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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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    深空探测背景下质谱计测水校准方法综述

    杨景尧郭美如任正宜耿健...
    647-656页
    查看更多>>摘要：质谱计的结构简单、扫描速度快、质量检测范围大,是深空探测任务中最常用的原位分析仪器.同时质谱分析是直接分析物质组成的手段,在解决月球是否存在水冰的问题上具有不可替代的优势.质谱计测水过程中,由于水气具有强吸附性、很难完全去除,给测量结果的精度带来了挑战.文章介绍了目前质谱计标定水丰度方法的研究,包括制备校准水气及优化校准流程.制备校准水气的方法可以分为:控温膨胀法、流量计法和反应制备法;优化校准流程的方法可以分为:利用容积膨胀校准、基于恒定流导校准、借助其他气体校准和优化校准程序.最后阐述了深空探测任务中的质谱计校准水、测水方案.并针对中国探月四期的任务要求,提出了一种基于小孔流导的校准方法.为深空环境下质谱计校准水气的技术发展提供参考.

    水气质谱校准深空探测

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    高转速背景下涡轮分子泵的发展机遇与挑战

    孙坤邓海顺胡鑫王成...
    657-667页
    查看更多>>摘要：传统直叶片结构的涡轮分子泵在高转速的背景下面临着新的发展机遇与挑战,为了突破当前遇到的"涡轮分子泵的抽气速率随着涡轮转速增加到一定程度以后就不再增加,仿佛进入了一个饱和状态"的瓶颈问题,文章从分子气体动力学基本原理出发,采用蒙特卡洛方法,分析了涡轮转速提高以后给涡轮分子泵的抽气机制带来的新变化,发现了传统直叶片结构的抽气叶列和抽气模式与目前达到的高转速不匹配限制了抽速的提升,但高转速背景下又为其抽气性能的提升提供了可能.理论分析和研究发现在涡轮叶列中设置随叶片半径变化的扭转叶片是突破瓶颈的途径,论述了设置扭转叶片的根本原因,提出了高转速小角度的设计理念和新型扭转叶片的几何建模的方法,以期实现最佳叶列结构的设计与求解,为研制高转速下高性能、高适应性涡轮分子泵提供理论依据与技术支撑,也为将来涡轮分子泵的结构优化设计提供了一个方向.

    涡轮分子泵扭转叶片高转速抽气机制发展趋势

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    星载产品开机后的内部压力变化仿真研究

    崔寓淏孙立臣窦仁超史纪军...
    668-672页
    查看更多>>摘要：气体压力作为星载大功率产品开机运行的一个重要参数,会影响到产品的安全和在轨寿命.由于星载大功率产品开机后温度升高,部件放气会发生压力反弹现象,对产品安全带来隐患.文章从材料释气和内部气体扩散浓度随温度变化关系研究入手,基于某星载产品开机供电后温升引起的材料脱附气体增多,以烘烤温度,烘烤时长和静置的情景作为边界条件,计算了分子流状态下产品开机前后内部压力变化情况,并进行数值模拟.文章为星载产品空间环境下开机运行压力变化预估以及开机后是否存在安全隐患提供理论依据.

    真空度航天器真空放电压力预测

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    双通道放气率测量装置器壁放气动态特性分析与碳化硼放气率测试

    蔡洋洋王国栋刘霄王姣龙...
    673-678页
    查看更多>>摘要：双通道法是一种高精度、低检测下限的材料放气率测量方法,适用于碳化硼等低放气率材料.该方法需要先测定测量系统的本底放气量,即在系统压力稳定后,选取某一时刻的压力值计算后作为本底放气量.针对装置本底放气量测量,文章基于吸附扩散理论,建立了双通道测量系统的吸附-扩散-解离模型,并进行了数值计算分析,研究了系统本底压力随温度的变化规律,计算结果与实验结果吻合良好.同时,文章对含B4C样品的系统进行了放气量测试,并减去装置本底放气量,得到碳化硼在室温与150℃下的放气率数值,计算得到碳化硼放气率测量的不确定度为11.78％.这为后续的测试研究提供了理论支持.

