加工与测试.仿真结果表明,在电子主通道直径0.3 mm,长度为 40.5 mm的条件下,阴阳极电压差为 6 kV,可以产生 120 mA的电流,电子通过率 100%.测试结果表明,在阴阳极施加6kV的电压时,阴极发射电流为120 mA,电子通过率为90%,满足高频结构设计要求.

    行波管同心圆弧折叠波导永磁聚焦

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    圆波导TM01模式转换器中TE11和TE21模式对圆波导耦合器耦合度的影响

    陈家辉周振宇翁明曹猛...
    492-502页
    查看更多>>摘要：为了准确地测量出圆波导耦合器的耦合度,文章研究了圆波导TM01 模式转换器中TE11 和TE21 模式对耦合度的影响.依据圆波导中TM01、TE11 和TE21 模式场分布的特点,用CST仿真研究了TE11 或TE21 模式的含量对耦合度分散性的影响.采用仿真和实验测量,对测量过程中两个模式转换器之间的相对角度对耦合器中出现的模式以及耦合度分散性的影响进行了研究.结果表明,随着耦合器中TE11 或TE21 模式含量的增加,耦合度的分散性也随之增加;用矩形TE10 转圆波导TM01 模式转换器测量耦合度时分散性较大,并且当两个模式转换器之间的相对角度为0°或180°时,耦合器中会出现少量的TE21 模式,而相对角度为 90°或 270°时耦合器中会出现少量的TE11 模式;用同轴TEM转圆波导TM01 模式转换器测量耦合度时,耦合器中几乎不含有TE11 模式和TE21 模式,且耦合度的分散性较小;对比两种不同类型的圆波导TM01 模式转换器在耦合度测量中的仿真与实验结果,文章认为采用平均耦合度可以较好地消除耦合度分散性,更能反映耦合器的真实耦合度.该研究工作为准确标定耦合器耦合度提供了新的测试方法与依据.

    耦合器模式转换器圆波导平均耦合度

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    一种高性能非蒸散型吸气剂的性能分析

    王国栋刘霄王姣龙蔡洋洋...
    503-510页
    查看更多>>摘要：非蒸散型吸气剂(NEG)是高真空和超高真空系统维持真空度的重要材料,具有高稳定性和高气体吸附性能,文章采用粉末冶金的方法制备出Zr59.46V29.81Al10.73 吸气剂,并基于小孔流导法搭建了一套吸气剂性能测试的高真空系统,分别测试了气体种类及工作温度对吸气剂性能的影响,实验结果表明:Zr59.46V29.81Al10.73 吸气剂对H2、CO2、N2 都有很好的吸气性能,其对H2 的吸气性能远超N2 和CO2,但它不吸收He等惰性气体,不同工作温度对吸气性能有很大差异,其最佳工作温度为200℃.利用X射线衍射图谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)及能量色散图谱(EDS)对吸气剂进行晶相、形貌和成分分析,结果表明Zr59.46V29.81Al10.73 吸气剂表面呈现多孔状结构,其主要由α-Zr基固溶体、C15 Laves相及少量ZrxAly化合物组成,多孔的结构及α-Zr基固溶体、C15 Laves相的高比例有利于吸气剂对活性气体的吸附,因此Zr59.46V29.81Al10.73 吸气剂展现出较好的性能.

    非蒸散型吸气剂粉末冶金性能测试形貌分析晶相结构

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    响应面法优化秋葵预制菜真空蒸汽脉动烫漂工艺

    袁越锦李颖徐英英李沈沈...
    511-520页
    查看更多>>摘要：将真空蒸汽脉动烫漂技术应用到秋葵预制菜处理中,以色差、脆度、蛋白质含量、感官评分为指标,分别进行蒸汽烫漂单因素试验和四因素三水平响应面试验,通过响应面法分析烫漂真空度、烫漂温度、烫漂时间和脉动次数对综合评分的影响,建立二次回归数学模型,对秋葵预制菜真空蒸汽脉动烫漂工艺参数进行优化.结果表明:各秋葵预制菜品质的影响顺序为烫漂时间>脉动次数>烫漂温度>烫漂真空度.最佳工艺参数:烫漂真空度 0.04 MPa,烫漂温度 108℃,烫漂时间 70 s,脉动次数 2次,此工艺条件下,色差值 6.36,脆度 1824.68,蛋白质含量 1.66%,感官评分 31,综合评分 0.8795分.研究结果可为预制秋葵菜品的加工提供参考.

