1mN·m～1N·m扭矩标准装置力臂系统

介绍了新研制的1 mN·m~1 N·m扭矩标准装置的关键部件——力臂系统的设计方案,并对力臂进行了不确定度分析。分析表明:1 N·m扭矩标准机力臂长度的不确定度为4.2×10~(-6)(k=2),完全满足1 N·m扭矩标准机技术指标的要求。     

全自动高准确度100N·m扭矩标准机

介绍了中国计量科学研究院新研制的基于空气轴承支撑技术的100N·m扭矩标准机的工作原理、机械结构和电气控制系统及该机的性能试验和不确定度评定.对该机进行的性能试验结果表明:100N·m扭矩标准机的重复性优于2×10~(-5),不确定度优于2×10~(-5)(k=2).     

100kN·m静重式扭矩标准装置

介绍了中国计量科学研究院研制的100kN·m静重式扭矩标准装置。该装置采用高精度大承载的刀口支承机构,力臂采用单梁结构并配置了力臂限位保护机构,砝码加载系统采用内外圈砝码组和升降机构结合的结构形式,实现了1kN·m～100kN·m范围大扭矩量值的复现。理论分析和性能验证试验表明:100kN·m扭矩装置在1kN·m～100kN·m范围内的重复性优于5×10^-5,相对扩展不确定度优于1×10^-4(k=3)。     

高准确度微小扭矩标准装置研究

介绍了中国计量科学研究院新研制的基于空气轴承支撑技术的1mN·m～1N·m微小扭矩标准装置的工作原理、机械结构、性能试验和不确定度评定。该装置采用静压空气轴承作为力臂杠杆的支撑部件;力臂杠杆系统采用单臂结构,并配备了配平机构和力臂限位保护机构;砝码加载机构采用砝码吊挂、砝码组和砝码支撑系统精密结合的方式。理论分析和性能试验表明:该装置的相对扩展不确定度(k=2)在1～5mN·m范围内小于3.4×10-4;在5～100mN·m范围内小于7.4×10^-5;在100mN·m～1N·m范围小于2.6×10^-5。     

低温下固体材料导热系数的测定

我们研制了一套能在4～300K温区和1×10~(-4)～1×10~( 2)W·cm~(-1)·K~(-1)导热系数范围内,测出各种固体材料导热系数的装置。该装置具有结构简单、操作方便等优点。本文介绍了装置的原理、结构以及几种工程材料导热系数的测试结果。     

磁悬浮高速转子真空计的试验

本文介绍我们研制的磁悬浮真空计初步试验结果。简述该计的组成与利用数字频率计测量压强的方法。给出与中国计量科学研究院真空室的薄膜真空计对比,与DL-2型热阴极电离计对比及密封管静态压强测量稳定性的试验结果。试验的结果表明: ①多次对比的试验有较好的重复性。②在1×10~(-2)～1×10~(-3)托压强范围内,磁悬规与薄膜真空计的读数基本一致,相对偏差小于1％。磁悬规压强测量线性上限为1×10~(-2)托。③在1×10~(-3)～1×10~(-5)托压强范围内,DL-2型热阴极电离计与磁悬规的读数的相对偏差在 5％～-10％之间。在6×10~(-4)托压强附近,三天内多次对比的重复性较好。两个规的压强读数比值的相对标准差为1.3×10~(-2)。④密封管内静态压强的测量,平均压强P=2.555×10~(-3)托时,相对标准差为4.3×10~(-3);平均压强P=6.479×10~(-5)。托时,相对标准差为1.1×10~(-2)。     

一种(10~(-1)～10~(-10))Pa·m~3/s标准气体流量计的设计

为了解决真空计量检测对标准气体流量的需求,设计出(10~(-1)～10~(-10))Pa·m~3/s的标准气体流量计。装置主要由定容法流量模块、流导法流量模块、供气与抽气模块、保温模块、控制模块组成,通过定容法和流量法提供标准气体流量。采用容积约为5和0.1 L的真空室作为定容室,同时为流导元件入口提供一定压力的气体;仅用两台电容薄膜真空计作为参考标准测量真空室气体压力,通过PLC触摸屏或计算机进行测量数据采集及运行控制;采用激光在铂金片上打孔并进行真空镀膜的工艺获得10~(-10) m~3/s流导元件。设计的装置外形尺寸不超过500 mm×400 mm×500 mm,主体重量小于35 kg,提供的流量范围为(10~(-1)～10~(-10)) Pa·m~3/s,具有成本低、操作方便、便携等优点。     

