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无色聚酰亚胺薄膜二次表面镜的光学特性研究

真空 2024年第3期61卷 70-73页

作者：李灿伦倪俊郭腾韩玮王飞祁松松李辉范孝鹏范秋林上海卫星装备研究所上海200240

采用磁控溅射镀膜工艺,以无色透明聚酰亚胺(CPI)膜为基底,Ag和Al作为反射层,制备了CPI薄膜二次表面镜。使用Lambda 950分光光度计对二次表面镜的反射曲线进行分析,研究了在红外波段和可见光波段,CPI薄膜二次表面镜与聚全氟乙丙烯(F46)... 详细信息

采用磁控溅射镀膜工艺,以无色透明聚酰亚胺(CPI)膜为基底,Ag和Al作为反射层,制备了CPI薄膜二次表面镜。使用Lambda 950分光光度计对二次表面镜的反射曲线进行分析,研究了在红外波段和可见光波段,CPI薄膜二次表面镜与聚全氟乙丙烯(F46)薄膜镀银二次表面镜、聚酰亚胺(PI)薄膜镀铝二次表面镜反射性能的差异。结果表明:在可见光波段,CPI薄膜镀银二次表面镜与F46镀银薄膜相当,反射率达95%以上;较传统PI镀铝薄膜,CPI镀铝薄膜反射率明显提升;在红外光波段,CPI薄膜反射性能不及F46薄膜,与传统PI薄膜相当;CPI薄膜镀银二次表面镜吸收发射比(α_(s)/ε)达0.19,与F46薄膜镀银二次表面镜的相近,而耐温性能优于F46薄膜镀银二次表面镜。

关键词：热控薄膜无色透明聚酰亚胺二次表面镜光学特性

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CFETR氦冷固态包层热工水力分析及优化

CFETR氦冷固态包层热工水力分析及优化

作者：祁松松合肥工业大学

学位级别：硕士

能源与环境问题是影响人类社会发展的关键,聚变能作为解决能源问题的可能途径之一,具有燃料供应充足、热值高、放射性低、环境友好等优点,聚变能因其清洁性、安全性及可再生性受到广泛关注。 CFETR是参考国内现有托卡马克和ITER技术基... 详细信息

能源与环境问题是影响人类社会发展的关键,聚变能作为解决能源问题的可能途径之一,具有燃料供应充足、热值高、放射性低、环境友好等优点,聚变能因其清洁性、安全性及可再生性受到广泛关注。 CFETR是参考国内现有托卡马克和ITER技术基础设计和建造的一个聚变工程实验堆。它介于ITER与聚变示范堆之间,旨在基于ITER等离子体物理和聚变技术基础,验证聚变堆的工程实现具体技术,是聚变能走向商用的关键一步,对中国聚变能商业化应用具有重大意义。包层是聚变能走向实际应用的核心载体,其主要功能：氚增殖,维持聚变堆反应所需的氚,实现氚自持;能量增殖,将聚变产生的能量转换为可利用的热能或者电能等;辐射屏蔽,减少放射性物质的扩散,保护磁体材料等,包层性能是聚变堆设计的重要依据,其系统安全性是未来聚变堆能否可靠运行的决定性因素之一。本文CFETR氦冷固态包层为研究对象,基于计算流体力学理论,结合有限元分析、流固耦合分析方法,采用ANSYS CFX和ANSYS Workbench软件中的Static Structure模块对CFETR氦冷固态包层第一壁和增殖单元进行了流固耦合分析及应力分析,并根据模拟结果进行了第一壁及增殖单元的优化设计及验证分析。首先,根据计算流体力学、有限元方法及耦合原理建立了数学模型;然后,结合CFETR氦冷固态包层功能及其设计特点,运用CATIA建模软件建立了符合实际的分析模型;其次,运用ANSYS CFX对增殖包层冷却结构进行流固耦合分析得到了第一壁、增殖单元的温度分布、冷却剂的流场分布规律;最后,使用ANSYS Workbench软件,将前面得到的结构材料的温度分布作为边界条件对冷却结构进行应力分析,得到包层冷却结构的应力分布。基于分析数值模拟结果,结合CFETR氦冷固态包层设计要求和已有的经验数据,优化设计了第一壁及增殖单元且验证了优化方案的合理性、可靠性。为CFETR氦冷固态包层优化设计提供了数据支持及参考,对CFETR氦冷固态包层工程设计的进一步完善具有重要意义和应用价值。

