真空科學與技術學報最新期刊目錄

濺射鍍膜單體機真空室氣壓的滑模控制策略設計————作者：胡明;許澤宇;來華杭;趙德明;高興文;高云;吳梅;

摘要：針對濺射鍍膜單體機工藝過程中真空室氣壓控制的非線性、時滯及參數時變等問題，提出一種自適應模糊滑模控制策略。通過建立真空系統的一階慣性加純滯后模型，采用遺忘因子遞推最小二乘法辨識參數，得到氣壓控制的傳遞函數。設計積分滑模面與模糊邏輯補償機制，構建自適應模糊滑模控制器，補償真空系統的非線性特性并抑制外部擾動。經仿真與試驗驗證可知，所設計的控制器在0.1 Pa ～ 10 Pa壓力范圍內的響應速度相較于常...

M型陰極熱失效機理及加速壽命實驗模擬————作者：樊鶴紅;白巖;李傳順;陳昭福;王鐵羊;宋芳芳;趙鵬;于志強;孫小菡;

摘要：真空電子器件的陰極是決定整管性能的關鍵部件。M型陰極由于具有發射性能好、穩定性高的特點，在真空電子器件中應用廣泛，其可靠性及影響因素是生產和使用方共同關注的熱點問題。本文針對當前陰極失效機理模型存在的不足，以及加速壽命模型與失效機理之間脫節的問題，建立了綜合考慮陰極表面膜層互擴散和活性物質蒸發兩種失效機理的M型陰極熱失效機理模型，并在此基礎上開展了M型陰極加速壽命實驗仿真，分析了工作應力對閾值參數...

微間距放電在不同氣壓與間距下路徑改變的研究————作者：魏先銳;孫巖洲;張昊;馬國凱;

摘要：為了研究微米間距放電起始路徑對傳統巴申（Paschen）曲線的影響，在電極間距為10μm-100μm、氣壓為1kPa-100kPa的范圍內，對兩組不同電極進行氣體放電實驗，并利用COMSOL多物理場仿真軟件模擬了板-板電極在微間距中的電場強度和電子密度，同時對近似放電路徑進行數值計算。研究發現在電極邊緣沒有絕緣層時，平臺期內電極間的電離系數會隨著氣壓的降低而減小，使得間隙內的碰撞電離次數減少，從而...

多探測器信號協同成像機制及其在掃描電鏡材料表征中的應用————作者：薛敏;魏杰;陳煒曄;張磊;

摘要：本研究以金屬樣品和不導電納米材料為研究對象，采用Zeiss Sigma500型熱場發射掃描電鏡，系統研究了In-lens、ET-SE和HDBSD探測器信號協同成像機制及其對材料表征的影響。研究表明，通過協同信號成像策略，可有效整合不同探測器在電子信號收集特性和成像效果方面的特異性優勢：In-lens探測器擅長表面細節解析，ET-SE探測器對空間結構敏感，而HDBSD探測器則具有對原子序數敏感的特性...

濺射離子泵空間磁場的分布優化研究————作者：王巖;王鵬飛;任晨華;韓立;

摘要：永磁體是濺射離子泵重要的組成部件，通過數值模擬對現有濺射離子泵結構中的空間磁場分布進行分析，從而得到濺射離子泵外磁場和內磁場分布特征。在此基礎上，提出了降低磁場外溢的雙層磁屏蔽結構和提高內部磁場均勻度的NN極同向陣列永磁體模型。雙層磁屏蔽可以提供更高效屏蔽作用，氣隙比控制在5%時，屏蔽效果可達到最大值的80%以上；內磁場將單一永磁體改為NN極同向陣列模型，可以有效提高磁場均勻度。提出的結構模型對濺...

高速空間定向分子流地面模擬與壓力校準方法研究————作者：張湧頎;鄂鵬;陳千睿;宋春堯;王歡;

摘要：本文針對航天器在軌運行時周圍中性氣體壓力測量與校準的需求，開展了高速空間定向分子流的地面模擬與壓力校準方法的研究。基于離子束表面中和的方法，采用單一種類氣體來模擬空間定向分子流的壓力效應，通過建立束流的傳輸過程模型，并對離子束的加速引出、中和以及傳輸過程進行定量化分析，建立了一套校準轉換器型方向規的方法。該方法為高速定向分子流的地面模擬與壓力校準提供了參考方法，可用于指導轉換器型方向規及其地面校準...

170/218GHz雙頻回旋管準光模式變換器設計————作者：田德成;張瑞;趙國慧;王勇;田露;

摘要：傳統回旋管準光模式變換器受限于單頻工作特性，難以滿足多頻回旋管在聚變堆加熱與太赫茲通信等領域的發展需求。本文基于耦合模理論，提出一種支持170 GHz，TE_31，8模與218 GHz，TE_40，10雙頻工作的準光輻射器設計方法，通過優化模式耦合參數實現在同一輻射切口內雙頻協同工作。此外，結合新型相位差算法構建三級準光鏡面系統，完成波束-電子束路徑分離及波...

