可测10^—^12Pa压力的离子谱规

从电子激发解吸(ESD)离子引起的测量误差出发,考察了。Lafferty 发明的热阴极磁控规和 Benvenuti 和 Hauer 改进的 Helmer 规的测量下限。在此基础上研制了一种新的热阴极全压规一离子谱规,它可以在低至10~(12)pa 的压力范围内完全避免 ESD 离子所引起的误差。其结构特点是:1.采用能使气相离子和 ESD 离子具有大的能量差的球形栅极离子源;2.采用具有高能量分辨率的180~(?)半球形离子能量分析器,以提高离子聚焦能力并降低 X 射线下限;3.采用可降低热阴极出气量的在铝合金法兰内掩埋离子收集极的技术。在一台新的铝制 XHV 系统上,进行了以 Mo 和 Pt 作栅极的两种新规的性能研究,通过引入 O_2进行实验证实了气相离子和ESD 离子的有效分离。对 Pt 栅规,当压力低至10~(-11)pa 时,可完全消除 ESD 离子误差。新规的测量下限和灵敏度分别为:Mo 栅规:Px<2×10~(-12)Pa,S=4.5×10~(-4)A/Pa;Pt 栅规:Px<5.6×10~(-12)Pa,S=1.8×10~(-4)A/Pa。     

真空技术及应用系列讲座 第十三讲:真空系统的检测技术

限制真空仪器测量下限水平进一步提高的主要因素,主要有如下4个方面。3.4 .1　真空规管的限制1在热阴极电离规管中,除了软X射线产生光电流以及电解吸等影响外,温度很高的热阴极产生了较高的金属蒸汽压,如一般规管的钨阴极在通常工作温度为2 0 0 0 K时,其蒸汽压相当于氮的10 - 1 0 Pa。2冷阴极电离规管在低压力时存在着放电不稳定、非线性、滞后现象以及电清除能力大等影响。3规管电极和管壳内壁的放气和吸气影响。4大气中氦对玻璃管壳的渗透,氢对不锈钢管壳的渗透。5收集极与其它各电极间的漏电。6在热阴极电离规管中,热阴极对收集极和玻…     

装有贝塞尔盒型能量分析仪的电离规和四极质谱计的研制

贝塞尔盒型能量分析仪由三部分组成 :一个圆筒形电极、一个中心圆盘和两个带中心孔的侧板 ,该分析仪结构简单、结实 ,十分适用于电离规和四极质谱计上。对电离规而言 ,分析仪被放置于电离器及离子收集器之间。在栅型电离器中所产生的离子被分离并注入到能量分析仪中。分析仪依据其激发的能量把电离器中产生的气相离子和栅网表面上脱附的电子激励解吸的离子分离开。如果应用一个法拉第杯型离子收集器和一个灵敏的直流放大器来进行离子流测量的话 ,那么该电离规测量范围在 10 - 1 0 ～ 10 - 3Pa之间。当二次电子倍增器采用脉冲计数方法时 ,所测量的压力范围在 10 - 1 1～ 10 - 6 Pa之间 (Ax TRAN,ISX2 ,U L VAC公司 ) .其典型灵敏度对氮气而言为 (6 .7± 0 .2 )× 10 - 3Pa- 1 和对氢而言为 (2 .3± 0 .0 4 )× 10 - 3Pa- 1 。对四极质谱计而言 ,能量分析仪被置于在电离器和四极滤质器之间。装有该分析仪的质谱计 ,给出了没有电子激励解吸离子的简单质谱。该分析仪能使四极质谱计的离子收集器免受从栅网表面发射的 X射线的辐射 ,和从电离器中的离子以及被激发的分子在退激励过程中释放的紫外线的辐射。这种屏蔽作用改善了在 10 - 3Pa范围内的气体中微量杂质的检测极限 ,使之降至亿分之几     

质谱法测量极高真空的若干问题

本文叙述极高真空残气分析质谱计的性能要求,以及影响极高真空残气分析的若干因素。 影响测量下限的因素是软X射线和其它辐射引起的光电发射和电子碰撞脱附(EID)。与X射线不同,电子碰撞脱附效应除和真空系统的历史、气体组分、电子流等因素外,还和离子源的结构有关。如果仪器设计和操作不当,EID效应将给测量带来很大误差。热阴极的存在是导致真空系统组分改变的主要原因,必须选择工作温度低的阴极材料。 一、引言 极高真空界限的划分至今还不统一。若从真空获得和测量的角度来看,将低于10-12托(10-10帕)的真空称为极高真空是较为确切的…     

