蓝宝石强化研究进展

蓝宝石窗罩在气动热效应作用下易产生破裂,使其结构/功能失效.提高蓝宝石高温强度可有效抑制其高温断裂行为.结合国内外研究成果,从蓝宝石高温失效机理、蓝宝石高温强度表征新方法和蓝宝石强化方法等方面,综合评述了蓝宝石强化研究领域的最新成果,其中重点介绍了蓝宝石强化的研究进展,最后指出了我国蓝宝石强化研究的努力方向.     

耐高压封接玻璃的研究

本文研究某些氧化物对以1.5BaO·2R_2O·CaO·7.5SiO_2为基础玻璃的膨胀系数、润湿性、密着强度等性能的影响;并用金相显微镜和离子探针对封接界面进行了观察和分析.研制了一种能与18—8型耐酸不锈钢相封接,耐压强度达2.4kgf/cm~2以上的耐高压封接玻璃;该材料应用于仪器中热电偶与金属的封接和冷冻机潮气指示器窥窗的封接等。     

0.22 THz折叠波导行波管输出窗的仿真设计与实验研究

输出窗是微波管内将高频能量由高真空环境传送至外部负载的关键部件。本文研究了用于0.22 THz折叠波导行波管的输出窗结构,采用CST微波工作室进行优化计算,设计出窗片材料为蓝宝石的盒型窗结构。分析了结构参数的变化对盒型窗电压驻波比的影响,当盒型窗结构参数在±0.01 mm范围变化时,其驻波比仍低于1.2,保证了零部件加工的可行性。计算了输出结构的损耗包括壁损耗和介质损耗,结合ANSYS软件分析了输出结构上的温度和热应力分布,分析表明:介质窗片的损耗非常小,输出结构的温升主要是由波导壁损耗导致,输出功率为10 W时,窗片最高温度为88.5℃,窗片上最大应力与窗片中心应力差为47.1 MPa,对窗片的结构影响不大。根据优化参数,制备了盒型窗,并且对该结构进行了测试,结果表明,在频率216 GHz处,驻波比为1.24。     

平板式固体氧化物燃料电池Ag-CuO封接材料的研究

采用Ag-CuO为封接材料对连接体SUS430和电池片阳极Ni-YSZ在空气中进行封接,通过对泄露率的测定、扫描电镜、能谱分析等方法对封接的气密性、相容性及热循环性能进行了研究。结果表明Ag-CuO材料可实现对连接体与电池片的有效封接,且当材料中的Cu含量为6%（摩尔分数）时模拟泄露率最低,〈0.001mL/（min.cm）,封接材料在经历10次热循环后的气体泄露率无增大,能谱分析表明在连接体/Ag-CuO材料界面没有发生元素扩散现象。     

封装对MEMS高G值传感器性能的影响

以一种新型高G值MEMS加速度传感器为例进行有限元模拟，将实际封装简化为一种最简单的封装结构，进行频域分析和时域分析，讨论粘结传感器芯片和封装基体的封接材料对其输出信号的影响。频域分析表明，封接材料的杨氏模量对封装后加速度传感器整体的振动模态的影响很大，封接胶的杨氏模量很小时会致使加速度传感器的信号失真，模拟表明可选用杨氏模量足够高的环氧树脂类作高G值传感器的封接材料，时域分析静态模拟表明，封接材料的杨氏模量对最大等效应力，最大正应力以及沿加载垂直方向的正应力的最大值与最小值基本无影响，时域分析动态模拟表明，随着封接材料杨氏模量的提高，动态模拟输出的悬壁末端节点位移的波形和经数字滤波后输出的信号变好，封接材料的杨氏模量不影响输出信号的频率和均值，在加速度脉冲幅值输入信号变化时，悬壁梁末端位移平均值输出领带信号与输入有良好的线性关系。     

He-Ne激光陀螺仪真空铟封结构应力分析与工艺优化

氦氖激光陀螺仪电极封接是维持其微晶玻璃谐振腔体真空环境的关键技术之一。研究分析了氦氖激光陀螺仪经典铟封接结构特点及电极铟封性能,应用弹塑性力学理论建立铟封结构的物理和数学模型。数值计算了铟封结构残余应力,得到了不同物性参数的残余应力变化规律,分析了铟丝环直径、铟合金化学计量比等参数对铟封残余应力的影响;优化了封接工艺参数,提高了封接强度及谐振腔真空铟封性能,使铟封接强度与真空气密性能满足氦氖激光陀螺仪长寿命的使用要求。     