HfNbTaTiZr難熔高熵合金表面滲碳和高溫軋制研究————作者：楊光;李金娜;龐云;馬賢;王丁丁;馬尚義;劉繼文;

摘要：本文主要使用了低壓真空表面滲碳技術、掃描電子顯微術、X射線衍射、X射線光電子能譜技術、納米壓痕技術和高溫軋制技術等手段研究了表面滲碳和高溫軋制過程對HfNbTaTiZr難熔高熵合金的影響。通過固溶體形成能力參數Ω和價電子濃度VEC的計算分析得出該高熵合金為體心立方結構，符合鑄態或1000℃高溫軋制后合金試樣的檢測結果。在鑄態試樣中5種金屬元素的結合能特征峰位均向低能方向偏移，說明這些金屬原子周圍的...

大氣壓低頻容性耦合Ar/O₂放電特性研究————作者：呂明宇;劉相梅;王博;林婧;王鑫;

摘要：本文采用一維流體模型，對大氣壓低頻（100 kHz）Ar/O₂等離子體的放電特性進行深入剖析，著重探討了氣壓、頻率對等離子體密度、電離率、電子溫度以及轟擊到上極板處離子能量等參數的影響。結果顯示，低頻放電中γ模式占主導，DA（Drift-Ambipolar ）模式相對較弱，但呈現出明顯的漂移電場和雙極擴散場，電子主要集中在上極板處，轟擊到上極板處離子能量較高。隨著放電頻率的增...

鐿金屬真空蒸發過程中束形器參數對束流特性的影響————作者：郭凱;楊佳琦;張志忠;

摘要：原子蒸氣激光同位素分離過程中，蒸發原子束的密度、發散角等特性對分離、收集過程存在重要影響。本文基于直接模擬蒙特卡羅方法方法，對鐿金屬真空蒸發過程開展數值模擬研究，主要討論了蒸發溫度較低（700～820K）時真空環境下束流在蜂窩板和狹縫板傳輸過程中出口束流特性的影響因素。研究結果表明，蜂窩板孔道長徑比、壁面作用系數、入口束流稀薄程度等參數與束流約束效果正相關，且孔道出口束流平均發散角最小為22.5°...

轉子吸力面弧度及轉速對旋轉式水力空化反應器空化特性影響研究————作者：李曉佟;王磊;蒲發杰;管思桐;劉競婷;宋永興;

摘要：水力空化被認為是一種綠色、高效、環保的水消毒處理技術，且不產生任何有毒副產物。本文提出三種不同吸力面弧度葉形轉子，經數值模擬，對比分析空化率、氣相、壓力、流速等參數，分別研究吸力面弧度和轉速對轉子-徑隙式水力空化反應器的空化特性影響。結果表明，轉速為5040r/min時，吸力面弧度60°的轉子區域空泡體積和空化率最大，表現最優空化性能，此工況轉子低壓區域最大，優化壓力梯度分布實現空泡發展的動態平衡...

空氣耦合的寬頻帶CMUT微元及陣列設計————作者：劉袁濤;許高斌;楊宇誠;孫百川;季旭;

摘要：針對中頻段（200 kHz～2 MHz）空氣耦合電容式MEMS超聲換能器帶寬窄、靈敏度低的問題，本文采用微元結構設計和陣列布局優化的方法實現了具備高靈敏度和寬頻帶的電容式MEMS超聲換能器微元及陣列。微元通過圓環形電極與鎳凸環的復合結構調節振膜剛度，使振膜呈現活塞運動模式，從而提升靈敏度；陣列采用異構-同構協同的新型面陣布局，通過橫向異構設計（不同微元頻帶交疊）拓寬帶寬，并利用縱向同構設計（相同微...

結構參數對水環真空泵能量損失及其性能影響研究————作者：李清云;趙國勇;劉華一;楊盼盼;李燕杰;邊靖堯;

摘要：為分析結構參數對水環真空泵能量損失及水力性能的影響，本文采用數值模擬和熵產理論相結合的方法，研究了不同輪轂比和葉片包角分布下對水環真空泵能量特征和性能的影響規律。結果表明：水力損失主要由湍流耗散熵產和壁面效應熵產兩部分產生，而直接耗散熵產造成損失最小；葉輪區域的湍動能和熵產損失較大，高熵產生率區域主要分布在吸氣區和排氣區。在輪轂比和葉片包角設定范圍內，壁面熵產損失均隨兩者增大呈不斷增加趨勢。輪轂比...

