一种基于对称结构的固体材料放气率测试装置设计北大核心CSCD

为了解决小于10-8Pa·m^(3)/s的固体材料放气率测试问题,设计出一种基于对称结构的测试装置。通过对称结构的两个相同真空室分别作为样品室和空载参考室,避免了采用一个真空室先后分别测量空载时本底放气和放置样品后放气重复过程及引入的较大测量偏差;采用耐高温特殊石英材料制成的低放气率真空室,为实现放气率比较小的固体材料测试解决了真空室本底放气的限制条件;设计出用同一台真空计通过转换气路分别测量样品室和空载室内压力的对称结构,避免了原有动态流量法采用两台真空计分别测量时由于灵敏度的差异而引入的较大偏差;装置集成了标准气体流量计用于真空计的在线校准,提高了测量结果的准确性;采用的对称结构陶瓷加热炉,对样品实现25℃~1000℃范围的加热,设计的装置对材料放气量的测量范围为5×10^(-6)Pa·m^(3)/s~5×10^(-10)Pa·m^(3)/s。     

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

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。

     

材料放气率测量方法评述

材料放气率被用于评价真空材料性能,随着理论研究的深入和实践经验的积累,对材料放气率测试方法有了更具体和更深刻的认识。本文介绍了瑞士、德国、日本、印度以及国内材料放气率测试技术的发展,并对各装置的结构特点和性能指标进行了评述。     

电气工程中固体绝缘材料的性能分析

固体绝缘材料在电气工程中应用是十分广泛的。它的品种很多,但各种固体绝缘材料的性能基本是一致的。本文对其热性能,绝缘电阻,介质损耗和击穿进行了分析,阐明了使用中的注意事项。     

常见放气率测试方法的量化比较

对材料放气率的准确测量至关重要,本文对自主设计出的转换气路(SPP)法测试装置进行了试用,装置重复性较好。将此方法与工程上常用的静态升压法、小孔流导法进行了数量上的直观比较,SPP法比小孔流导法、静态升压法测得的放气率更低。结合molflow模拟,实测值与模拟值相互验证,分析了误差来源,明确了提升方向。     

真空材料放气率高精度测量装置

介绍了上海光源二期线站工程机械真空辅助实验室研制的一套基于双通道气路转换法的真空材料放气率高精度测量装置,对同步辐射真空系统中常见的无氧铜材料样品开展放气率测试研究。实验测量并计算得出样品与本底和本底在不同温度状态、排气时间、气路转换后的放气量。结果显示,经72h,150℃高温烘烤后的无氧铜放气率为3.06×10^-12Pa·m³·s^-1·cm^-2,表明装置具有较高的放气率测试精度,可以满足同步辐射装置对超高真空材料放气率的测量要求。     

小孔流导法测量材料放气率研究

本文介绍了小孔流导法测试材料放气率的原理和方法,分析了影响材料放气率测量的各种因素,讨论了测量范围,提出了改进方法。系统本底是影响测量下限的主要因素,采用双测试室测量本底的方法,可较好的解决这个问题,为材料放气率测量系统的设计提供依据。     

高精度真空材料放气测试研究

不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数,降低比放气率是提高真空度的有效方法之一。在西安200 MeV质子应用装置（XiPAF）的重离子升级工程中,重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度（10⁻¹⁰ Pa量级）,要求不锈钢管道的比放气率不超过1.5×10⁻¹³ Pa·m³/(s·cm²)。文章通过研究降低不锈钢管道比放气率的方法,得到一套不锈钢管道处理方案,使得不锈钢管道的比放气率不大于此数值。降低比放气率的方案包括三个关键问题,即不锈钢材料的选取、真空炉高温烘烤方案选择和加热带烘烤方案选择。论文设计了实验方案,定制加工了四根相同尺寸的不锈钢实验管道,304和316L两种材料各两根,四根管道分为两组分别进行真空炉500℃和950℃烘烤,每根管道做四次加热带烘烤实验,烘烤温度依次设定为150℃、200℃、250℃和300℃,并测量每根管道最终的比放气率。为测量不锈钢实验管道的比放气率,搭建了一套比放气率测试平台。测量结果表明,加工厂家提供的304和316L两种不锈钢材料的初始管道比放气率的大小与材料种类无特定规律;实验中真空炉或者加热带的烘烤均能使比放气率降低1~2个数量级;管道依次进行真空炉950℃烘烤和加热带300℃烘烤之后,比放气率可以达到5×10⁻¹⁴ Pa·m³/(s·cm²)以下,满足XiPAF重离子升级工程要求。

