网络首发
双螺杆真空泵等间隙啮合转子的构建与数值模拟
张成彦;刘旺;叶鹏;毛京兵;金丽琼;针对传统螺杆转子在啮合过程中因热变形导致间隙不均、密封性能下降等问题，本文提出了一种新型双螺杆真空泵的等间隙啮合转子及其设计方法。基于平面啮合原理，构建了以圆渐开线、摆线及其等距曲线组成的全光滑转子型线，并建立其共轭啮合模型。在考虑热变形与压力变形的前提下，提出了热态工况下等啮合间隙的转子结构设计方法。通过数值模拟耦合分析温度载荷与压力载荷对转子形变的影响，得到了双螺杆真空泵内部的速度场、压力场及变形量，分析了转子在实际工况下的温度分布、气体压力变化及形变特性。结果表明，该等间隙转子型线不仅能保证各关键啮合面间隙的一致性，提高了双螺杆真空泵的密封性与运行稳定性，为高性能螺杆真空泵的设计提供了理论依据和实践路径。
表面多划痕对熔石英抗激光损伤性能的影响研究
卢昱坤;苏俊宏;当熔石英光学元件表面存在缺陷时，该缺陷将对入射光场产生调制作用，使得熔石英内部光场分布呈现非均匀性，局部区域光强显著增强。为了探究光学元件的激光场致损伤机制，本研究基于时域有限差分法，构建了含划痕缺陷的熔石英光学元件损伤分析模型。通过分析划痕数量、划痕几何参数及划痕间距对光场分布与损伤特性的影响规律，探究划痕数量、划痕几何参数及划痕间距对熔石英抗激光损伤能力的影响。研究结果表明：入射光场参数条件一定时，随划痕数量增加，其对光场的调制效应增强，熔石英抗激光损伤能力降低；对于单条划痕，减小宽深比会降低熔石英损伤阈值，意味着抗激光损伤能力减弱；多划痕随间距增长，光强增强效应先升后降，对应的损伤阈值先减后增，其最小值位于划痕间距为9μm时，即此时熔石英抗激光损伤能力最弱。
罗茨真空泵排气脉动研究
张莉;项挺;钟云会;肖阳;张永炬;罗茨真空泵排气脉动问题制约了泵运行稳定性和可靠性。为有效抑制排气脉动，提出一种带稳压室的罗茨真空泵设计方案，构建了稳压室结构模型，结合RNG k-ε湍流模型、动网格技术与多参数对比，研究分析了稳压室开口相位角、开口宽度角和长宽比等结构参数对脉动特性的影响，得到抑制气体脉动较佳的稳压室结构参数，在此基础上对比分析了带稳压室罗茨真空泵与传统罗茨真空泵的排气特性。研究结果表明，带稳压室真空泵的出口压力脉动系数较直排泵降低了约56.8%，流量脉动系数下降了约49.2%，稳压室结构有效提升罗茨真空泵排气过程的稳定性，为排气脉动控制提供理论依据。
不同温度下真空绝热板放气特性及扩散模型拟合的研究
陈树军;马安洁;胡康康;徐吉博;付越;夏莉;刘金良;鞠见竹;李长喜;真空绝热板（VIPs）的绝热性能依赖于其内部的高真空环境，其主要由芯材、阻隔膜、吸气剂及干燥剂组成，在实际应用中，芯材和阻隔膜的放气行为会导致真空度下降，进而影响其长期稳定性。温度是影响材料放气特性的关键因素，本研究通过实验测试不同温度（-15℃-70℃）下VIPs的放气特性，利用质谱分析气体成分并计算放气速率，基于复合材料的扩散放气理论模型，通过对实验数据进行拟合，建立了描述真空绝热板放气速率随时间变化的数学关系式。实验结果表明，随着温度升高，VIPs的放气速率越高，但是温度对VIPs的放气成分几乎没有影响，其中水蒸气（H?O）和氮气（N?）是主要释放气体；低温环境下放气速率较低，但仍存在长期缓慢释放现象。研究结果可为VIPs的吸气剂优化及寿命预测提供理论依据，并指导其在不同温度环境下的应用。