蓝宝石表面原位玻璃化处理及性能研究

采用表面原位玻璃化处理方法,可成功制备高透过率的蓝宝石样品.紫外-可见透过光谱的测试结果表明,未抛光的蓝宝石基体经过表面玻璃化处理后透过率得到了显著的提高.经过玻璃化处理,蓝宝石的理论透过率从85％提高到90.2％.同时,测量并系统地讨论蓝宝石样品的热膨胀系数(CTE)、差示扫描量热(DSC)、折射率和显微硬度等一系列性能.结果表明,该玻璃层具有热稳定性良好、显微硬度高且与蓝宝石的热膨胀匹配度良好,其诸多物理性能可以通过调整玻璃层的组成和厚度来调控.研究表明,表面玻璃化处理是减少蓝宝石抛光时间和成本、提高粗糙表面蓝宝石光学性能的有效方法,为蓝宝石表面处理技术的发展提供了有益指导.     

基于时域随机化的超高斯真随机驱动信号生成技术研究

提高振动模拟试验的真实性和增强振动激发试验的效力都需要产生超高斯分布的真随机驱动信号。研究了基于时域随机化的超高斯真随机驱动信号生成技术,针对常用半正弦窗函数和不同重叠因子值进行了理论分析和数值仿真,结果表明:时域随机化前后的伪随机和真随机信号峭度值是线性关系,但输出的超高斯真随机信号峭度值比输入的超高斯伪随机信号峭度值要小,并且重叠因子取值越大峭度值减小的程度越大。     

真空平板玻璃封边气孔成因研究

针对真空平板玻璃封边封接层中易出现气孔缺陷的问题,采用真空熔接法侧边封接真空平板玻璃,利用EBSD、EDS方法分析了真空平板玻璃封接层的显微组织结构与物相组成,探究了真空平板玻璃封边气孔的形成原因,并对真空平板玻璃进行了不同封接焊料粒径在不同封接温度的试验研究,分析了真空平板玻璃封边气孔率的影响因素。研究结果表明,真空平板玻璃封接层外侧为呈一定厚度且连续分布的层状界面反应润湿层,内部为熔融层,在熔融层存在大量的气孔,润湿层未出现明显的气孔,气孔均为相互不连通的孤立气孔,主要位于颗粒的交界处,主要是由焊料颗粒间的残留空气引起的。随着封接温度的升高与封接焊料粒度的减小,结构变得致密平整,气孔数量减少,只要通过合理选择封接温度与封接焊料粒度,可以避免或减少气孔缺陷。     

立式高真空MOCVD装置CaN外延生长与器件制备

自行设计了一套具有创新性的研究型立式高真空MOCVD装置,能够较好的调节反应气体的流动状态,从而在衬底上生长大面积均匀的外延层.利用该装置在蓝宝石和硅单晶衬底上成功地生长出高质量的GaN晶体薄膜.在蓝宝石衬底上生长出n、p型GaN以及多量子阱多层结构材料,并成功制备了GaN基多层量子阱结构的蓝光发光二极管,性能良好,具有实用价值.     

超声波技术在检测真空系统泄漏中的应用

基于电厂真空系统泄漏是一种常见故障,因此研究一种简便、快捷、准确的检测方法是必要的.运用超声波技术研究了检测真空系统泄漏的新方法.实践表明,该方法是可行的.所给出的应用超声波技术检测真空系统泄漏的原理和检测方法是有效的.     

水环真空泵能效评价方法研究

给出了水环真空泵能效值的3种表示方法和计算公式,分析了能效考核点的确定方法。通过比较研究,提出了水环真空泵产品的能效评价方法及判定体系:采用单位功率的抽气量表示水环真空泵的能效,依据水环真空泵极限真空度的不同分别设定能效考核点,叶轮转速作为参考因素。通过能效值考核和评价,可以有效地推动和引导水环真空泵行业节能技术的发展,促进相关产业过程的节能及可持续发展。     

Vakuum‐Drehdurchführungen mit Magnetflüssigkeitsdichtungen. Magnetic‐liquid‐sealed vacuum rotary feedthrough

Most vacuum manufacturing processes require some type of motion to take place within the chamber. A magnetic liquid sealed feedthrough is a device that transmits rotary motion into a vacuum chamber with minimal torque requirements and minimal contamination level. The are widely employed in high and ultra‐high vacuum conditions, such as: semiconductor fabrication industry, coating equipment, high power X‐ray generators, robotics applications and the others. In the paper is given principle of operation of a magnetic liquid seal and various standard and special designs of vacuum rotary feedthroughs, sealed with magnetic liquid are described.     