     

常见放气率测试方法的量化比较北大核心CSCD

对材料放气率的准确测量至关重要,本文对自主设计出的转换气路(SPP)法测试装置进行了试用,装置重复性较好。将此方法与工程上常用的静态升压法、小孔流导法进行了数量上的直观比较,SPP法比小孔流导法、静态升压法测得的放气率更低。结合molflow模拟,实测值与模拟值相互验证,分析了误差来源,明确了提升方向。     

固体介质中梁单元模型

在平截面假定的基础上建立了固体介质中梁单元数值计算模型。该模型解决了梁单元与块体的相容性问题,在模拟中桩体时,能考虑桩尖阻力的影响,具有较强的适用性和较高的计算精度。     

有效介质理论在聚氨酯固体电解质中适用性研究

首次利用有效介质理论（EMT）对聚氨酯（PEU）掺杂盐复杂固体电解质体系的导电机理建立了模型。用数学的方法推导出了该体系电导率的理论计算公式,理论预计出随硬段聚集体的增加会出现电导率的极大值,并用实验结果进行了验证。     

真空保温杯常用材料放气特性研究

材料放气是真空保温杯真空度保持和寿命的重要技术指标。本文利用新型基于转换气路法材料放气率测试系统,对钛合金钢、304不锈钢和银等三种真空保温杯常用材料在室温、200℃、400℃真空条件下的放气率和放气成分等特性进行了研究。结果表明,室温下三种材料的放气率由小到大依次为钛合金钢、304不锈钢和银,放气成分均主要以H₂分子和H₂O分子为主;在温度升高过程中,三种材料放出的H₂O分子含量均会缓慢减少,但是放出的H₂分子含量的变化趋势却有所不同,304不锈钢和银的H₂分子含量随温度升高呈现先增大后减小的趋势,而钛合金钢中H₂分子含量则快速增大。因此,在真空除气工艺中,304不锈钢和银的烘烤温度设置400℃以下即可,而钛合金钢内部H₂分子含量较高,较难除去,除气工艺应高于400℃。     

电子致放气测试装置的研究

材料表面吸附的气体分子在电子轰击作用下,会加速释放到真空系统中。为了测试在电子轰击下的材料放气特性,研制了一套电子致放气的测试装置。电子束发生器作为重要的组成部件,具有许多可调参数,这些参数会在一定程度上影响输出的电子束质量,进而影响电子致放气测试结果。文章首先通过实验测量了电子束斑和束流的影响因素,结果表明,聚焦电压和栅极电压对束斑的尺寸有直接的影响,而能量电压对电子束斑直径没有影响。此外,阴极电压、电子能量和栅极电压都可影响到发射电流,从而影响出射的电子束电流。为了验证装置的电子致放气测试能力,采用放气率很低的316 L不锈钢作为测试样品,比较测试其经过三次电子束轰击前后的放气特性。结果表明,经过除气的316 L不锈钢的电子致放气率可较明显地测定,且电子束轰击下放气的主要成分由N₂/CO变为H₂。     

