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氮化铝陶瓷微波窗片的钎焊封接与极高频(EHF)下透波性能研究

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陶瓷学报 2024年第3期45卷 525-531页

作者：付勇敢蒋友福张昕飞林盼盼芦伟汪卫华安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230000 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150000

AlN陶瓷常用作高功率微波窗材料,为了实现AlN陶瓷与铜基底的有效连接,选用自行配置的Ag-28Cu-3Ti三元活性钎料进行钎焊实验,并且对钎焊后的样品进行无损检测、气密性检测、微观形貌表征、介电性能表征以及力学性能表征。结果表明,焊接... 详细信息

AlN陶瓷常用作高功率微波窗材料,为了实现AlN陶瓷与铜基底的有效连接,选用自行配置的Ag-28Cu-3Ti三元活性钎料进行钎焊实验,并且对钎焊后的样品进行无损检测、气密性检测、微观形貌表征、介电性能表征以及力学性能表征。结果表明,焊接样品无明显虚焊、裂纹、气泡等,氦漏率为3.76×10^(–8)Pa·m^(3)·s^(−1);微观表征显示钎焊接头界面组成为AlN/TiN/CuTi/Cu+Ag/Cu,且发现了Ti元素的局部偏析。钎焊后,微波窗的介电性能和介电损耗均满足要求,综合介电损耗和驻波系数的测试结果,其最佳使用频率为98.8 GHz~108.0 GHz。并且AlN封接件平均抗剪切强度为185.7 MPa,满足强度要求。

关键词：钎焊密封 AlN 驻波系数介质损耗准光腔

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增材制造低活化钢研究现状及展望

机械工程学报 2024年第7期60卷 312-333页

作者：陈伟赵杰朱利斌曹海波中国科学院合肥物质科学研究院合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 安徽汇正电子科技有限公司合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

低活化铁素体/马氏体(Reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢是目前较成熟的聚变堆结构材料,具有低活化特性的纳米氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened,ODS)钢兼具辐照稳定性和良好的高温强度,是最有发展前途的聚... 详细信息

低活化铁素体/马氏体(Reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢是目前较成熟的聚变堆结构材料,具有低活化特性的纳米氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened,ODS)钢兼具辐照稳定性和良好的高温强度,是最有发展前途的聚变堆结构材料。概述了增材制造技术在聚变堆结构材料领域应用的典型案例。围绕热输入量、扫描策略、打印尺寸、粉末特性、热处理优化等方面分析了增材制造RAFM钢微观组织调控和力学性能优化的研究进展。评述了增材制造低活化ODS钢粉末制备、缺陷控制以及纳米相调控的研究策略。最后,总结了增材制造RAFM钢存在的机遇和低活化ODS钢面临的挑战,对其发展趋势和技术难点进行了展望。

关键词：增材制造 RAFM钢低活化ODS钢微观组织力学性能

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一种高性能非蒸散型吸气剂的性能分析

真空科学与技术学报 2024年第6期44卷 503-510页

作者：王国栋刘霄王姣龙蔡洋洋张峰陈长琦谢远来合肥工业大学机械工程学院合肥230009 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031

非蒸散型吸气剂(NEG)是高真空和超高真空系统维持真空度的重要材料,具有高稳定性和高气体吸附性能,文章采用粉末冶金的方法制备出Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂,并基于小孔流导法搭建了一套吸气剂性能测试的高真空系统,分别测试... 详细信息

非蒸散型吸气剂(NEG)是高真空和超高真空系统维持真空度的重要材料,具有高稳定性和高气体吸附性能,文章采用粉末冶金的方法制备出Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂,并基于小孔流导法搭建了一套吸气剂性能测试的高真空系统,分别测试了气体种类及工作温度对吸气剂性能的影响,实验结果表明:Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂对H_(2)、CO_(2)、N2都有很好的吸气性能,其对H_(2)的吸气性能远超N2和CO_(2),但它不吸收He等惰性气体,不同工作温度对吸气性能有很大差异,其最佳工作温度为200℃。利用X射线衍射图谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)及能量色散图谱(EDS)对吸气剂进行晶相、形貌和成分分析,结果表明Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂表面呈现多孔状结构,其主要由α-Zr基固溶体、C15 Laves相及少量Zr_(x)Al_(y)化合物组成,多孔的结构及α-Zr基固溶体、C15 Laves相的高比例有利于吸气剂对活性气体的吸附,因此Zr_(59.46)V_(29.81)Al_(10.73)吸气剂展现出较好的性能。

关键词：非蒸散型吸气剂粉末冶金性能测试形貌分析晶相结构

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Seya-Namioka类型真空紫外光谱系统的研制和性能测试

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2158-2165页

作者：沈永才钮雨凡孔德峰叶扬张寿彪李大创谭名昇黄艳清赵志豪訾鹏飞张小辉文斐合肥师范学院物理与材料工程学院安徽合肥230601 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 衡阳师范学院物理与电子工程学院湖南衡阳421008 合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009

为了满足磁约束核聚变领域的杂质测量要求,研制了一套Seya Namioka真空紫外光谱仪。该光谱仪的主要部件是可调宽度的入射狭缝、凹面光栅和探测器。光谱仪的光通量通过可调节宽度的入射狭缝来调节,入射狭缝宽度可以在10~1000μm范围内调... 详细信息