大型重离子加速器真空系统及其挑战

中国科学院近代物理研究所从历次的大科学装置建设中,积累了大型真空腔体、超高/极高真空系统以及强流重离子加速器真空系统等设计经验。为了获得超高/极高真空系,从真空设备选择、材料处理、密封形式以及在线烘烤等方面形成了一套完整的工艺流程;在强流重离子加速器(High Intensity Heavy ion Accelerator Facility,HIAF)真空系统研制过程中,为了减小磁铁气隙尺寸,大幅度降低磁铁造价及电源运维成本,提出陶瓷内衬薄壁真空室新方法,并研制了原理性样机;为了有效控制HIAF未来运行过程中的动态真空效应,设计了束流准直器,开展了真空材料解吸率测量研究;为了解决高放射性区域真空系统的维护问题,提出了自重密封结构,同时研制了充气膨胀密封法兰;为了进一步优化高精度环形谱仪真空度,开展低温极高真空系统研究。     

The properties of carbon fiber reinforced aluminum composites formed by the ion-plating process and vacuum hot pressing

An ion-plating technique was applied to deposit aluminum on carbon fibers. The coated fibers were used to manufacture a carbon fiber reinforced metal composite by vacuum hot pressing.The composite thus produced has comparatively high strength, high modulus and excellent performance at high temperature. The effects of the vacuum hot-pressing conditions and the fiber fraction on the composite properties are discussed.     

Experimental features affecting the transparency of YAG ceramics

This article focuses on the importance of the ceramic production process for the final transparency and overall optical quality of materials to be used as laser hosts. YAG-based ceramics are prepared starting from commercial powders. The materials are prepared by reactive sintering in a clean atmosphere and under high vacuum. Nd or Yb are selected as active elements as the more appropriate for high energy and high peak power lasers. The powder type and treatment and the solvent removal technique are described in detail as well as the experimental conditions adopted during shaping. The influence of the pre-sintering and sintering cycles on the reaction among the involved oxides and on the microstructure after sintering is shown. The optical characterization is also reported.     

高铬含量铜铬合金的真空熔炼

探讨了高铬含量铜铬合金的真空熔炼工艺 ,重点讨论了铬的吸收率随配比中铬含量的变化关系 ,以及先共晶铬相的分布及形态     

100 Jahre HV‐Pumpe von Wolfgang Gaede. 100th Anniversary of Gaede's High Vacuum Pump

In 1905 Wolfgang Gaede invented a sturdy, quickly operating high vacuum pump, which was easy to use. It was produced and distributed under licence from E. LEYBOLD’s Nachf. This firstly allowed the application of high vacuum technique to industriel production. Gaede continued to work with Leybold just to the end of his life in 1945.     

一种ICP-MS真空测量系统的研制

本文介绍了一种基于C8051F微控制器并应用于电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)的真空测量系统。系统由真空计组、预处理电路、C8051F微控制器、串行接口和上位机组成,能同时测量接口、透镜和四级杆三个部分的真空状态,且具有较高的集成度,紧凑的体积和较低的功耗,经最后实验证实,系统能准确且稳定的测量各个部分的真空度,可为ICP-MS的正常工作提供相应的条件保障。     

Novel techniques of laser acceleration: from structures to plasmas

Compact accelerators of the future will require enormous accelerating gradients that can only be generated using high power laser beams. Two novel techniques of laser particle acceleration are discussed. The first scheme is based on a solid-state accelerating structure powered by a short pulse CO(2) laser. The planar structure consists of two SiC films, separated by a vacuum gap, grown on Si wafers. Particle acceleration takes place inside the gap by a surface electromagnetic wave excited at the vacuum/SiC interface. Laser coupling is accomplished through the properly designed Si grating. This structure can be inexpensively manufactured using standard microfabrication techniques and can support accelerating fields well in excess of 1 GeV m(-1) without breakdown. The second scheme utilizes a laser beatwave to excite a high-amplitude plasma wave, which accelerates relativistic particles. The novel aspect of this technique is that it takes advantage of the nonlinear bi-stability of the relativistic plasma wave to drive it close to the wavebreaking.