关键词：聚变堆氦冷固态包层 CFD模拟耦合分析优化设计

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多电极PECVD设备布气系统分析及优化

多电极PECVD设备布气系统分析及优化

TFC'13全国薄膜技术学术研讨会

作者：祁松松陈长琦合肥工业大学真空与过程装备教研室

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)作为一种新型的材料表面功能薄膜沉积技术具有工艺温度低、膜层绕镀性好、薄膜应力可控制等优点,是目前制备非晶硅太阳能电池薄膜材料应用最广泛的技术。在PECVD装置中可以利用各种方法来产生所需要的...

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)作为一种新型的材料表面功能薄膜沉积技术具有工艺温度低、膜层绕镀性好、薄膜应力可控制等优点,是目前制备非晶硅太阳能电池薄膜材料应用最广泛的技术。在PECVD装置中可以利用各种方法来产生所需要的等离子体,如:二级直流辉光放电、射频辉光放电、微波辉光放电激发等离子体等。非晶硅材料原材料来源广泛,可实现低成本的大面积薄膜沉积,然而沉积高质量的非晶硅薄膜材料对PECVD设备技术性能要求很高,因而对PECVD关键技术进行研究对于提高PECVD镀膜的质量具有重要意义,其关键技术包括系统的反应室内电场、温度场以及气流场分布。本文的主要研究内容是多电极PECVD设备布气系统分析及优化。多电极PECVD目前已广泛应用于非晶硅薄膜太阳能电池制作的工业化生产,其设备结构为:在一个真空室内放置多个电极板,相邻两个电极板极性相反,电极板为垂直放置,阴极板两面背靠背放置两片玻璃基片。多电极PECVD由于存在多个电极板,所以在空间上一般只能从平行于板面的方向进气,这种进气方式会造成电极板区间沿气流运动方向压力及流速分布不均匀等问题。本文基于射频辉光放电的一般原理,采用计算机数值模拟的方法对多电极PECVD实验装置布气系统进行模拟分析,并且据此进行了布气系统的优化设计。首先建立三维多电极真空室模型,对不同布气方式下的气流场进行了分析,通过改变布气盒的结构实现对布气方式的改进和优化,以达到更好的布气效果,为多极PECVD设备工业化生产质量的提高提供了参考。

关键词：

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某地铁项目空调送风道结构优化

节能 2019年第11期38卷 66-69页

作者：刘家林祁松松景加荣上海卫星装备研究所

在某地铁项目空调送风道方案设计完成的前提下,利用Catia三维软件进行M车空调送风道建模,然后,利用计算流体模拟软件Fluent对空调送风道进行CFD仿真分析,从而可以得出气流在风道、格栅和客室内部的流动状况。通过统计送风格栅各段的送风... 详细信息

在某地铁项目空调送风道方案设计完成的前提下,利用Catia三维软件进行M车空调送风道建模,然后,利用计算流体模拟软件Fluent对空调送风道进行CFD仿真分析,从而可以得出气流在风道、格栅和客室内部的流动状况。通过统计送风格栅各段的送风量,分析风道送风均匀性,从而最终确定最合理的送风道结构形式,以此改善此项目空调送风均匀及温度均匀性,提高客室空调整体舒适性。

关键词：空调风道仿真分析均匀性优化

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单室多极型PECVD设备布气系统设计研究

单室多极型PECVD设备布气系统设计研究

中国真空学会2014学术年会

作者：祁松松王国栋唐红军闫清泉黄稳陈晨陈长琦合肥工业大学真空与过程装备研究所

低温等离子体表面沉积是一种新兴的表面处理技术。其主要特点如下:仅作用于材料表面,常常只有几个微米或纳米量级,材料主体性能受到的影响极小;相对于传统的湿式表面处理方法具有清洁环保,节省能源等优势;可以获得一些其他方法所得不到... 详细信息

