大尺寸天文光栅铝膜均匀性研究

天文观测所使用的光栅为大尺寸中阶梯光栅,其制作方法是利用金刚石刻刀对铝膜进行加工,形成光栅槽形,所以铝膜的质量能够直接影响光栅的性能。铝膜的厚度均匀性是判断铝膜质量的重要指标,以现有的内径1.8米镀膜设备为例,对铝膜的厚度均匀性做理论分析和实验研究,得出了电子束制备铝膜的蒸气发射特性n为4.5,并确定了最佳的真空室布局:蒸发源位置l=500mm,工件架高度h=900mm。在直径680mm的镀膜面积范围内,铝膜的厚度均匀性可以达到±1%,满足大尺寸天文光栅研制对铝膜厚度均匀性的要求。     

弯月面法涂覆SiO2溶胶凝胶增透膜厚度与均匀性研究

为在光学元件表面涂覆特定膜厚且均匀性好的SiO2溶胶凝胶增透膜,使用自研的弯月面涂胶机在200 mm×200 mm的熔石英平板上进行SiO2溶胶凝胶增透膜的涂覆.基于薄膜干涉的原理,搭建了一套膜厚测试系统,准确获得了基片上的膜厚分布;对薄膜厚度与涂覆速度的关系进行幂函数拟合,并分析了弯月面涂胶机的涂覆速率及倾斜角度对薄膜厚度与均匀性的影响.结果表明,当涂胶机水平放置时,薄膜厚度与涂覆速率的拟合关系符合弯月面涂覆理论公式,薄膜厚度随涂覆速率的增加而增大,而膜厚均匀性随涂覆速率的增加先增大后减小.当涂覆速率为1.69 mm/s左右时,膜厚均匀性达到最佳,相对标准偏差为0.017.当涂覆速率为1.69 mm/s固定不变,涂胶机的倾斜角度在0°～10°范围内变化时,倾角越大,薄膜厚度越小,倾角在10°比在0°时厚度减小了约38％,而膜厚均匀性随倾斜角度变化不大,小于5％,可以忽略.     

H2SO4浓度对6061硬质阳极氧化膜层质量的影响

针对低浓度硫酸进行硬质阳极氧化膜层厚度、硬度不均匀,以及膜层致密度较低等现象,研究了H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层均匀性和致密度的影响。结果表明：H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层的均匀性起到很大的影响作用,硬质氧化膜的硬度均匀性、膜厚均匀性随着H2SO4浓度（1～20％）的提高而改善;6061在低H2SO4浓度中通过硬质阳极氧化获得的氧化膜有部分孔蚀残缺现象,而在高H2SO4浓度中获得的氧化膜不存在此种缺陷,并且在高H2SO4浓度中获得的氧化膜较低浓度的更致密。     

H_2SO_4浓度对6061硬质阳极氧化膜层质量的影响

针对低浓度硫酸进行硬质阳极氧化膜层厚度、硬度不均匀,以及膜层致密度较低等现象,研究了H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层均匀性和致密度的影响.结果表明:H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层的均匀性起到很大的影响作用,硬质氧化膜的硬度均匀性、膜厚均匀性随着H2SO4浓度(1-20%)的提高而改善;6061在低H2SO4浓度中通过硬质阳极氧化获得的氧化膜有部分孔蚀残缺现象,而在高H2SO4浓度中获得的氧化膜不存在此种缺陷,并且在高H2SO4浓度中获得的氧化膜较低浓度的更致密.     

表面波等离子体制备碳膜的膜厚分布及工艺优化

表面波等离子体(surface-wave-sustained plasma,SWP)是近年发展起来的一种新型低压,高密度等离子体.应用这种技术,采用物理气相沉积(PVD)方法,很容易实现镀膜过程中的离子束辅助沉积(IBAD),从而制备出性能优异的无氢碳膜.采用一种新型的SWP源沉积出无氢碳膜,用郎缪尔探针测试了不同工艺条件下的等离子体密度分布.采用正交实验设计方法,研究了沉积薄膜的膜厚分布特性,分析了膜厚分布与等离子体密度分布的关系,并对制备的工艺参数进行了优化.结果表明,这种新型的SWP源,能够产生高达1011～1014cm-3的等离子体密度.薄膜在整个圆周方向都具有良好的均匀性,沿轴向约为75 mm(膜厚差值±5%).研究中同时获得了影响表面波等离子体膜厚均匀性的显著因素和制备薄膜均匀性最好的工艺条件.     