极高真空测量中微小离子流检测技术研究

为解决极高真空测量中电离真空计微小离子流的检测难题,设计采用精密运算放大器组成电流电压转换结构,配合低通滤波、零点调节以及相位补偿等技术,实现了10~(-14)A微小离子流的准确检测。通过与国内外不同型号电离真空计进行试验测试,验证了该设计电路能够准确检测10~(-9)Pa极高真空下的电离真空计离子流,为实现极高真空测量设备国产化提供了技术参考。     

基于M-C方法模拟分析NBI真空压力分布的影响因素

中性束注入装置(Neutral Beam Injector,NBI)是产生高能中性粒子束用以加热托卡马克等离子体的装置.NBI真空压力分布是影响中性束传输效率特别是再电离损失的关键因素之一.本文研究分析了HT-7托卡马克NBI实验装置的工作原理和结构特点,利用Monte-Carlo方法建立NBI实验装置主真空室及飘移管道内分子运动及碰撞的相关模型,并进行编程实现对NBI实验装置真空压力分布模拟计算.模拟计算和实验结果表明:主真空室低温冷凝泵抽速为4×105L/s时,主真空室压力在脉冲充气过程中维持在10-3Pa量级;飘移管道低温冷凝泵抽速为4×104 L/s时,飘移管道压力维持在10-4Pa量级.文章的结论为中性束传输过程中再电离损失的研究提供了理论依据.     

TC4钛合金与Nb-W-Mo-Zr铌合金的真空电子束焊接工艺研究

采用真空电子束焊对TC4钛合金和Nb-W-Mo-Zr 铌合金进行了成功焊接,焊接的基本工艺参数为:炉室真空度≤3.0×10-2 Pa,枪室真空度≤1.5×10-3 Pa,焊接电压56～60 kv,束流20～25 mA,工件的移动速度为550～600 mm/min.用扫描电镜对焊接组织进行了观测,并作了X射线无损探伤.结果表明,热影响区和熔合区组织致密,焊缝熔透性好,无气孔.熔合区主要为胞状柬凝固结构,基本无枝晶出现.X射线探伤结果得出,焊缝质量满足国家一级标准.焊接组件在室温下的力学性能为:Rm=595 MPa,RP0.2=482 MPa,A=20%,Z=63%.     

小角度偏转离子能量分析器性能仿真研究北大核心CSCD

能量分析器是对荷能粒子进行分析的重要仪器,其在空间粒子探测方面有着越来越广泛的应用。本文基于带电粒子在静电场中的运动理论以及粒子碰撞理论,利用多物理场仿真软件COMSOL,对一种小角度偏转离子能量分析器进行了仿真研究。模拟计算了不同入射离子能量下的离子运动轨迹,分析了不同入射离子能量和微通道板电压对分析器带电粒子通过率和分辨率的影响,同时分析了温度变化对分析器工作性能的影响。计算结果表明,偏转电压与离子能量之间存在线性变化关系;微通道板电压为-300 V时,分析器的能量分辨率效果较好;温度的变化不改变分析器的能量分辨率,但对分析器的离子通过率有影响。     

小角度偏转离子能量分析器性能仿真研究

能量分析器是对荷能粒子进行分析的重要仪器,其在空间粒子探测方面有着越来越广泛的应用。本文基于带电粒子在静电场中的运动理论以及粒子碰撞理论,利用多物理场仿真软件COMSOL,对一种小角度偏转离子能量分析器进行了仿真研究。模拟计算了不同入射离子能量下的离子运动轨迹,分析了不同入射离子能量和微通道板电压对分析器带电粒子通过率和分辨率的影响,同时分析了温度变化对分析器工作性能的影响。计算结果表明,偏转电压与离子能量之间存在线性变化关系;微通道板电压为-300 V时,分析器的能量分辨率效果较好;温度的变化不改变分析器的能量分辨率,但对分析器的离子通过率有影响。     

