
人物专栏
刘益春
《真空科学与技术学报》主编
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期刊简介
《真空科学与技术学报》(http://cjvst.cvs.org.cn) 是由中国真空学会主办,中国科学技术协会审定的国家级自然科学技术刊物,被中国科技核心期刊目录、北大核心期刊目录、Scopus数据库收录,是中国科学引文数据库来源期刊。学报刊发真空获得、改进、检测、应用的中文及英文研究论文,涉及物理、化学、工程、材料、生物等多学科的交叉。2025年1月,学报成立第十届编委会,现任主编为东北师范大学刘益春院士。50人的编委队伍有两院院士5人,国家级领军人才30余人,真空相关企业界代表10余人,具有广泛的代表性。
Zr-V-Fe吸气剂动态真空维持性能
唐丽军;王婧华;曹青;王旭迪;吸气剂是密闭空间真空长寿命维持的关键,当环境条件发生改变时会导致吸气材料吸放气特性剧烈变化,进而影响真空度,因此研究温度影响下的吸气剂动态真空维持特性具有重要意义。文章利用差压法系统在密闭空间中对不同吸气饱和度的Zr-V-Fe吸气剂进行加热,研究吸气饱和度和温度对密闭空间真空动态演化性能的影响。实验结果表明,在温度升高情况下,吸气剂能够在较长时间内有效维持腔室内真空度。吸气剂饱和度越高,可吸收气体的内部空间越小,则真空维持性能越差;在一定临界温度下,较高的温度会加快气体的扩散速率,提高吸气剂的吸气性能,从而提升维持性能。本研究有助于深入理解吸气剂的真空维持性能,对无源真空系统优化设计和性能提升提供理论和实验依据。
磁控溅射过渡层对CFRP筒体内壁电镀Ni金属涂层结合性能的影响
万俊豪;杨洋;但敏;唐国庆;张珂嘉;肖凯业;金凡亚;对碳纤维增强树脂基复合材料筒体内壁表面进行金属化处理,通过射频等离子体活化、磁控溅射沉积过渡层金属、电镀沉积镍三个步骤在碳纤维复合材料筒体内壁制备大厚度、高结合强度的金属涂层。以拉拔法测试涂层与基体之间的结合强度,探究Cu、Ti-Cu过渡层及不同过渡层厚度对金属涂层结合强度的影响。采用扫描电镜及配套的能谱仪观测金属涂层表面微观形貌和截面元素组成,采用X射线衍射仪分析金属涂层的晶体结构。结果表明,磁控溅射Ti-Cu过渡层能明显提高电镀Ni金属涂层与基体之间的结合强度,钛膜层厚度对电镀Ni金属涂层结合强度的影响很大,铜膜层厚度对结合强度相对较小,结合强度随着铜膜层的增厚而降低。在等离子体活化的基础上,通过磁控溅射在CFRP筒体内壁制备0.2μm Ti+1μm Cu的过渡层,使电镀约17μm Ni金属涂层的结合强度达到2.05 MPa,赋予了碳纤维复合材料筒体内壁金属特性。
光纤耦合间接电子探测器结构设计及其实验结果
彭华兴;刘术林;梁晶;闫保军;刘辉;刘翔宇;张斌婷;王建铭;焦朋;张洋;独雅婕;依据透射电子显微镜中透射电子成像的特点,设计出纤维光学面板耦合CMOS相机的间接电子成像探测器,分别改变荧光粉层和铝膜的厚度,发现在相同条件下,薄荧光粉相较于厚荧光粉可以得到更亮的图像;在较小范围内,铝膜厚度的改变对图像亮度几乎无影响;考虑到微通道板对高能电子有一定的探测效率,尝试在荧光屏前放置微通道板,测试结果表明微通道板能够有效提高图像亮度,其在700 V工作电压下,荧光屏亮度较未安装微通道板的情况提高了30倍,并且微通道板能够屏蔽X射线,更换成本较低,可能是间接电子探测器的一个新选择。
高谐振频率梳齿轴对称结构的MEMS扫描镜
王峰;许高斌;尹盛华;季旭;冯建国;针对静电驱动MEMS扫描镜存在谐振频率低、驱动电压较高等缺点,提出了一种具有高谐振频率、低驱动电压的二维MEMS扫描镜。该扫描镜采用轴对称分布的交错型垂直梳齿结构,通过对该器件进行了理论分析,建立了理论模型;利用COMSOL仿真软件对扫描镜做静态和动态的分析验证,结果表明梳齿轴对称结构在偏转时能提供更大的驱动力矩,同时避免传统梳齿的不平衡运动带来的干扰;扫描镜在12 V和16 V的正弦波电压驱动下,快轴和慢轴的谐振频率分别为11657 Hz、6211.4 Hz,相对应的机械偏转角为5.9°、6.6°;此外,扫描镜的两轴谐振频率相差较大,能够有效抑制两种运动状态的相互干扰。最后设计一套适用于该器件的制备工艺。