低温等离子体表面沉积是一种新兴的表面处理技术。其主要特点如下:仅作用于材料表面,常常只有几个微米或纳米量级,材料主体性能受到的影响极小;相对于传统的湿式表面处理方法具有清洁环保,节省能源等优势;可以获得一些其他方法所得不到的沉积效果,扩大了一些材料的应用领域,并提高了其使用价值。因此,低温等离子体表面沉积技术近年来受到越来越多的关注。工业化低温等离子体沉积设备如等离子增强化学气象沉积(PECVD)装置,由于其等离子体处理区域很大,只靠气体的自由扩散会造成沉积区域内工作气体分布不均匀,进而导致薄膜沉积质量较差,无法满足功能要求。因此,PECVD反应室内的气体均布及气体分配管路系统优化设计,已成为工业化生产亟待解决的关键问题。本文针对大面积单室多极型PECVD薄膜体沉积均匀性问题,分析研究了其结构特点,进行了均匀布气设计及管路变孔径公式推导;基于流体力学理论,应用ANSYS CFX对布气结构进行了数值模拟分析,得到了变直径与等直径布气管路出气孔流量变化规律以及反应室不同极间距下基片表面的速度分布规律。表明变直径设计基片表面的速度分布均匀性较好,管路布气系统设计合理可行,为解决大面积薄膜材料等离子体沉积均匀性的结构设计提供了理论依据。

关键词：大面积镀膜低温等离子体处理均匀布气研究 CFD模拟

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宽温区气氮调温系统控制技术研究

环境技术 2021年第5期39卷 125-131页

作者：董德胜刘海静孙成恺祁松松李灿伦上海卫星装备研究所上海200240

气氮调温系统是采用氮气作为换热介质的控温装置,通过控制氮气的温度实现目标温度的控制,与传统热沉+加热笼控温方式相比,可降低能耗,节约经费。论文以热真空试验设备为研究对象,针对气液两相流动、小比热载热流体造成的压力大波动、温... 详细信息

气氮调温系统是采用氮气作为换热介质的控温装置,通过控制氮气的温度实现目标温度的控制,与传统热沉+加热笼控温方式相比,可降低能耗,节约经费。论文以热真空试验设备为研究对象,针对气液两相流动、小比热载热流体造成的压力大波动、温度大滞后难题,开展了气液两相流动状态下的压力控制及小比热载热流体的热沉高精度控温技术研究。并通过系统调试实现了热沉温度在(-120~120)℃范围内连续可调,控温精度±1℃以内的良好效果。

关键词：真空热试验气氮调温压力控制温度控制

混合模糊PID算法在EAST AIA CASK烘烤系统中的应用

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混合模糊PID算法在EAST AIA CASK烘烤系统中的应用

