磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.结果表明,施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

The hydro-abrasive erosion wear behavior of duplex-treated surfaces of AISI H13 tool steel

The influence of duplex surface treatments consisting of a DC-pulsed plasma nitriding process and subsequent coatings of CrN and TiAlN deposited by physical vapor deposition(PVD)on AISI H13 tool steel was studied in this article.The treated samples were characterized using metallographic techniques,SEM,EDS,and microhardness methods.Hydro-abrasive erosion wear tests were performed in a specifically designed wear tester in which the samples were rotated in a wear tank containing a mixture of distilled water and ceramic abrasive chips with a fixed rotational speed.The wear rates caused by the abrasive particle impacts were assessed based on accumulated weight loss measurements.The worn surfaces were also characterized using optical microscopy,SEM,and EDS.Microhardness measurements indicated a significant increase in the surface hardness of the duplex-treated samples.The surfaces of the samples with the TiAlN coating were approximately 15 times harder than that of the untreated samples and 3 times that of the plasma nitrided samples.Hydro-abrasive erosion wear results showed that the duplex surface treatments,especially the CrN coating,displayed the highest erosion wear resistance.     

航天器电推进技术现状与发展趋势

航天器的发展趋势极大地促进了电推进技术在航天器入轨、离轨、状态保持、精确定位及复定位、姿态控制、行星探测一次、二次推进中的应用。概述了俄罗斯和美国当前的电推进活动，重点对霍尔发动机、离子发动机、脉冲等离子体发动机等进行了分析；对电推进相关的重要关键技术，如阴极技术、先进高功率概念、羽流效应、热效应、场效应及供应系统技术进行了介绍；对航天器电推进项目未来发展方向进行了分析展望。     

磁电雾化电晕放电低温等离子体及其应用

本文讨论了磁电雾化电晕放电低温等离子体技术的基本原理,以及它在静电除尘、烟气脱硫等环保生物工程等领域中的应用前景.     

等离子体涂层椭球目标的电磁散射

采用椭球坐标系下的分离变量法,结合介质和目标的边界条件导出了涂层导体椭球的电磁散射场计算公式,将入射场、散射场和内场分为轴对称和非轴对称两部分,数值计算了涂敷椭球粒子的单、双站散射截面的角分布,讨论了散射截面随入射波频率、等离子体碰撞频率、电子浓度和涂层厚度的变化规律,对等离子涂层目标的隐身技术研究有一定意义．     

水中稳态等离子推进器的设计与实验

为了提高船舶运行速度,降低船舶运行噪声,研究了基于水中放电技术的机理,并研制成一种新式船舶推进器——水射流等离子弧推进器.该推进器采用同轴式环〖CDF*3〗棒电极结构,利用两电极间介质击穿过程中产生的等离子体汽泡的压力来推进航模,摒弃了螺旋桨及其他机械部件,降低了船舶运行噪声,由于采用了直线推进技术,大大增加了船舶的航行速度.在参考传统的水中脉冲放电基础上,提出水中稳态放电的设计思想,建立起模型速度测量系统,进行了船模推进器的水上实验,得到了有关水射流等离子弧的推进速度与电极结构、推进器供水量以及外施电压之间的关系.实验及理论分析证明,放电电极间电压及供水量对等离子弧的推进作用有重要影响.     

Infrared waveguide fabrications with an E-beam evaporated chalcogenide glass film

Chalcogenide glasses have a variety of unique optical properties due to the intrinsic structural flexibility and bonds metastability. They are desirable materials for many applications, such as infrared communication sensors, holographic grating, optical imaging, and ultrafast nonlinear optic devices. Here, we introduce a novel electron-beam evaporation process to deposit the good quality arsenic trisulfide (As₂S₃) films and then the As₂S₃ films were used to fabricate the As₂S₃ waveguides with three approaches. The first method is photoresist lift-off. Because of the restriction of thermal budget of photoresist, the As₂S₃ film must be deposited at the room temperature. The second one is the silicon dioxide lift-off process on sapphire substrates, in which the As₂S₃ film could be evaporated at a high temperature (>180 °C) for better film quality. The third one is the plasma etching process with a metal protective thin layer in the pattern development process.     

高铝青铜等离子喷焊层组织及其形成过程

为研究高铝青铜等离子喷焊层组织特征及其形成机理,采用等离子喷焊工艺在45钢基体上分别制备了厚度为2和5 mm的喷焊层,并对5 mm厚度喷焊层沿层深方向进行分层切割,利用光学显微镜、XRD、SEM、EDS分析了不同喷焊厚度的喷焊层组织形貌、相结构、相含量及界面处元素扩散.结果表明:不同厚度的高铝青铜喷焊层均形成了α,γ2及β’相包围k相生长的组织,喷焊过程中熔池不同位置的温度场参数和成分分布不同,形成的快速冷凝固组织特征不同.钢基体Fe元素向喷焊层纵深方向的扩散随喷焊层厚度增加,2 mm厚度的喷焊层中树枝状k相析出较少,偏析严重的位置出现粗大的球形组织,界面处的扩散冶金结合特征不明显;5 mm厚度的喷焊层中随分隔层厚度从2、3 mm增加到4 mm的过程中,Fe元素扩散作用减弱,在4 mm处Fe元素含量达到最低,富Fe的k相析出减少,均匀分布的树枝状组织逐渐增多.     

PECVD法低温制备二氧化硅薄膜(英文)

针对金属层间介质以及MEMS等对氧化硅薄膜的需求,介绍了采用等离子增强型化学气相沉积(PECVD)技术,以SiH4和N2O为反应气体,低温制备SiO2薄膜的方法.利用椭偏仪和应力测试系统对制得的SiO2薄膜的厚度、折射率、均匀性以及应力等性能指标进行了测试,探讨了射频功率、反应腔室压力、气体流量比等关键工艺参数对SiO2薄膜性能的影响.结果表明:SiO2薄膜的折射率主要由N2O/SiH4的流量比决定,而薄膜均匀性主要受电极间距以及反应腔室压力的影响.通过优化工艺参数,在低温260℃下制备了折射率为1.45～1.52、均匀性为±0.64%、应力在-350～-16MPa可控的SiO2薄膜.采用该方法制备的SiO2薄膜均匀性好、结构致密、沉积速率快、沉积温度低且应力可控,可广泛应用于集成电路以及MEMS器件中.     

SiCl4/H2辉光放电等离子体中电子特性的在线检测

SiCl4/H2混合气体被公认为低温沉积纳米晶以及多晶硅薄膜最具潜力的气源之一.首次利用加热可调谐Langmuir探针对等离子体增强化学气相沉积系统中的SiCl4/H2放电等离子体的电子浓度和电子平均能量进行了在线检测,并分析了电子特性随系统各参数:气体压强、射频功率及氢稀释度RH的变化规律.实验结果表明:随着气体压强的升高,电子浓度不断增大而电子平均能量不断减小;增大射频功率或减小氢稀释度RH,电子浓度和电子平均能量都相应增大.此外,并对实验结果进行了定性或半定量分析.本研究工作将有助于更好地理解SiCl4/H2放电机理,改善并优化沉积优质多晶硅薄膜的工艺参数.