衬底负偏压对线性离子束DLC膜微结构和物性的影响

采用一种新型线性离子束PVD技术制备出大面积类金刚石薄膜(DLC膜),研究了衬底负偏压对薄膜微结构和物性的影响.结果表明:制备出的类金刚石薄膜在300 mm×100 mm范围内纵向厚度均方差约10-12 nm,横向薄膜厚度均方差约2-4 nm.随着衬底偏压的提高,薄膜中sp~3键的含量先增加后减小,在衬底偏压为-100 V时sp~3键的含量最大;DLC膜的残余应力、硬度和弹性模量与sp~3键的含量呈近似线性的关系,在衬底偏压为-100 V时其最大值分别为3.1 GPa、26 GPa和230 GPa.DLC薄膜的摩擦学性能与薄膜中sp~3碳杂化键的含量密切相关,但是受衬底偏压的影响不大,其摩擦系数大多小于0.25.偏压对磨损的影响很大,在偏压比较低(0～-200 V)时,薄膜的磨损率约为10~(-8)mm~3/N·m,偏压升高到300 V磨损率急剧提高到10~(-7)mm~3/N·m.     

温室气体全球变暖潜值的实验法评测

本文通过搭建模拟温室气体与大气中OH自由基等活性物种反应的实验装置,研究其大气化学特性,进而对全球变暖潜值(GWP)等环境影响指标进行评测。采用此装置,通过相对速率法测定了常见制冷剂1,1-二氟乙烷(R152a)与OH自由基在298 K和272 K的反应速率常数分别为(2.0±0.1)×104m3/(mol·s)和(1.37±0.02)×104m3/(mol·s),同时得到其红外吸收光谱。根据测试结果并利用现有计算模型得到大气寿命为1.4 a,辐射效率(RE)为8.4×10-12W/(m2·kg),20、100、500 a GWP分别为:474、129、37,与IPCC-AR5报告中的数据差异小于7%(测试误差范围内)。     

20kN·m扭矩标准装置控制系统的实现

2016年,中国计量科学研究院完成了20kN·m扭矩标准标准装置的研制。该装置采用工控机作为中央控制器,实现对扭矩装置的集中控制管理,运用可编程序控制器(PLC)作为控制装置,实现对设备各个执行部件的动作控制,利用位移传感器和力传感器进行精确测量,由伺服控制系统完成精确控制调整,通过设计和编写复杂的微机程序,实现了扭矩装置的全自动化工作。本文介绍了20kN·m扭矩标准装置的技术方案、电气控制系统及运行模式。     

气相色谱法测定氮中丙烯腈含量研究

采用气相色谱法测定氮中丙烯腈气体的含量,通过优化载气、氢气和空气流量以及柱温等条件,确定2×10~(-6)~5×10~(-6)mol/mol的氮中丙烯腈气体的测量条件。结果表明,优化后的载气、氢气和空气流量分别为40,40,400 m L/min,柱温130℃;该方法在0~7×10~(-6)mol/mol范围内具有很好的线性(r=0.9998),在2×10~(-6)~5×10~(-6)mol/mol范围内相对标准偏差小于0.17%。研究可为相关检测提供技术参考。     

多功能真空校准装置

为满足航天器热试验常用真空计及标准漏孔的校准需要,研制了多功能真空校准装置。该装置可用于进行热偶真空计、压阻规、电容薄膜真空规、潘宁规、热阴极电离规等真空测量传感器的校准,同时也可以用于渗透型真空漏孔的校准。装置选用静态比对法、动态比对法、质谱比对法设计建成,真空校准范围为1.33×10~5Pa~1×10~(-4)Pa,真空漏孔校准范围为5×10~(-5)~5×10~(-9)Pa·m~3/s,装置智能化水平高,操作简便,适合真空规管的批量校准。     

一种下限为5×10~(-16)Pa·m~3/s的高精度超灵敏度检漏装置

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%。     

真空漏率校准装置的研制和应用

真空漏率校准装置可以对(10~5~10~(-4))Pa范围内的各种真空计和(10~(-7)~10~(-9))Pa·m~3/s的真空漏孔进行校准。该装置的特点是结构简单、量程宽、易操作和工作效率高。     

葡萄糖酰胺非离子双子表面活性剂的制备与表征

以烷基胺、1,3-二溴丙烷为主要原料,采用两步法合成了不同碳链长度(n=8、12、16)的N,N′-二烷基(8/12/16)-N,N′-二葡萄糖丙二酰胺非离子双子表面活性剂。通过FTIR与1 HNMR对产物的结构进行了表征,用悬滴法对其表面张力进行了测定,用动态光散射对其粒度分布进行了测定,用改进Ross-Miles法对样品的泡沫性能进行了测定。结果表明:合成的葡萄糖酰胺非离子双子表面活性剂(8/12/16)的临界胶束浓度(cmc)及γcmc分别为5.627×10-3 mol/L、4.42×10-4 mol/L、2.96×10-3 mol/L和36.20mN/m、30.22mN/m、46.35mN/m;双子表面活性剂溶液粒径分布在130～1050nm;双子表面活性剂泡沫性能良好。     