加热体截面形状对真空烧结炉温度场的影响
王寒寒;景来兴;李建昌;加热体是真空烧结炉的核心部件,其几何截面形状直接影响真空烧结炉内温度分布,而炉温均匀性是衡量烧结炉性能的关键指标。本文用有限元方法研究了圆形、圆环形、菱形、正方形、半圆形、矩形及其不同组合截面等12种加热体形状对真空烧结炉温度分布规律的影响。通过加热体与工件微元面间的几何关系构建烧结炉内传热模型,研究了不同截面形状加热体的辐射特性。结果表明空载条件下,矩形和圆形组合的截面形状加热体烧结炉内均温区面积最大,而矩形加热体炉内均温区面积最小,二者相比相差16%。而负载状态下,菱形截面加热体烧结炉相较于菱形和圆形组合截面烧结炉内工件最大温差降低了30.18℃,炉温均匀性提高了23%。本研究可为真空烧结炉加热体结构设计与优化提供理论参考。
混合靶材对激光触发真空开关导通过程的影响分析
郭烘瑛;陈占清;许春雨;柏昕澎;康爱亮;廖敏夫;雷志鹏;激光触发真空开关(LTVS)内电弧的发展扩散决定了开关的触发时延、放电功率、高频开断能力等多个关键性能。本文基于可拆卸真空腔体建立试验平台,结合电弧图像,对LTVS内脉冲真空电弧扩散的动态过程进行研究。分析了Ti+KCl混合材料对LTVS触发时延和电流开断能力的影响。结合电弧磁流体动力学(MHD)仿真,研究了燃弧期间真空电弧等离子体的发展过程和时空分布特性。结果表明,激光加热触发材料使之蒸发并电离产生大量初始等离子体,在材料表面建立起始放电通道,使LTVS快速触发。受电弧热烧蚀作用,燃弧阶段触发材料仍是强等离子体源,影响真空电弧扩散和间隙的放电过程。此外,触发材料在电弧熄灭阶段受热释出的材料微粒会在一定程度上影响LTVS的电流开断能力。建议根据LTVS的实际应用需求合理设计其触发材料,以改善相关性能参数。
高电压迷你焦点X射线管开发与应用
阳恩会;曹昌伟;郭宗艳;王昌盛;唐志宏;梁宇;阴怡媛;本文对高电压迷你焦点X射线管进行研发,对X射线管的高压结构、聚焦系统和散热进行设计与模拟,并完成迷你焦点X射线管的制造与应用验证。所设计的200kV X射线光管阴阳极间最大场强为17.9MV/m,焦点100μm,分辨率10LP/mm,最大使用功率150W,应用于X射线点料机系统,放大倍数为2倍时可清晰分辨01005电子元件的边界。
真空低温环境下碳泡沫吸波材料电磁性能测试研究
杜春林;秦家勇;王宇辰;申彬;随着低轨互联网卫星星座的兴起和卫星天线技术的发展,开展热真空环境下卫星与天线联合无线测试成为新的试验模式,以增加测试覆盖性。为此,需要建立一个具备高真空、低温、低微波反射率的综合热试验环境。本文通过分析确定了吸波材料应用于真空低温环境下需要关注的关键参数,并给出了参考指标;提出了基于碳泡沫吸波材料的低微波反射率和低无源互调(Passive Intermodulation,简写为PIM,)指标的吸波热沉的研制技术流程、测试内容及结果。
溅射沉积技术的发展及其现状
杨文茂,刘艳文,徐禄祥,冷永祥,黄楠论述了溅射沉积薄膜技术的发展历程及其目前的研究应用状况。二极溅射应用于薄膜制备,揭开了溅射沉积技术的序幕,磁控溅射促使溅射沉积技术进入实质的工业化应用,并通过控制磁控靶磁场的分布方式和增加磁控靶数量,进一步发展为非平衡磁控溅射、多靶闭合式非平衡磁控溅射等,拓宽了应用范围。射频、脉冲电源尤其是脉冲电源在溅射技术中的使用极大地延伸了溅射沉积技术的应用范围。
划痕法综合评定膜基结合力
瞿全炎;邱万奇;曾德长;刘正义;用划痕实验探索了综合表征膜基结合力的方法。在瑞士CSM仪器的微划痕测试仪(Micro-Scratch Tester,MST划痕仪)对真空多弧离子镀设备制备的WC-Co/TiN膜基结合力进行划痕实验,系统地介绍了如何利用MST划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据及光学、电子扫描划痕形貌来综合评定膜基结合力,并用WS-92划痕仪对评定结果进行验证。评定结果表明,单一的声发射图谱或摩擦力曲线不能准确判定膜基结合力的表征值临界载荷,声发射图谱、摩擦力曲线与划痕形貌综合评定临界载荷结果才可信。WS-92划痕仪测量的结果验证了MST划痕仪评定结果的准确性。