计量光栅盘真空镀铬机理与工艺研究

在计量光栅盘的制作过程中,真空镀铬是影响计量光栅盘精度和成品率的主要工序之一。为了提高计量光栅盘的精度及成品率,对计量光栅盘真空镀铬原理及膜层形成机理进行了分析,给出了影响铬层致密性及牢固度的主要因素与铬层均匀性和蒸发距离之间的关系式,并针对其原因对相关工艺进行了改进,实验证明改进后的工艺对改善铬膜的致密性和牢固度及均匀性起到了一定的作用,使计量光栅盘的成品率提高了10%,同时也为进一步改善后续工艺提供了理论依据。     

清洗刻蚀源的均匀性分析

为了研制具有高性能的离子源,进而获得高质量的加工工艺,用自制的法拉第筒对清洗刻蚀源均匀性进行了测试,分析了影响离子束均匀性的主要因素,并采用清洗刻蚀离子源进行氩离子束刻蚀.实验结果表明:采用双圈发射型结构比采用单圈结构所得到的离子束密均匀性要好,在一定范围内减小阳极放电电压、减小出口束流、增大距源出口中心距离均可导致出口束密均匀性的提高,离子束刻蚀Cu膜表面粗糙度与离子束密空间分布均匀性紧密相关,目前可达到的最优表面粗糙度值为1.067 8 nm.     

不同磁控溅射模式膜厚均匀性研究

使用磁控溅射和非平衡磁控溅射方法，在玻璃基底上沉积钛膜。实验了在同等工艺条件下平衡和非平衡两种不同的工作模式对膜厚均匀性的影响。结果表明，靶基距是影响磁控溅射薄膜厚度均匀性的重要工艺参数，在一定范围内，随着靶基距的增大，膜厚分布均匀性有提高的趋势；磁场分布是影响两种磁控溅射膜厚分布差异的主要因素；非平衡磁控溅射膜厚均匀性随附加励磁线圈电流改变而变化。     

脉冲多弧离子源所镀膜层均匀性的实验研究

为了解决脉冲多弧离子源镀制膜层的均匀性问题,文中首先分析了不同阴极尺寸、不同辅助阳极尺寸、不同引弧方法以及不同基片距阴极的距离引起所镀膜层透过率曲线的改变,进而讨论了脉冲多弧离子源电极几何尺寸对膜厚均匀性的影响．采用在基片下加一个圆筒形负电位电极实现了脉冲多弧离子源镀膜的均匀性．实验结果表明,在直径７０ｍｍ范围内透过率相对误差为±６．７％,小于所要求的±１０％．     

钛表面处理对增强钛/瓷结合强度的影响

为了提高钛/瓷结合强度,通过不同方法对钛表面进行处理,研究了钛表面处理后钛/瓷界面组织及结合强度。试验结果表明,烤瓷前进行钛表面喷砂处理,对增强钛/瓷结合强度的影响并不显著,但对抑制钛/瓷界面裂纹的扩展起到积极作用;钛表面预氧化处理能够在钛表面形成一层均匀的氧化膜,使参与界面反应的TiO2增多,反应层增厚,但预氧化温度对钛/瓷结合强度有重要影响;钛表面磁控溅射Zr中间层能够抑制钛表面生成过厚氧化层,而中间层厚度对钛/瓷结合强度也有较大影响。     

Characteristic Research on Evaporated Explosive Film

The evaporation source of evaporated explosive was designed and improved based on the inherent specialties of explosive. The compatibility of explosives and addition agent with evaporation vessels was analyzed. The influence of substrate temperature on explosive was analyzed, the control method of substrate temperature was suggested. The influences of evaporation rate on formation of explosive film and mixed explosive film were confirmed. Optimum evaporation rate for evaporation explosive and the better method for evaporating mixed explosive were presented. The necessary characteristics of the evaporated explosive film were obtained by the research of the differences between the evaporated explosive and other materials.     