热阴极与冷阴极电离规计量学特性比较研究

介绍了3个热阴极电离规和2个反磁控型冷阴极电离规的计量学特性实验研究结果。实验设备是一台高真空基础标准,实验范围为10-7～10-3Pa,实验气体为N2、Ar、He和H2。在连续72h观测中,热阴极电离规在N2、Ar和He中的稳定性优于反磁控规,但在H2中则所有规的稳定性相似。在6个月的重复校准中,所有规在N2、Ar和He中的长期稳定性相似,但在H2中反磁控规的长期稳定性优于热阴极电离规。对于不同的气体,反磁控规的非连续性出现在不同的压力点。在很宽的压力范围内,热阴极电离规的相对灵敏度变化较小,但反磁控规的相对灵敏度随压力变化较大。反磁控规的放电时间随压力、气体和真空系统中电离源的不同而变化。反磁控规的出气率比热阴极电离规小得多,而抽速与一个具有10mA发射电流的热阴极电离规相当。对一些影响实验规计量学特性的原因进行了讨论。     

用Bessel-Box型能量分析器的离子规和四极质谱计的性能

Ｔｈｅｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆａｎｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｇａｕｇｅｉｓｍａｉｎｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｒｅｅｆａｃｔｏｒｓ :ｔｈｅｓｏｆｔＸ ｒａｙｅｆｆｅｃｔ ,ｅｌｅｃｔｒｏｎｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ (ＥＳＤ) ,ａｎｄｏｕｔｇａｓｓｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｇａｕｇｅ .Ｍａｎｙｔｙｐｅｓｏｆｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｇａｕｇｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｅｆａｃｔｏｒｓ .Ａ ｍｏｎｇｔｈｅｍｔｈｅｇａｕｇｅ…     

渡边文夫的极高真空测量研究评介

渡边文夫对极高真空（XHV）测量的系统而有成效的研究，受到国际同行的注目，其中最有实用价值和创新意义的是离子谱规，此规大大降低了X射线效应、电子激励解吸效应和热出气效应，可测量10-12Pa的XHV。本文试图较全面地评介渡边文夫的XHV测量研究工作，以资借鉴。     

10 kPa气体活塞式压力计计量性能测试研究

用FPG8601型活塞式压力计作为标准器,对一台测量范围为1.2～10 kPa的气体活塞式压力计的活塞有效面积和鉴别阈进行了测试研究.介绍了标准器的特点和溯源方法,对被测器需要进行全量程测试的必要性和测试程序进行了阐述.测试覆盖了包括被测器测量下限在内的5个不同压力点,计算得到其活塞有效面积的平均值为9.773 71 ...     

Lead (II) ion selective electrodes based ondiphenylmethyl-N-phenylhydroxamic acid ionophore in cyanocopolymermatrix

A Pb²⁺ ion selective electrode has been prepared using diphenylmethyl-N-phenylhydroxamic acid (DPNINPRA) as ionophore and cyanocopolymer as new membrane matrix. The electrode (Membrane-2) exhibited a Nernstian slope of 36.75±0.001 mV decade^-1 activity of Pb²⁺ ions on varying the Pb²⁺ ions activity from 7.41×10^-8 to 3.68×10^-1 mol dm^-3. The electrode has exhibited a response time of 13.0±s at 1.0×10^-3 mol dm^-3 activity of Pb²⁺ ions and also revealed an improved selectivity in presence of various interfering ions. The high dipolar property of the selected cyanocopolymer has reduced significantly the anions interference and shown potential response independent to the activity of sodium tetraphenylborate (NaTPB). The electrode has shown isothermal point of 30°C as determined from a hysteresis curve. Sensitivity of the electrode has shown a significant variation with thickness of the membrane. The electrode has shown a constant response on continuous use for a period of six months without any drift in potential and has been also found to be useful as indicator electrode for potentiometric titration of Pb²⁺ ions     

基于三维石墨烯衬底的纳米片状水合氧化钌：电化学沉积制备以及柔性超级电容器储能应用

可穿戴设备的快速发展刺激了对柔性高面容量储能设备的迫切需求。本工作采用一种简单的无粘结剂阴极电沉积方法将纳米片状RuO_x·nH₂O沉积固定在三维石墨烯骨架上, 以提高RuO_x·nH₂O的利用效率, 实现了更优良的电极导电性, 并缩短了质子和电子的扩散传输路径。在2 mV?s ^-1时, 它的面容量高达3.78 F?cm ^-2, 主要归因于材料的纳米层状结构有利于电解质进入活性物质RuO_x·nH₂O的内部。另外, 以这种电极材料制备得到的全固态柔性超级电容器, 在10 mA?cm ^-2的电流密度下, 能量密度达到0.1 mWh?cm ^-2, 功率密度达到2.4 mW?cm ^-2, 超过大部分文献报道。     