    放气率测量双通道法吸附-扩散-解离模型碳化硼

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    变形诱导析出相实现Ti45Zr40Al5Nb5V5轻质高熵合金强塑性协同提升

    冯向向张朝晖何杨宇贾晓彤...
    679-686页
    查看更多>>摘要：钛基高熵合金具有比强度高,低密度等优越性能,被军工业和科研界广泛关注.然而,如何寻找并通过改进加工手段获取兼顾强度和塑性的钛基高熵合金材料,建立起加工方式、材料微观组织和力学性能之间的联系仍需深入研究.文章通过真空悬浮熔炼制备了一种密度为5.6 g/cm3的新型高熵合金Ti45Zr40Al5Nb5V5,进一步采用多级轧制法强化并增韧合金.研究发现多级轧制诱导了 Ti45Zr40Al5Nb5V5合金中B2和HCP析出相的形成.同时将晶粒尺寸由387 μm减小到89.5 µm.析出相和细晶强化相结合的方式协同提高了 Ti45Zr40Al5Nb5V5材料的强度和塑性,材料的拉伸屈服强度提升了 35.2％至1149 MPa,延展性提升到10％,相较于铸态合金提升了 34.0％.

    轻质高熵合金析出相强化微观组织力学性能

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    基于模态分析和神经网络的分子泵故障检测方法研究

    郑悦周盈綦磊李一博...
    687-694页
    查看更多>>摘要：分子泵一种基于气体分子定向运动而产生真空环境的装置,在空间环境模拟等试验中至关重要,其内部结构精密而复杂,长期使用后可能会产生真空度不足等故障,如何及时准确地诊断分子泵的运行状态格外关键.文章提出了一种基于模态分析的降噪技术,并采用神经网络对采集到的信号数据进行故障诊断与识别.实验结果表明,该方法的平均诊断准确率达到了 90.0％,有效地实现了分子泵的故障检测和状态评估.

    分子泵故障诊断小波包能量BP神经网络

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    小尺寸纳米颗粒的SEM高分辨成像模式探究——以Ni2P为例

    邢宏娜高文莉常帅冯伟...
    695-703页
    查看更多>>摘要：相比透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM)具有批量进样、成本低、三维成像的优势,但小尺寸纳米颗粒在进行SEM成像时存在容易积碳、分辨率不足、形貌结构信息弱等技术难题.文章以超小空心(34.4 nm)、实心(13.3 nm)Ni2P纳米颗粒为例,重点探究了如何通过调控工作模式、工作距离、加速电压、束流等参数获得分辨率高、形貌结构清晰的SEM图像.研究表明,高分辨模式下T2和超高分辨模式下T3探头所成二次电子(SE)像的分辨率明显优于标准模式下ETD探头的,且SE像表面形貌信息多、立体感较好.其中由于T3探头位置最高且仅收集高位二次电子信号,这部分二次电子信号进入透镜的角度准直且能量较低.因此超高分辨模式-T3探头所成SE像分辨率和信噪比最高、形貌衬度良好,但几乎观察不到颗粒内部结构.而高分辨和超高分辨模式下T1(背散射信号)探头所成BSE像成分衬度好,虽景深较小但最有利于观察空心结构.同时探究发现工作距离太小,所得SE像分辨率好但景深差,工作距离太大,SE像分辨率稍弱但景深较好.结合图像质量测量结果,对于文中的Ni2P纳米颗粒,选择适中的工作距离(～8 mm)可获得质量较高的SE像.提升加速电压可有效提高图像分辨率(空心Ni2P在30 kV下可达2.3 nm).信噪比会随束流的增大而增强,其过大会导致颗粒边缘模糊,选择适中的束流(～0.2 nA)成像效果较好.以上研究结果对小尺寸及中空结构纳米颗粒的SEM成像选择具有一定的借鉴作用.

