- 魏民;刘海滨;叶乐志;魏焱锋;
爪型干式真空泵因其无油、高效等优点广泛应用于半导体制造领域。针对传统爪型干式真空泵在含颗粒介质环境中易磨损的问题，文章提出一种基于非对称不完全啮合原理的转子结构优化方法。通过理论推导建立了转子型线的参数方程，重点优化节圆半径比和爪尖直线倾角等关键几何参数，并利用数值模拟分析了新型转子的工作特性。结果表明，优化后的转子容积利用率提升至41.55%，混合阶段压力波动减少，颗粒通过性显著增强。新型爪式转子设计能够有效改善压力分布和速度分布，可使余隙腔内最高压力降低42.35%，提高真空泵的效率和可靠性。该设计不仅能有效降低能耗和延长设备寿命，同时显著提升了半导体制造的工艺稳定性。研究结果为开发适用于半导体及其相关产业的高性能爪型干式真空泵提供了重要的理论依据，具有重要的应用价值。
2026年01期 v.46 14-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张腾巍;周瑞安;王旭迪;
压电陶瓷电机凭借高精度控制与无润滑系统的特性，在高真空乃至超高真空系统中应用日益广泛。然而，依靠摩擦驱动的压电陶瓷电机在运行时，不可避免地会产生摩擦放气现象，排出的气体将污染洁净的真空环境。因此，开展陶瓷在真空条件下的摩擦放气实验，研究其放气现象与机理，是有效控制摩擦放气影响的关键。文章以常用的96%氧化铝陶瓷片为研究对象，在不同载荷、滑动速度和滑动距离的变量下，测定其摩擦放气量；运用RGA质谱仪分析摩擦过程中释放的气体成分；利用SEM观测摩擦前后陶瓷微观表面变化。通过分析不同条件下的放气量曲线，探究诱导陶瓷摩擦放气的影响因素。结果表明：放气量与载荷、速度、距离均呈线性正相关，证实其受多因素协同作用，包括缺陷溶解气体释放、亚表面缺陷贯通及摩擦热效应。该发现为真空系统中陶瓷摩擦放气的控制提供了关键依据。
2026年01期 v.46 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 何欣祥;干蜀毅;
单头螺杆真空泵因转子间隙小、级间泄漏少，成为高效“无污染”真空泵的首选。然而，出口气体反冲易引起转子温升与热变形，导致卡死故障。因此，研究其温度场、热变形特性及冷却方案具有重要现实与经济意义。文章以抽速为50 L/s的单头螺杆真空泵转子为研究对象，采用ANSYS对其温度场和热变形进行仿真分析，并开展冷却方案研究。结果表明：左右转子轴向变形差值不超过0.025 mm，对运行影响可忽略；而径向变形是叠加的，径向变形最大值为0.14 mm，需重点关注。据此提出螺杆转子的径向间隙参考曲线，为转子加工与装配提供依据。冷却研究显示，冷却吹扫与轴心水冷两种方式均可对转子进行有效降温，其中水冷效果随流量增加提升趋缓。研究为螺杆真空泵转子间隙设计及冷却系统优化提供了参考。
2026年01期 v.46 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘燚;刘贝贝;蒋厚庸;张亦杰;周宇仁;
由渐变或梯变孔隙率结构的多孔介质填充的正压标准漏孔，在不同工况条件下对漏孔漏率的影响机理进一步研究。文章采用数值模拟的方法建立数学模型。分析了不同渐变和梯变孔隙率、正压标准漏孔末端长度(??x_2)以及不同类型气体在不同的进气压力下对漏孔漏率影响，并给出了压力场分布。结果表明：在进气压力和温度相同的条件下，梯变孔隙率获得的漏率都高于渐变孔隙率和恒定孔隙率下获得的漏率；渐变孔隙率结构的正压标准漏孔，其压力变化曲线的曲率随着斜率绝对值的增大而增大；漏率随着正压标准漏孔末端长度??x_2的增大而降低；在粘滞流状态下气体的粘度与正压标准漏孔的漏率成反比。在进气压力600 kPa条件下，与恒定孔隙率ε=0.2相比，渐变孔隙率ε=0.9-0.2获得的漏率提高了86.4%；与渐变孔隙率ε=0.9-0.2相比，渐变孔隙率ε=0.9-0.5获得的漏率提高了179%，梯变孔隙率ε=0.9-0.7-0.5-0.3-0.2以及梯变孔隙率ε=0.9-0.55-0.2获得的漏率分别提高了6.9%和27.6%。基于上述结果得到了合理的设计多孔介质孔隙率结构变化能够有效控制漏率提高漏率稳定性的结论。该项研究对正压标准漏孔的加工设计提供借鉴作用。
2026年01期 v.46 39-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡娟;苏毅;杨琛;赵鹏;吴斌;
文章采用射频感应耦合等离子体（RF-ICP）开展对碳化硼（B4C）粉末球化的实验与模拟研究，在等离子体工作气体中加入不同含量的氦（He）的实验条件下，对比其He掺杂对球化B4C粉末的表面形貌和粒径分布的影响，特别关注了对球化率的影响规律。同时结合三维数值模拟，分析了等离子体与粉末颗粒之间的相互作用，揭示了He的加入对等离子体热力学特性及等离子体-颗粒传热过程的影响机理。研究结果表明：在RF-ICP球化B4C粉末过程中，He的加入能提升等离子体的热导率与比热容，从而在提高体系焓值的同时，也使滞留颗粒能够吸收更多的净热量。这不仅显著提升了B4C粉末的球化率，还提高等离子体能量利用率。研究结果对等离子体制备高质量B4C球形粉末具有重要的科学意义和参考。
2026年01期 v.46 50-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2287K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘晓明;桑一丹;陈海;郑佳圆;史红菲;