高穩定性、反鐵磁氮化錳薄膜的分子束外延制備————作者：冀壯;肖東東;谷明輝;孟夢;郭建東;

摘要：本文利用等離子體輔助的分子束外延（MBE），成功制備了高質量反鐵磁（AFM）θ-相氮化錳（MnN）薄膜。結構分析表明外延薄膜具有四方對稱性，其中c/a比值為0.98。外延的MnN薄膜在水中和大氣環境下表現出極高的穩定性，這對實際應用至關重要。電輸運表明MnN為金屬性，在低溫下電阻上翹，這可能源于氮空位誘導的磁性雜質及隨之產生的近藤效應。此外，通過制備MnN/鈷鐵硼（CoFeB）異質結構，探究了Mn...

熱軋制工藝對Ti₆₁Al₁₆Cr₁₀Nb₈V₅多主元合顯微組織與力學性能的影響————作者：何楊宇;張朝暉;劉一帆;程一辰;賈曉彤;王強;周金朝;程興旺;

摘要：本文對固溶后的Ti₆₁Al₁₆Cr₁₀Nb₈V₅多主元合金（簡稱Ti61V5合金）進行了高溫壓縮實驗從而得到其熱加工圖，并由此進一步確定了合金的熱軋制工藝范圍：溫度920-1030 ℃，應變速率0.001 /s-0.01 /s，單次工程應變量22%-36%。通過控制變量法對Ti61V5合金...

射頻電源電參數對四極質譜計性能影響理論分析與仿真驗證————作者：李星言;成永軍;馮天佑;孫雯君;陳聯;王星輝;趙瀾;

摘要：四極質譜計在各行業的需求量不斷加大，我國也逐步開始高精度四極質譜計研究，因此對射頻電源性能提出更高要求。基于四極電場以及電參數影響因素理論，使用離子光學仿真軟件SIMION針對不同電參數對電場運動以及離子軌跡進行了建模與仿真分析。仿真分析結果表明，在給定的仿真參數下，增大偏置電壓可以減小離子入射能量，從而對分辨率有一定改善，但由于大質量數離子受邊緣場影響更大，因此大質量數離子通過率下降明顯；增大電...

感應耦合等離子體電磁特性的模擬————作者：官泳;張政權;

摘要：本研究基于等離子體隱身技術背景，建立了感應耦合等離子體（ICP）的電磁模型，用于分析不同放電條件下等離子體的電磁傳輸特性，為等離子體隱身技術提供理論支持。等離子體參數基于流體動力學模擬結果設定，以提高模型精度。通過模擬研究了ICP的反射頻譜和吸收頻譜。結果表明，調節氣體壓力、工作氣體比例及功率等條件可有效控制衰減頻帶和幅度，實現雷達反射信號的抑制。其中，O-ICP對6 GHz以下低頻段吸收較強，而...

MAED-CNN:一種原子尺度圖像降噪的深度學習模型————作者：詹凌濤;范浩龍;張騰;王婷婷;曹雄柏;李燕;周貞如;張全震;楊惠霞;王業亮;

摘要：工作在超高真空環境下的掃描隧道顯微鏡（STM）具備原子級分辨率，廣泛應用于材料表面結構的精細成像。然而，STM圖像易受機械振動、電子噪聲、環境擾動等多種因素影響，導致圖像質量下降，嚴重制約其科學研究價值。為提升STM圖像的可用性和精度，本文提出一種基于多尺度特征提取與注意力機制的深度學習圖像修復模型——MAED-CNN。該模型采用U-Net編碼-解碼結構，融合多尺度卷積模塊與通道注意力機制，并引入...

不銹鋼的電子轟擊放氣影響特性研究————作者：羅艷;王魁波;吳曉斌;

摘要：電子轟擊放氣對一些真空系統的設計起到決定性作用，但電子轟擊放氣的影響因素很多。采用典型的真空腔室材料316L不銹鋼，開展了電子轟擊參數對放氣的影響特性實驗研究。結果表明，電子束首次轟擊新鮮表面時，電子轟擊放氣響應是立即且劇烈的，后續轟擊雖仍為即時響應，但強度顯著衰減；隨電子束累積劑量的增加，電子轟擊放氣量和電子產額逐漸下降，降至初始值的近一半；隨電子通量的增加，電子轟擊放氣量和電子產額略微增加；隨...

DBD等離子體處理火驅尾氣中稀薄甲烷的實驗研究————作者：馬婷婷;成鵬;韓微笑;孫康寧;李森;

摘要：本文采用了介質阻擋放電非平衡態等離子體技術對火驅尾氣中稀薄甲烷進行低溫高效處理。實驗考察了等離子體放電功率（21～46W），O₂/CH₄摩爾比（2～10）和氣體流量（400～1200mL/min）對CH₄轉化率、CO₂和CO選擇性的影響。結果表明，隨著放電功率和O₂/CH₄

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