    Ni2P纳米颗粒空心结构扫描电子显微镜成像参数

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    低压舱舱内噪声分析与实验研究

    顾昭卢行行卢剑锋周清...
    704-711页
    查看更多>>摘要：低压舱舱内噪声对舱内人员的身心健康有很大影响,国内部分低压舱在降压时噪声超过65 dB,为探讨影响舱内噪声的关键因素,设计正交实验分析新风量和压力两个因素在不同水平组合下舱内噪声水平.使用fluent对低压舱降压过程进行仿真模拟,得到新风量大小是影响低压舱舱内噪声大小的关键因素.对舱内噪声进行采集分析,结果显示舱内噪声频率范围主要集中在20 Hz～500 Hz内,将实验结果和仿真结果相比较,结果趋于一致,验证了仿真方法的可靠性,为降低舱内噪音,优化舱内环境提供参考.

    低压舱气动噪声Fluent

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    氧化石墨烯对靶向吸氢纳米复合材料吸氢性能影响研究

    赵碧婧陈叔平姚淑婷陈联...
    712-719页
    查看更多>>摘要：以氧化石墨烯(GO)作为载体的有机吸氢材料和其催化剂的复合材料,在低温真空领域具备较优的应用前景.为研究载体材料GO对复合材料的形貌和吸氢性能的影响,制备了氧化石墨烯基纳米复合材料(Alkyne-PVA-(GO-PdO)),通过XRD、1H-NMR、SEM和TEM对其进行了表征,并与无氧化石墨烯的纳米复合材料(PdO@Alkyne-PVA)进行对比.结果表明,PdO和炔基化聚乙烯醇(Aklyne-PVA)能够成功负载在GO上,Alkyne-PVA-(GO-PdO)上的PdO纳米粒子分布良好,平均粒径为2.1 nm.采用静态膨胀法对两种吸氢材料的吸氢性能进行研究对比发现,Alkyne-PVA-(GO-PdO)在平衡压力为463.8 Pa时,吸氢量达到了 11048.25 Pa·L/g,而PdO@Alkyne-PVA在平衡压力为560.21 Pa下,吸氢量仅达到4528.35 Pa·L/g.这归因于GO较高的比表面积和表面大量的含氧官能团、缺陷和空位改善了 PdO纳米粒子的团聚问题.此外,GO在吸氢反应过程中保证了 PdO纳米粒子不会因发生团聚现象而阻碍后续吸氢反应,使得产物钯金属发挥了其最优的催化性能,同时GO的氢溢流效应加速了解离后的氢原子的扩散,有效增强了复合材料的吸氢性能.文章验证了 GO在吸氢领域中良好的应用潜力,为以GO为基底的吸氢材料的实现提供了可能.

    氧化石墨烯氧化钯炔基化聚乙烯醇吸氢材料

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    基于局域发射光谱的LEAD装置螺旋波等离子参数测量

    曾志德卢凌峰王超李智...
    720-727页
    查看更多>>摘要：发射光谱法是常见的用于诊断等离子体的光学诊断技术,然而,这项技术并不能在空间上分辨等离子体.为了以低成本得到高空间分辨率的等离子体参数,发展了局域发射光谱法.这是一种将光纤伸入等离子体中以采集光纤前端等离子体光谱学信息的高空间分辨率光学诊断技术.介绍了局域发射光谱法技术的原理,并在大型线性等离子体实验装置LEAD上用蚊香形射频天线激发了氩等离子体,并在不同的射频功率和径向位置下对比了局域发射光谱法测得的等离子体光强和朗缪尔探针测得的等离子体电子密度,同时观察到了在射频功率500 W左右等离子体从感性耦合放电模式到螺旋波模式的跳变.结果表明:局域发射光谱法测得的光强与实验室现有的朗缪尔探针测量的电子密度之间较强的正相关,证明了用光强表征电子密度的可靠性,和LEAD装置上现有的朗缪尔探针在不同的等离子体模式的诊断上互补.

    线性等离子体实验装置螺旋波等离子体等离子体诊断局域发射光谱诊断模式跳变

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