中国真空学会2014学术年会

作者：唐红军王国栋陈长琦祁松松冯汉升程勇张俊孙拥军宋云涛合肥工业大学机械与汽车工程学院中国科学院等离子体物理研究所

AIA(Articulated Inspection Arm)的主要任务是进入EAST(Experimental Advanced SuperconductingTokamak)真空室完成观察、检漏和碎片拾取等工作。为了确保AIA进入真空室时不影响EAST装置实验的状态,需要搭建CASK系统装载机械臂与EAST真空室对接。AIA末端相机的极限温度为60℃,即便加上氮气冷却,CASK的内部和外部温度也不能过高。因此,对烘烤温度需要较为精确的控制,不希望有较大的波动。本文基于EAST AIA CASK真空烘烤系统的实际运行要求,着重探究如何获得高精度的温度控制。温控系统是一个具有大惯性、纯滞后、非线性和时变性的复杂控制系统,难以建立精确的数学模型,采用常规PID控制很难实现理想的控制效果,因而设计了混合模糊PID控制器。混合模糊PID控制算法将模糊控制和PID控制两者结合起来,扬长避短,使之既具有模糊控制灵活而适应性强的优点,又具有PID控制精度高的特点,可达到较好的控制效果。根据现有的硬件条件搭建了仿真CASK烘烤系统的测试实验。仿真CASK烘烤系统的硬件主要包括上位机(计算机)、PLC、固态继电器、加热缆、温度传感器以及仿真CASK的模型装置。通过实验结果的分析可知,相对于模糊控制,混合模糊PID控制具有较高的准确性,相对于常规PID控制,混合模糊PID具有较小的超调和较快的响应速度,并且,随着温度设定值的升高,这种优越性也在增加。所以最终确立了以混和模糊PID算法为核心控制策略的温度控制系统。

关键词： CASK烘烤系统模糊控制器传统PID控制器 Simulink

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真空热试验设备压力调节系统设计

真空 2019年第4期56卷 62-64页

作者：祁松松景加荣董德胜董栋王飞张蕊上海卫星装备研究所

随着航天技术的发展,提出了压力敏感组件的压力控制及泄复压试验要求,即要求真空热试验系统具有泄压、复压、稳压功能,能实现压力调控。本文根据动态平衡原理及自动控制技术,给出了真空热试验设备压力调节系统结构原理及设计方法。试验... 详细信息

随着航天技术的发展,提出了压力敏感组件的压力控制及泄复压试验要求,即要求真空热试验系统具有泄压、复压、稳压功能,能实现压力调控。本文根据动态平衡原理及自动控制技术,给出了真空热试验设备压力调节系统结构原理及设计方法。试验证明,该设备满足相关设计要求,可以确保泄复压及压力控制试验的顺利进行。

关键词：真空热试验压力调节系统自动控制

基于CFETR包层RH的电液伺服控制系统研究

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基于CFETR包层RH的电液伺服控制系统研究

中国真空学会2014学术年会

作者：唐红军王国栋陈长琦祁松松程勇冯汉升彭学兵宋云涛合肥工业大学机械与汽车工程学院中国科学院等离子体物理研究所

CFETR是中国聚变工程反应堆(China Fusion Engineering Test Reactor)的简称,目前正处于概念设计阶段。在聚变反应堆中,真空室内部的部件及环境在聚变反应中会受到放射性污染,即使是在设备维护期间,维护人员也不能在现场维护,必须借助... 详细信息

CFETR是中国聚变工程反应堆(China Fusion Engineering Test Reactor)的简称,目前正处于概念设计阶段。在聚变反应堆中,真空室内部的部件及环境在聚变反应中会受到放射性污染,即使是在设备维护期间,维护人员也不能在现场维护,必须借助远程遥操作(RH)手段,通过远程机器人完成对装置的维护。本文基于中国聚变工程反应堆(CFETR)包层远程遥操作(RH)维护系统的技术设计要求,着重研究高同步精度电液伺服系统的控制方法。基于模糊控制理论与实践经验设计了模糊自适应PD控制器。应用AMESim/Simulink建立了精确的联合仿真模型,利用了AMESim的精确建模的特点以及发挥了Simulink强大运算能力的优势,实现了仿真计算迅速,算法设计灵活,得到了准确的仿真结果。通过仿真结果的分析,可知无扰动情况时,输入标准的位移曲线,模糊自适应PD控制的位移响应比传统PD控制以及未加算法控制快速和精准,模糊自适应PD控制策略优于其他两种控制策略。在1000N和2000N阶跃扰动时,模糊自适应PD控制的位移跟踪误差比传统PD控制稳定,模糊自适应PD控制的抗干扰能力优于传统PD控制,具有较好的鲁棒性。基于CFETR包层RH维护系统的设计安装要求和运行工况,最终确立采用模糊自适应PD算法作为电液伺服系统的核心控制策略。

关键词：电液伺服模糊控制传统PD控制 AMESim Simulink