Ti6Al4V钛合金渗碳层在HF中的腐蚀行为

用真空感应渗碳方法对Ti6Al4V钛合金进行高速渗碳,研究了渗碳层在HF溶液中的腐蚀行为。对腐蚀前后渗碳层的相结构和形貌的分析发现：对Ti6Al4V钛合金高速渗碳后,在表面生成一层TiC和CTi_0.42V_1.58复合化合物相的渗碳层。因为表面有渗碳层,Ti6Al4V钛合金在浓度为0.2%的HF中?泡其腐蚀速率从4.65×10^-10 g·m^-2·h^-1降低到3.3×10^-10 g·m^-2·h^-1。电化学腐蚀测试结果表明,其自腐蚀电位从未渗碳时的-0.94 V升高到-0.68 V,腐蚀电流密度从4.10 mA·cm^-2降至1.65 mA·cm^-2,极化电阻从6.36 Ω·cm²增大到15.8 Ω·cm²,R_t从0.2 Ω·cm²增大到5.7 Ω·cm²。渗碳层具有n型半导体特性,未渗碳样品具有p型半导体特性。Ti6Al4V钛合金渗碳后,在腐蚀过程中电子转移的阻力增大,使耐蚀性提高。F^-对Ti6Al4V钛合金渗碳层的腐蚀机理,主要是析氢腐蚀。     

The electron-stimulated desorption ions from the ionizer of a quadrupole mass spectrometer

The species and the pressure dependence of the electron-stimulated desorption (ESD) ions from the grid surface of the ionizer of the quadrupole mass spectrometer were measured by the QMS with the Bessel-box-type energy analyzer (BB-QMS). The BB-QMS was developed in order to measure true mass spectra of gas phase without ESD ion effect in high to extreme high vacuum. The ESD ions observed in typical residual gasses such as water, carbon monooxide, oxygen and carbon dioxide were H⁺ (H₂O), O⁺ (H₂O, CO, O₂, CO₂), OH⁺ (H₂O). The intensity of the ESD ion signals showed saturation upon increasing coverage of the water molecules on the grid surface.     

基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法

本文介绍了一种基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法,该方法通过分子流传感元件测量真空腔体整体漏率,采用的测量装置由气体流量测量系统、真空抽气系统、恒温系统等部分组成.在测量系统中,流经传感元件的气流处于分子流状态,通过测量传感元件两端的差压,计算质量流量,可以得到真空腔体的整体漏率.实验中对多个真空腔体漏率的测量结...     

电弧离子镀CrAlN-DLC硬质复合薄膜的成分、结构与性能

为了改善CrAlN薄膜的摩擦性能, 本研究在增强磁过滤脉冲偏压电弧离子镀设备上, 用分离靶弧流调控技术在硬质合金基体上分别制备了不同成分的CrAlN-DLC硬质复合薄膜, 并采用不同手段表征了薄膜的表面形貌、成分、相结构以及力学和摩擦性能。结果表明, 不同成分薄膜表面均平整致密, 膜厚均在1.05 μm左右。随着靶弧流比I_C/I_CrAl的升高, 薄膜中碳的原子分数由33.1%升至74.6%。薄膜的相结构主要由晶体相和非晶相复合组成, 其晶体相主要为c-(Cr,Al)N相, 且随着碳含量增大晶体相减少、晶粒尺寸减小, 其非晶相主要为DLC, 其中sp²/sp³的比值随碳含量增大而减小。相应地, 薄膜的硬度随着碳含量增大而提高, 当碳的原子分数为74.6%时, 达到最大值(26.2±1.4) GPa, 且该成分点处薄膜摩擦系数也降至最小值0.107, 磨损率仅为3.3×10^-9 mm³/Nm。综合而言, 当非晶DLC相最多时, CrAlN-DLC复合薄膜的综合性能达到最佳, 较之CrAlN薄膜, 摩擦性能显著提高。