CuW合金作为大电流真空接触器用触头材料，其材料性能直接影响真空开关的工作性能与服役寿命。其中，Cu相与W相的物性与晶胞组织结构存在差异，使得CuW电极在电弧作用下的微观损伤行为表现各异。文章构建CuW80合金电极双温粒子动力学模型，模拟其在不同功率密度下的烧蚀过程。仿真结果表明，功率密度升高将加剧燃弧阶段电极表面温升、热扩散与局部热应力，导致电极质量损失与烧蚀深度增加，持续存在蒸发现象，呈现非平衡演化特征。在低功率密度下，温升变化相对缓和，电极表面烧蚀较轻，热应力集中于局部区域；在高功率密度下，表面迅速熔化并发生剧烈蒸发，界面热破坏加剧，电极损伤更趋严重，热量在CuW两相结构中非均匀传输引发界面破坏。
2026年01期 v.46 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1935K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 浦乘源;王凤双;侯少毅;胡强;肖慧;
电容薄膜真空计的校准是保证其精度符合标准的关键步骤，标准真空计电压信号引入的噪声干扰和待测真空计差分电容信号引入的非线性拟合误差都会对校准过程的准确性造成影响。文章通过卡尔曼滤波对电压信号进行处理，再根据差分电容信号非线性趋势选取四次多项式拟合方法进行函数拟合。实验结果表明，该方法能有效降低校准过程中引入的误差，均方误差降低79.6%、最大绝对误差降低48.8%。
2026年01期 v.46 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K] [下载次数：60 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李伟;李进;李宇龙;王旭迪;曹青;
Pd/Ti吸气剂薄膜作为超高真空系统中重要的真空维持材料，具有激活温度低、抽速快等优点。针对薄膜制备过程中蒸发源热变形导致的镀膜均匀性问题，研究采用COMSOL多物理场仿真分析了靶丝热变形行为，提出了“石英玻璃棒+变距弹簧靶丝”的复合结构设计，将Pd丝和Ti丝的径向最大热变形量分别降至0.0216 mm和0.0494 mm，相比直丝结构分别提升约303倍和63倍。自主设计搭建了超高真空蒸发镀膜系统，系统研究了Pd/Ti薄膜的蒸发工艺参数，确定了Ti丝45A/60 min、Pd丝18 A/2-10 min的最佳工艺条件。SEM分析表明薄膜呈典型柱状生长结构，Pd覆层连续均匀覆盖Ti底层。镀膜后系统极限真空达到1.41×10~(-8) Pa，真空维持性能显著提升。定压法吸氢测试结果显示，基底材料对吸气性能影响显著，无氧铜箔基底的稳定抽速（0.006 L/（s·cm~2））优于工业钛箔基底（0.002 L/（s·cm~2））;Pd层厚度存在最优值，约50 nm厚度时吸气性能最佳，抽速达0.005 L/（s·cm~2）。研究为Pd-Ti薄膜吸气剂的工程化制备提供了重要的技术支撑和数据基础。
2026年01期 v.46 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 姚明镜;张珂嘉;张虹;黄熠;唐国庆;但敏;金凡亚;
二硫化钼（MoS_2）具有独特电子结构，被认为是过渡金属硫化物析氢反应（HER）的潜在替代贵金属铂（Pt）的催化剂。然而，MoS_2的析氢催化效率受限于活性位点不足和导电性不佳等问题。研究提出一种采用磁控溅射技术制备MoS2涂层作为HER电催化剂的方法。通过在0.5 Pa、1.0 Pa、1.5 Pa和2.0 Pa的不同氩气压力下制备MoS_2涂层，研究了微观结构、组织形貌及其在碱性介质中的HER活性。结果表明，不同氩气压力下制备的MoS_2涂层均沿（100）晶面生长，暴露了大部分活性位点；同时，低氩气压力下制备的涂层中出现1T相MoS_2，且在1.0 Pa时1T相含量最高，导电性更强。在1 mol/L氢氧化钾（KOH）溶液中，该涂层在10 mA/cm~2和100 mA/cm~2电流密度下的过电位分别为149 mV和225 mV，塔菲尔（Tafel）斜率为75 mV·dec~(-1)。
2026年01期 v.46 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李培源;刘晓明;陈海;郑佳圆;
为提升真空断路器中剩磁式单稳态操动机构的性能，建立了磁滞特性与驱动电路暂态响应耦合的场-路联合有限元分析模型。构建了以操动机构结构参数与励磁电路参数为输入层，合闸保持力、合闸末平均速度及分闸响应时间为输出层的反向传播神经网络（BPNN）预测模型。误差分析结果表明，该预测模型能够通过严谨的统计验证，准确刻画输入变量与输出响应之间的定量关系。此外，采用多目标水母搜索（MOJS）算法与BPNN预测模型相结合的优化方法，对操动机构进行了结构优化。优化后样机的实验验证结果显示：合闸保持力提升了12.4%，合闸末平均速度降低了17.6%，分闸响应时间缩短了4.5%，验证了所提方法的有效性与优化效果。
2026年01期 v.46 91-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据