    预制菜秋葵真空脉动蒸汽烫漂响应面分析

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    磁控溅射源中氩辉光放电的等离子体行为及分布特性

    李平川张帆张正浩李箫波...
    521-528页
    查看更多>>摘要：通过三维粒子数值模型对现有磁控溅射源结构中氩辉光放电的等离子体行为和分布特征进行了模拟,从而得到靶材利用率和能量利用率的信息.离子轨迹、离子能量和离子入射角分布的分析结果表明,由于电势的空间分布影响,放电电压从 260 V增加到 340 V,使得轰击离子比例从 80%降低到 67%.由于离子向靶材移动和远离靶材都会得到加速,过高的放电电压不利于提高能量利用率.另一方面,提高放电电压有利于离子以更高的平均动能撞击靶材,有利于提高溅射产额.因此,根据工作压力选择合适的放电电压是提高电源效率的有效途径.通过离子溅射位置分布与靶材实际侵蚀剖面图的对比,验证了仿真模型的可靠性,对磁控溅射源的优化设计具有一定的参考价值.

    磁控溅射数值仿真等离子体行为靶材利用率能量利用率

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    CeN薄膜表面Cr和Ti抗氧化涂层的制备与性能研究

    罗凯肖易蒋琬玉贾永峰...
    529-536页
    查看更多>>摘要：采用直流磁控溅射在单晶硅基底上制备了2μm厚的氮化铈(CeN)薄膜,并研究了CeN在大气环境中的氧化行为.鉴于CeN在大气环境中容易与氧气反应而劣化分解这一问题,在CeN上沉积了不同厚度的钛(Ti)或铬(Cr)抗氧化涂层以提高其抗氧化性能.实验结果表明,Ti/CeN复合薄膜在大气环境中暴露较短时间内就会起皮脱落;2.4 μm Cr/2 μm CeN复合薄膜可以有效地延长CeN在大气环境中的存放时间.最后,探讨了CeN与抗氧化层复合薄膜的氧化机理.

    磁控溅射氮化铈抗氧化涂层

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    电弧离子镀TiN/ZrN多层膜力学性能研究

    杨皓郭圆萌东帅黄美东...
    537-542页
    查看更多>>摘要：采用电弧离子镀制备了调制比和总厚度一定,周期数不同的一系列TiN/ZrN多层膜,研究了周期数对多层膜力学性能的影响.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了多层膜的结构形貌,利用显微硬度计、往复摩擦试验机和多功能材料表面性能试验仪测试了薄膜的力学性能和摩擦学性能.结果表明,多层膜都呈现单一的面心立方结构,以柱状晶结构生长,表面致密光滑,界面效应明显,力学性能受到界面结构和择优取向的影响,当周期数为 50时,TiN具有明显的(200)择优取向,多层膜的硬度达到最大值 2568 Hv,多层膜的摩擦学性能受到表面形貌和硬度的影响,当周期数为 40时,具有最低的摩擦系数为0.47,磨损率随着硬度的增加而减少,在50周期时的磨损率为6.9×10-6 mm3·N-1·m-1,耐磨性最佳.

    电弧离子镀多层膜调制周期硬度摩擦学性能

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    一种冷阴极电子枪的模拟研究

    汪敏霞魏世宗徐季
    543-551页
    查看更多>>摘要：文章通过Computer Simulation Technology粒子工作室软件建立了一种电子通过率极高的微焦点冷阴极电子枪.重点研究了电子枪自身结构对焦点、电子通过率和阴极发射电流的影响.特别是仿照了皮尔斯电子枪的结构,采用了一种弧面阴极,并在此基础上增加了一个阴极凹槽,使电子通过率从 75.21%提高到 90.26%,同时将近 500 μm的焦点缩小到 50 μm以内.最终设计出的冷阴极电子枪在阳极电压为 90 kV且栅极电压为 1kV的条件下,电子通过率可达 95.41%,在阳极靶面得到的束斑有效焦点尺寸约为45 μm.

    冷阴极凹槽通过率焦点阴极发射电流

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