航天器DC／DC变换器的可靠性设计

卫星用DC/DC变换器的高可靠和长寿命,是确保其完成飞行使命的基本条件之一.但人们对DC/DC变换器可靠性的认识通常集中在元器件固有质量或产品组装工艺缺陷方面,往往忽略了系统设计(包括技术方案和电路拓扑设计、输入/输出接口设计、环境试验条件适应性设计等)缺陷和电压、电流和温度应力对可靠性的影响.     

反应磁控溅射(CrMoTaNbVTi)N多主元薄膜的微观组织与机械性能研究

本文采用直流反应磁控溅射方法，通过溅射（CrMoTaNbV）镶嵌靶和纯Ti靶制备了(CrMoTaNbVTi)N多主元氮化物薄膜。研究了不同氮气流量比RN对(CrMoTaNbVTi)N薄膜的微观结构、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明，当RN=0% 和10%时薄膜为简单的体心立方结构，当RN=20%、30% 和40%时为简单的面心立方结构。随着氮气流量比RN的增大，表面颗粒逐渐减小，断面柱状晶更为致密，同时(CrMoTaNbVTi)N薄膜的残余应力、膜基结合力、硬度和弹性模量逐渐增大，且当RN=40%时达到最大值，分别为-3.3 GPa, 352 mN, 25.6±1.2 GPa 和 278.8±11.2 GP。RN =40%制备的氮化物薄膜具有最小的比磨损率，相较合金薄膜降低了约1个数量级，表现出优异的耐磨损性能。     

基于塑料闪烁体光纤阵列的中子探测系统设计

为了能探测高能中子，获得中子能谱信息，设计了一套基于塑料闪烁体光纤和多路复用技术的中子探测系统。利用梯度尺寸结构的阵列化探头感应中子入射的能量和方向。多路复用数据采集及读出单元接收探测器输出信号并产生触发信号，经处理后上传给上位机。数据采集及读出系统通过以太网实现实时通信。上位机程序基于LabWindows/CVI软件平台开发，实现数据读取与保存以及采集系统运行状态参数信息的实时显示。通过中子模拟源进行了现场测试，结果表明，设计的中子探测系统满足设计要求，能实现中子能量与入射方向的测量。     

基于双模式控制全桥变换器屏栅电源技术研究

针对离子推力器电源处理单元(PPU)屏栅电源,提出了双全桥DC/DC变换器拓扑、移相/占空比控制结合的设计方法,优点是实现离子推力器屏栅电源大功率、宽范围输出电压调节,增大功率密度,以适应电推力器大功率小型化的发展趋势。此处分析了该变换器的原理及工作模态,利用Saber进行仿真分析,通过仿真波形验证了理论正确性。最后在一台1 kW/100 V原理样机上进行验证。结果表明此处所设计的双全桥DC/DC变换器能在双模式控制下实现输出电压宽范围调节(0～1 000 V),满足工作指标。     

纯钼薄板温热条件下的各向异性及本构建模研究

目的研究交叉轧制纯钼薄板温热条件下的各向异性和本构关系。方法对纯钼薄板进行不同温度及方向下的拉伸实验,根据各向异性的特征并基于Hu2003屈服准则,以修正的Johnson-Cook模型对屈服准则的参数进行识别,建立考虑温度和应变的屈服准则。结果退火后的纯钼薄板具有一定的面内各向异性和显著的厚向异性,面内各向异性随温度升高而减弱,厚向异性对温度不敏感;加入温度变量的Hu2003屈服准则对不同温度下的屈服面描述较为准确,室温及100℃时屈服面减小速率较大,温度高于300℃时,屈服面减小速率减小并趋于稳定,屈服面形状并未发生明显扭曲变形;屈服面随应变增加未出现较为明显的扭曲强化现象。结论对钼板各向异性和本构关系的研究可用于指导钼板件冲压成形。     