LNG罐式集装箱主要组成材料放气速率测试

维持高真空对采用多层绝热方式的低温储运设备的性能和寿命具有决定性影响。为准确表征LNG罐式集装箱的真空寿命,采用静态升压法测试LNG罐式集装箱4种主要组成材料（不锈钢、碳钢、玻璃钢和多层绝热材料）的放气速率并对其放气成分进行分析。结果表明：不锈钢（S30408）单位面积放气速率稳定值约为1.32×10^-10Pa·m³/（s·cm²）,碳钢（Q345R）单位面积放气速率稳定值约为4.30×10^-10Pa·m³/（s·cm²）,玻璃钢单位面积放气速率稳定值约为6.24×10^-9Pa·m³/（s·cm²）,多层绝热材料单位质量放气速率稳定值约为4.79×10^-9Pa·m³/（s·g）。通过对材料放气成分进行分析,多层绝热材料、不锈钢和碳钢的放气成分大部分为H₂O,玻璃钢主要的放气成分为N₂/CO、CO₂和C,碳钢和不锈钢释放的H₂明显多于玻璃钢和多层绝热材料。     

材料在真空环境下放气的测试技术研究

往真空材料放气率测试装置上对金属材料的放气特性进行了实验研究,实验采用的方法为静态升压法、固定流导法、双通道气路转换法。实验结果表明,测试装置的极限真空度为9．2×10^-9Pa,铜、铝合金2A12、304不锈钢三种材料半小时后的放气率分别为2．34×10^-8a·m^3·s^-1·cm^-2、1．83×10^-9Pa·m^3·s^-1·cm^-2、8．48×10^-11Pa·m^3·s^-1·cm^-2。利用四极质谱计测得装置的本底气体成分主要有H2、N2／CO、H2O和CO2,材料放出的气体成分主要有N2／CO、H2O。三种方法测试得到的铜金属材料的放气率随着温度的升高而小断增大。     

固体绝缘介质真空干燥的传热传质研究

在分析固体绝缘介质真空干燥传热传质机理的基础上,建立了数学模型,给出了解析求解及数值救解方法,为改进电子产品的真空处理工艺提供了理论依据。     

流体—固体成层介质中瑞利波特性的进一步讨论

利用解析法建立了两流体固体介质中斯通利波的特征方程及其位移计算公式,并进一步分析讨论了流体固体介质中瑞利波的弥散特性和传播规律。两半无限流体固体介质中斯通利波波速度是非频散的,波速比ｃ／ Ｖｓ 比匀质半空间中瑞利波波速比小,且ｃ／ Ｖｓ 受泊松比μ影响较小,一般情况模量比ｑ 对ｃ／ Ｖｓ 影响很小。流体固体成层介质中瑞利波具有弥散性,波长短时,相速度ｃ 趋于最上层固体的斯通利波波速,波长长时则趋于最下层固体的瑞利波波速     

基于分压力测量的真空材料放气率测试方法研究

在实际工程应用中,除了需要知道真空材料的总放气率之外,往往还关心的是材料放出的某种单一气体的放气率.为此,本文提出了基于分压力测量的真空材料放气率测试方法,通过采用四极质谱计测量小孔两端的分压力来测试单一气体的放气率.基于该方法设计了测试装置,主要由真空抽气系统、双通道气路转换测试系统、压力测量与质谱分析系统三部分组成.该方.法的提出可以解决测试材料单一气体放气率的问题,同时也提高了测试结果的准确性.     

固体中间介质控制爆破技术及其应用

介绍利用固体中间介质传递炸药爆炸能量对容器形或薄壁形结构物实验控制爆破的施工技术。     

真空保温杯常用材料放气特性研究北大核心CSCD

材料放气是真空保温杯真空度保持和寿命的重要技术指标。本文利用新型基于转换气路法材料放气率测试系统,对钛合金钢、304不锈钢和银等三种真空保温杯常用材料在室温、200℃、400℃真空条件下的放气率和放气成分等特性进行了研究。结果表明,室温下三种材料的放气率由小到大依次为钛合金钢、304不锈钢和银,放气成分均主要以H2分子和H2O分子为主;在温度升高过程中,三种材料放出的H2O分子含量均会缓慢减少,但是放出的H2分子含量的变化趋势却有所不同,304不锈钢和银的H2分子含量随温度升高呈现先增大后减小的趋势,而钛合金钢中H2分子含量则快速增大。因此,在真空除气工艺中,304不锈钢和银的烘烤温度设置400℃以下即可,而钛合金钢内部H2分子含量较高,较难除去,除气工艺应高于400℃。