一种10~5～10~(-7) Pa现场真空计校准装置的设计

针对现场真空校准需求,设计出校准范围为10~5～10~(-7) Pa的现场真空计校准装置。装置集成了比较和标准流导两种校准方法,采用模块化设计减小了装置的体积和重量;通过触摸屏或计算机实现自动化数据采集及操作控制,装置能够自动出具并上传校准证书;校准室通过特殊工艺处理及双极串联抽气机组抽气,设计的极限真空度为10~(-8 )Pa量级;采用流导法和定容法设计出10~(-2)～10~(-10) Pa·m~3/s的复合型标准气体流量计,解决了宽量程标准流量的提供问题。本现场真空校准装置设计的校准范围为10~5～10~(-7) Pa,外形尺寸不超过500 mm×500 mm×600 mm,主体重量小于50 kg,具有校准范围宽、便携、自动化程度高等优点。     

现场真空校准装置性能研究

研制了一台校准范围为10~(-5)~10~5Pa的现场真空校准装置。将不同种类单一成分的校准气体引入装置上游室,通过几何尺寸为微米量级激光小孔的衰减,建立校准用标准压力p_(std)。上游室压力变化范围为1~10~3Pa,相应地,校准室内对应的标准压力范围10~(-5)~10~(-2)Pa(N2),测量不确定度为2.4%。另外,该装置可采用与标准真空计直接比较进行动态或静态校准,其极限真空度为10~(-6)Pa量级。对装置暴露大气后的抽气性能、静态压升及其主要计量特性进行了实验研究。实验结果表明,该装置外形尺寸以及质量分别为475 mm×420 mm×800 mm、37.8 kg,校准范围为1.9×10~(-5)~1.0×10~5Pa,相对合成标准不确定度为2.8%~0.40%。     

正压漏孔校准装置的研制

作者对正压漏孔校准方法作了研究,为了对不同示漏气体的正压漏孔进行精确校准,建立了一套改进型的PΔV/t漏孔校准装置,并对该装置进行了不确定度的分析.该装置校准范围1×10-4 Pa m3/s～1×10-7 Pa m3/s,在漏率2×10-6 Pa m3/s时系统总误差小于4.0%.     

AZ61镁合金薄板超塑性变形特征的SEM研究

利用扫描电镜(SEM)和超塑性拉伸实验对一次热挤压加工成型的AZ61镁合金薄板(晶粒尺寸～12μm)超塑性变形特征进行了研究.结果显示,在最佳的变形温度(623K)和应变速率(1×10-4s-1)条件下,可获得的最大的超塑性形变量为920%.在523～673 K实验温度和1×10-2～1×10-5s-1应变速率范围内,材料的应变速率敏感指数(m值)随实验温度升高和应变速率的降低而增加.较高的m值(0.42～0.46)对应于晶界滑动机制(GBS),而较低的m值(0.22～0.25)则对应于位错滑移机制.变形温度和应变速率是影响超塑性变形量和变量机制的主要因素.     

304不锈钢激光熔覆Co-Ti3SiC2自润滑复合涂层微观组织与摩擦学性能

采用激光熔覆同步送粉法在304不锈钢上制备出自润滑耐磨涂层,熔覆粉末配比为纯Co,Co-2％Ti3 SiC2(质量分数,下同)和Co-8％Ti3 SiC2.借助扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对熔覆涂层进行表征,系统地研究304不锈钢与涂层在室温和600℃下的摩擦学性能与磨损机理.结果表明:激光熔覆Co-Ti3 SiC2涂层的平均显微硬度高于基体(240.3HV0.5),N1,N2和N3涂层的硬度分别为285.7HV0.5,356.3HV0.5和463.8HV0.5,涂层主要由连续基体γ-Co固溶体,硬质相Fe2 C,Cr7 C3和TiC,润滑相Ti3 SiC2组成.在室温下,基体和N1,N2,N3涂层的摩擦因数分别为0.56,0.62,0.68和0.42,N1,N2,N3三种涂层的磨损率分别为9.15×10-5,7.81×10-5,4.66×10-5 mm3/(N·m),均明显低于基体(66.42×10-5 mm3/(N·m));在高温下,基体和N1,N2,N3涂层的摩擦因数为0.66,0.54,0.52和0.46,N1,N2,N3三种涂层磨损率分别为37.79×10-5,35.6×10-5,18.83×10-5 mm3/(N·m),均低于基体(41.3×10-5 mm3/(N·m)).在室温和600℃下,涂层具有高于304不锈钢基体的显微硬度,且Co-8％Ti3 SiC2涂层呈现出最好的自润滑耐磨性能.