非平衡磁控溅射及其应用
董骐,范毓殿磁控溅射镀膜技术由于其显著的特点已经得到广泛的应用。但是常规磁控溅射靶表面横向磁场紧紧地束缚带电粒子,使得在镀膜区域的离子密度很低,一定程度上削弱了等离子体镀膜的优势。通过有意识地增强或削弱其中一个磁极的磁通量,使得磁控溅射靶的磁场不平衡,可以大大提高镀膜区域的等离子体密度,从而改善镀膜质量。此外还讨论该项技术目前的发展状况。
直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜的光催化性研究
董昊,张永熙,杨锡良,沈杰陈,华仙,蒋益明,顾元壮,章壮健在磁控溅射器中用钛板作阴极 ,采用直流反应磁控溅射在玻璃基板上制备二氧化钛薄膜 ,溅射气体为氧、氩混合气体 ,O2 与Ar比例为 1∶2 ,溅射总气压范围为 0 5~ 6 65Pa ,溅射时基板温度范围为 1 0 0~ 40 0℃ ,薄膜厚度范围为 1 4 0~ 1 1 0 0nm。XRD结果显示薄膜具有纯锐钛矿结构或锐钛矿和金红石的混合结构。在高的基板温度和适宜的溅射总气压下制备的薄膜以及厚度较厚的薄膜在紫外光照射后 ,有较好的光催化性
原子层沉积技术的发展现状及应用前景
魏呵呵;何刚;邓彬;李文东;李太申;随着微电子行业的发展,集成度不断提高、器件尺寸持续减小,使得许多传统微电子材料和科技面临巨大挑战,然而原子层沉积(ALD)技术作为一种优异的镀膜技术,因其沉淀的薄膜纯度高、均匀性及保行性好,还能十分精确地控制薄膜的厚度与成分,仍然备受关注并被广泛应用于半导体、光学、光电子、太阳能等诸多领域。本文简要介绍了ALD技术的原理、沉积周期、特征、优势、化学吸附自限制ALD技术和顺次反应自限制ALD技术及ALD本身作为一种技术的发展状况(T-ALD,PEALD和EC-ALD等);重点叙述了ALD技术在半导体领域(高k材料、IC互连技术等)、光学薄膜方面、纳米材料方面、催化剂的应用和新成果。最后,对ALD未来的发展应用前景进行了展望。
电磁超材料研究进展及应用现状
郭阳;杜硕;胡莎;李策;杨盛炎;顾长志;利用电磁波传递能量和信息一直是备受人们关注和重视的研究课题,因为它在通讯、能源、环境、医药等多应用领域中都扮演重要的角色。近年来,随着微纳米制造技术的进步,超材料的出现为解决传统电磁技术的瓶颈问题(如光路体积大、结构复杂、功能单一等问题)提供了新思路和新机会。得益于超强的电磁场调控能力,这些材料不仅能够实现传统光学元件的诸多功能,而且还能实现很多自然界不存在的、奇异的电磁响应和特性。本文将结合作者近年来的研究工作,对超材料的研究进展和发展趋势进行综述,主要思路是根据调控的电磁波自由度对超材料进行分类和阐述。最后作者还将介绍基于相变材料的主动调控超材料。
溅射沉积技术的发展及其现状
杨文茂,刘艳文,徐禄祥,冷永祥,黄楠论述了溅射沉积薄膜技术的发展历程及其目前的研究应用状况。二极溅射应用于薄膜制备,揭开了溅射沉积技术的序幕,磁控溅射促使溅射沉积技术进入实质的工业化应用,并通过控制磁控靶磁场的分布方式和增加磁控靶数量,进一步发展为非平衡磁控溅射、多靶闭合式非平衡磁控溅射等,拓宽了应用范围。射频、脉冲电源尤其是脉冲电源在溅射技术中的使用极大地延伸了溅射沉积技术的应用范围。
刀具涂层的研究进展及最新制备技术
王铁钢;张姣姣;阎兵;刀具涂层是机械加工行业实现高效率、高精度、高柔性和绿色制造的有效途径,其优异的综合性能不仅可延长刀具的使用寿命,而且能大幅度提升机械加工效率和零件的表面加工质量,尤其针对钛合金、高温合金等难加工材料的切削,极大降低了加工成本。文章概述了刀具涂层的特点、类别及刀具涂层材料的应用,总结了化学气相沉积技术、物理气相沉积技术、物理化学气相沉积技术的原理及优缺点。阐述了刀具涂层的发展历程,即从常用涂层到纳米复合涂层、功能梯度涂层等新型涂层,并对新型刀具涂层和最新制备技术的发展做了简单的分析与介绍。