温度对石墨烯基复合材料吸氢性能的影响
曾海玲;陈叔平;史超帆;姚淑婷;以氧化石墨烯（GO）为基底，负载氧化钯（PdO）、炔基化聚乙烯醇（Alkyne-PVA）的新型纳米复合吸氢材料（Alkyne-PVA-(GO-PdO) ），在低温储运领域有良好的应用前景。为研究温度对Alkyne-PVA-(GO-PdO)吸氢性能的影响，通过自组装法制备了Alkyne-PVA-(GO-PdO)样品，利用拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外（FTIR）对样品进行了表征分析。采用静态膨胀法对材料在不同温度下的吸氢性能进行了测试，绘制吸附等温线。结果表明，Alkyne-PVA-(GO-PdO)在20℃、50℃、80℃的饱和吸氢量分别为1412.58 Pa·L/g、1604.82 Pa·L/g、2133.76 Pa·L/g，其吸氢性能随温度的升高而提高。这归因于Alkyne-PVA-(GO-PdO)复杂的反应机理和特殊的化学结构。Alkyne-PVA-(GO-PdO)的吸氢过程不仅涉及PdO、Alkyne-PVA与氢气的反应和中间产物钯的催化反应，还有氢气的扩散过程。温度升高促进了PdO与氢气反应产生的水分子的脱附、提高了钯的催化性能、加快氢气的扩散，有效提高Alkyne-PVA-(GO-PdO)的吸氢性能。本文系统探究了Alkyne-PVA-(GO-PdO)复合材料的吸氢反应机理，为复合材料的实际应用提供了理论依据与实验参考。
高能同步辐射光源束流真空设备安装与检漏
刘天锋;郭迪舟;董海义;刘佰奇;田丕龙;孙晓阳;朱邦乐;杨奇;张磊;李琦;王徐建;黄涛;马永胜;孙飞;邓秉林;杨雨晨;何平;高能同步辐射光源（HEPS）作为具有极高亮度和极低发射度的国际先进的第四代光源，其对真空系统的密封性和洁净度提出了严苛要求。真空检漏与残余气体分析是保障真空系统性能达标的关键环节。本文系统论述了HEPS储存环真空系统在安装、调试与运行阶段的真空检漏策略与实践。重点阐述了利用氦质谱检漏仪的真空模式法的检漏方案，详述了定位各类漏点（如焊缝缺陷、密封圈安装不当等）的流程与解决方案，并分析了检漏过程中仪器界面的典型响应特征。同时，本文深入探讨了四极质谱仪（QMS）在真空系统调试中的双重作用：一方面作为高灵敏度的检漏工具，辅助定位了氦质谱检漏仪在难以检漏情形下的疑难漏点；另一方面，作为残余气体成分分析的关键设备，系统测量并对比了储存环有束流加载前后真空腔内的残余气体谱图。本研究证实了所采用的检漏方法与分析策略的有效性与可靠性，为HEPS储存环真空系统的达标与稳定运行提供了坚实保障，其经验对同类大科学装置的真空质控与分析具有重要的参考价值。
双级阳极层霍尔推力器热优化分析
陈兴锴;刘超;郭宁;高俊;王尚民;李沛;孙明明;杨俊泰;何非;成荣;赵臻;王聪;包振廷;双级阳极层霍尔推力器的阳极与磁路过热问题，是制约该类型推力器广泛应用和功率密度提升的重要因素，本研究采用有限元分析结合热平衡实验的方法，建立了较高可信度的热特性仿真模型。在推力器1.1 kW工况工作时，温度模拟值与实测值非常接近，4个测温点平均误差为4.71%。并且在此模型的基础上，采用内绕线柱内填充热管，外壳阳极绝缘陶瓷填充等多种技术方案组合对推力器进行热设计优化后，推力器在2.15 kW工况工作时，零部件的温度降低至合理区间，优化后，该推力器功率密度提升95%。仿真结果可以为提升霍尔推力器出口功率密度提供指导，并对同类型推力器提供热特性分析数值方法。