双层球形容器整体液压胀形有限元数值模拟

本文基于弹塑性大变形三维非线性有限元和间隙接触元，首镒对棱台型双层无间隙球形容器无模胀球成型过程进行了较全面的数值模拟，得到了内外层球壳板面主形规律和胀球过程中不同位置处法向接触力的大小与分布规律，卸载后的间隙分布及贴合情况，内外层壁厚的变化规律。     

脉冲电弧离子源镀膜均匀性研究

薄膜厚度的均匀性是影响沉积方法应用的一个重要因素，利用脉冲电弧离子镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜，并用轮廓仪对薄膜的厚度进行测量，研究了不同参数对薄膜均匀性的影响。结果表明：离子源阴极和基片的距离、主回路工作电压以及沉积频率都不同程度地影响薄均匀性，文章还就不同类型离子源对薄膜均匀性的影响进行了探讨。     

码盘、圆光栅真空镀铬工艺的研究

通过对码盘、圆光栅真空镀铬原理及膜层形成机理的分析,给出膜层厚度和影响其均匀性和致密性的主要因素之间的关系式以及安全成膜时被镀件的临界转速,为真空条件下获得厚度均匀、致密性好的铬膜提供了理论依据.     

Synthesis and characterization of polyfunctional aziridine/polyester microcapsules by multiple emulsion-solvent evaporation method

Polyfunctional aziridine/polyester microcapsules as control-release waterborne cross-linker were synthesized by multiple emulsion-solvent evaporation method. The results show that, a lower surface free energy with shell polyester is more favourable for the formation of microcapsules. Full encapsulating microcapsules are synthesized with the polyester with a surface free energy of 34.5 mJ/m². Shell-to-core feeding mass ratio has a significant influence on the morphology and core content of the resulting microcapsules. Well defined spherical microcapsules with uniform shell thickness and core content at around 22% are produced at a shell-to-core mass ratio of 1:1. When 2.5% of colloid stabilizer is used, hollow spherical microcapsules are obtained. A high solvent evaporation rate results in wrinkling and porosity of the microcapsules, and an evaporation rate equivalent to solvent elimination in about 2 h provides a uniform rate of surface hardening. The characterization of the microcapsules by SEM and FTIR demonstrates that polyfunctional aziridine is encapsulated at the centre of the microcapsule. The microcapsules synthesized can be broken at a high shear rate.     

分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。     

以制冷剂R22为工质的地板辐射采暖模拟与优化

以空气源热泵为热源,直接用R22作为工质进行地板辐射采暖.在实验验证数值模拟可靠性的基础上,运用ANSYS软件分别对地板表面材料(瓷砖、木地板、毛毯),管间距(100-300 mm),填充层厚度(25-50 mm)影响地板表面温度均匀性和散热量进行模拟.结果表明:地面装饰层的材料对地板温度的均匀性和地板表面的散热量有着重要的影响;随着管间距的增大,地板表面温度和散热量分布更加不均匀;而填充层的厚度对地板表面的温度和散热量影响较小.     

InSb薄膜的真空蒸发及磁敏霍尔元件的制作

利用单源真空蒸发方法制备InSb薄膜。研究了基片温度控制和膜层厚度对薄膜电子迁移率的影响。室温下测得InSb薄膜的电子迁移率为4×104cm2/V.s,晶粒尺寸达微米数量级。制作的磁敏霍尔元件输入与输出电阻范围为200~500Ω,乘积灵敏度达90~150V/A·T。     

往复矩形密封的理论分析和实验研究

针对往复矩形密封，应用润滑方程、弹性平衡方程和缝隙流理论分析了对密封性能起关键作用的密封圈内表面轴向压力分布、液膜厚度、摩擦力；并用有限元和差分法对其进行了理论计算；最后用实验测试了压力分布和摩擦力．     

蒸发或冷凝液膜二维表面波的时域演化方程

以边界层理论为基础，考虑完整的边界条件，采用Ｃｏｌｌｏｃａｔｉｏｎ方法，推导出了以液膜厚度表示的沿倾斜壁面下降的、处于蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的二维表面波扰动时域演化方程。方程中考虑了雷诺数、表面张力、热毛细力、倾角、流体物性以及在蒸发、等温和冷凝条件的影响，为进一步分析上述因素在不同雷诺数下的作用，从理论上全面认识和分析液膜表面波的时域演化行为和稳定性提供一种简便可靠的物理模型。