液氮温度下分子筛的真空吸附特性试验研究

为探究低温容器夹层所用分子筛吸附剂的吸附特性,采用静态膨胀法进行试验,获得了平衡压力为10-3Pa~103Pa范围内4A、5A和13X分子筛对N2、O2单一组分以及空气的吸附等温线,比较了不同分子筛对气体的吸附能力差异,探究了分子筛的吸附机理。研究结果表明:液氮温度下,5A和13X分子筛在真空条件下对N2及O2的吸附性能强,吸附量能达到104Pa·L/g量级,4A分子筛对O2的吸附量也能达到104Pa·L/g量级,然而4A分子筛在平衡压力高时吸附N2能力较差,饱和吸附量仅达到300Pa·L/g左右;三种分子筛对空气的吸附能力为13X分子筛>5A分子筛>4A分子筛,且在液氮温度下,5A分子筛对空气的吸附速率高于13X分子筛。研究分子筛在低温下的真空吸附特性,有助于指导分子筛在低温容器中的应用,同时为低温分子筛的设计提供参考。     

蒸发速率对ZnS薄膜性能的影响

为了研究蒸发速率对ZnS薄膜的折射率、表面形貌和应力等性能的影响,本文采用电子束蒸发技术进行了ZnS薄膜的制备。首先在K9玻璃基片上镀制薄膜,采用分光光度计进行透射率曲线的测试,利用光谱反演法得出薄膜的折射率,采用原子力显微镜表征了样品的表面形貌。最后在聚酰亚胺基底上镀制薄膜,利用Stoney公式计算出薄膜的应力。结果表明,随着蒸发速率的增加,薄膜折射率先增大后减小,在2000nm波长处薄膜的折射率最大值为2.21,最小值为2.07。蒸发速率越大,薄膜样品表面结构越疏松。不同蒸发速率下制备的薄膜均呈现压应力,增大蒸发速率可以显著降低薄膜应力。ZnS薄膜的性能受蒸发速率影响显著,蒸发速率为1.5nm/s时折射率可达到最大值,蒸发速率为2.5nm/s时薄膜应力最小。     

MEMS型电容薄膜真空计的关键技术研究进展北大核心CSCD

近二十年以来,仪器的小型化发展以及微机电系统(MEMS)技术工艺的发展带动了电容薄膜真空计的发展。其中,MEMS型电容薄膜真空计能将电路和敏感元件集成在同一芯片上,具有体积小、能耗低的优点,能广泛的运用在工业测量、深空探测等领域,是真空计量仪器研究热点之一。然而,体积小伴随着的测量范围窄、输出线性度不高、长久密封困难和残余气体影响问题都制约着真空计的商品化发展。针对上述的技术瓶颈,研究者提出了不同的技术方案来克服。文中总结相关的研究报道后对问题的缘由以及相应解决措施进行了分类整理与分析,对文献报道的MEMS型电容薄膜真空计进行了对比分析。最后,对MEMS型电容薄膜真空计的发展前景提出了展望。     

一种下限为5×10^(-16)Pa·m^3/s的高精度超灵敏度检漏装置北大核心CSCD

为了解决长寿命、高可靠真空器件的封装检漏需求,研制出下限可达5×10^(-16)Pa·m^3/s的高精度超灵敏度检漏仪。当前基于动态分流原理的通用检漏仪由于引进质谱计分析室的示漏气体量小致使实际检漏下限为10^(-11)Pa·m^3/s,通过软件修正实现的检漏下限可达10^(-12)Pa·m^3/s;基于累积法的超灵敏度检漏下限可达5×10^(-15)Pa·m^3/s,该方法采用商用漏孔作为参考标准,通过线性递推得到的检漏结果偏差可达一个数量级以上,严重影响特殊应用领域器件的高可靠性和寿命。本文在原有的研究基础上,提出累积比较检漏方法。在特殊加工的累积室中对示漏He气进行累积,使其形成的分压力在质谱计测量范围内;通过对累积室内壁的特殊工艺处理获得了更小的示漏气体本底压力;用新研制的下限为5×10^(-16)Pa·m^3/s高精度流量计作为参考标准比较获得被检测器件漏率,避免传统采用自身偏差较大的漏孔作为参考标准和使用线性递推得到漏率引入的较大偏差。实验结果证明,所研制装置的检漏范围为10-12～5×10^(-16)Pa·m^3/s,检漏结果的不确定度为5. 3%～13%。