Bosch放电参数对RIE-lag的影响研究
龙思宇;曹世程;陈志华;黄振贵;Bosch工艺在高深宽比刻蚀中的应用愈发广泛，而反应离子刻蚀滞后效应(RIE-lag)仍是约束其刻蚀均匀性及最大深宽比的因素之一。本文采用多尺度仿真，通过耦合全局模型，鞘层模型和刻蚀模型对高深宽比下反应气体为SF6和C4F8的Bosch工艺刻蚀进行了模拟，研究了各种放电参数对RIE-lag的影响。结果表明，偏压功率和频率均以离子能量角度分布来影响RIE-lag，较低离子能量增加到一定值时，会增加刻蚀前沿的离子数密度，从而使RIE-lag有所改善；而超过该能量值后RIE-lag则会加剧；线圈功率会直接影响气体放电产生的粒子数密度来改变RIE-lag，随着功率的增加，RIE-lag同样呈现出先降低后升高的非单调变化趋势；钝化阶段压力的增加会延长刻蚀钝化层的时间，改善RIE-lag。最后结合Bosch循环中的时间序列与刻蚀深度关系图分析发现，偏压功率、偏压频率以及线圈功率等参数的调整都会造成钝化层刻蚀速率和硅基刻蚀速率的同时变化，使RIE-lag的变化趋势复杂化，而只改变钝化阶段的压力时，由于未影响硅基刻蚀速率，使得硅基刻蚀线在水平方向平移，RIE-lag的变化则更可控。研究结论对实际工程中的Bosch工艺优化具有重要意义。
LaB6阴极材料及其在电推进领域应用研究进展
王一凡;张忻;刘静静;周身林;康小录;杭观荣;六硼化镧(LaB6)以其低逸出功、高熔点、高电导率、低蒸发率、耐离子轰击能力及稳定的物理化学性质等特点，成为备受关注的电子发射材料，广泛应用于高分辨电子显微镜和电推进系统等领域。LaB6具有简立方晶格结构，La原子位于B6八面体框架中，每个La原子具有3个价电子，其中2个价电子与B原子形成化学键，另外1个价电子相对自由，可以在框架结构内自由穿梭，使得LaB6具有良好的稳定性和优异的电子发射能力。本文详细介绍了多晶和单晶LaB6的制备方法、电子发射性能及性能优化措施，在LaB6应用方面重点介绍了其在电推进领域的应用进展，尤其对近年来国内外电推力器用LaB6空心阴极的最新研究和应用进展进行了总结，并在此基础上分析和展望了LaB6电子发射材料发展存在的技术难点以及未来的研究和应用方向。
气体均匀供给装置的仿真设计与实验研究
邬全兵;杨一新;张超毅;侯少毅;胡强;工艺气体导入的均匀性或均匀度的可控性是显示面板行业的重要研究课题之一，直接影响基板的镀膜质量。基于流体在圆管中流动的运动学规律，分析了二分法导致多出口流量不均匀性的影响因素，提出了基于逆旋转二分法的结构设计方法并据此设计了棒状结构导管和环状结构导管，采用增材制造技术制备了该两种结构导管并进行了均匀性实验，通过无因次分析方法分析了实验数据的流量均匀性规律。研究结果表明：转弯流道是影响二分流均匀性的主要原因；经过n级分流后单流道被分成2n个流道出口，出口前设置蓄积腔能明显提高流量均匀性。通过流体运动学仿真与实验数据的对比研究，验证了该结构设计方法的有效性和优越性，为气体均匀供给装置的均匀性分流设计提供了参考。