为了满足磁约束核聚变领域的杂质测量要求,研制了一套Seya Namioka真空紫外光谱仪。该光谱仪的主要部件是可调宽度的入射狭缝、凹面光栅和探测器。光谱仪的光通量通过可调节宽度的入射狭缝来调节,入射狭缝宽度可以在10~1000μm范围内调节。分光元件选用线密度为1200 lines·mm^(-1)的凹面全息光栅。光栅表面涂有铝(Al)和氟化镁(MgF2),以提高衍射效率。光栅的可使用波段为50~460 nm,针对其中的50~250 nm波段进行光路优化设计。选用深度制冷背照式电荷耦合器件(CCD)作为光谱仪的探测器。通过转动光栅转台旋转光栅来改变衍射角,实现50~250 nm范围内的光谱观测。基于凹面光栅的参数,确定了具体光路,并分析了波长随光栅旋转角度的变化关系及不同波长处的线色散率。基于凹面光栅成像理论,对系统的光谱分辨率进行了计算分析。通过分析不同出射臂下的光谱分辨率,确定最优出射臂为205 mm。在出射臂为205 mm、入射狭缝为20μm的情况下,分析了入射狭缝宽度、像素大小、像差和衍射极限对光谱分辨率影响。结果表明:衍射极限对光谱分辨率的影响最小,基本上可以忽略不计,出射狭缝的宽度对光谱分辨率有较大贡献,大约为0.09~0.10 nm,且在50~250 nm波长范围内缓慢增加。分析了不同入射狭缝宽度(10~80μm)下光谱分辨率,光谱分辨率随狭缝宽度呈递增趋势,变化范围为0.10~0.32 nm,当狭缝宽度达到80μm时,光谱分辨率已经变的较差,不利于高分辨线辐射光谱测量。在实际测量中,应该综合考虑光通量和光谱分辨率需求。采用低压汞灯和微波等离子体光源进行波长校准和性能测试。基于零阶光谱和汞灯的特征光谱HgⅠ(185 nm)对光谱仪进行了波长标定。通过HgⅠ(185 nm)谱线的高斯拟合分析,得到仪器在185 nm处的光谱分辨率为0.1243 nm,与理论计算值接近。通过实验与理论计算对比不同出射臂下的HgⅠ(185 nm)光谱分辨率,验证了仪器在出射臂为205 mm处获得最佳光谱分辨能力。利用微波等离子体放电光源装置对光谱仪进行了进一步的性能测试,基于光源发射的氮、氧和氦线的测量,验证了光谱仪在50~250 nm波长范围内具有良好的探测能力。

关键词：真空紫外光谱仪凹面全息光栅光谱分辨率波长标定

120 kA脉冲电抗器在振荡放电电路中的电磁场分布优化(英文)

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南方能源建设 2024年第3期11卷 23-35,I0002页

作者：李振瀚李华鲍晓华高格合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031

[目的]脉冲电抗器是失超保护系统振荡放电回路中的重要组成部分。在振荡放电回路中,利用脉冲电抗器与充电电容器振荡产生高脉冲电流,使流过真空断路器的电流反向以创建人工过零点,完成开关分断。但是在通入120kA电流的工况下,由于受到... 详细信息

[目的]脉冲电抗器是失超保护系统振荡放电回路中的重要组成部分。在振荡放电回路中,利用脉冲电抗器与充电电容器振荡产生高脉冲电流,使流过真空断路器的电流反向以创建人工过零点,完成开关分断。但是在通入120kA电流的工况下,由于受到电磁力的作用,脉冲电抗器下方连接排会发生形变,造成设备损坏,大大降低辅助振荡过零回路的可靠性。因此需要对120 kA脉冲电抗器进行电磁场分析,优化其周围电磁场分布。[方法]首先分析辅助振荡过零电路的换流过程,建立脉冲电抗器三维模型,引入磁场屏蔽百分比的概念。其次,通过使用有限元仿真软件计算了不同材料和形状的屏蔽板对脉冲电抗器电磁场分布的影响。分析了不同材料和形状对屏蔽百分比的影响,计算了不同形状下的涡流损耗。最后在结构模块中计算了不同屏蔽结构下的连接排形变程度。[结果]屏蔽板采用不同材料或结构对连接排受到的磁感应强度和电磁力有影响。[结论]圆形铝屏蔽板对脉冲电抗器电磁场分布的优化效果更好。该方法也为脉冲电抗器的电磁屏蔽设计奠定了基础。

关键词：脉冲电抗器屏蔽板屏蔽百分比辅助振荡失超保护系统

双通道放气率测量装置器壁放气动态特性分析与碳化硼放气率测试

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真空科学与技术学报 2024年第8期44卷 673-678页

作者：蔡洋洋王国栋刘霄王姣龙陈长琦胡庆生合肥工业大学机械工程学院合肥230009 中国科学院合肥物质研究院等离子体物理研究所合肥230031

双通道法是一种高精度、低检测下限的材料放气率测量方法,适用于碳化硼等低放气率材料。该方法需要先测定测量系统的本底放气量,即在系统压力稳定后,选取某一时刻的压力值计算后作为本底放气量。针对装置本底放气量测量,文章基于吸附扩... 详细信息

双通道法是一种高精度、低检测下限的材料放气率测量方法,适用于碳化硼等低放气率材料。该方法需要先测定测量系统的本底放气量,即在系统压力稳定后,选取某一时刻的压力值计算后作为本底放气量。针对装置本底放气量测量,文章基于吸附扩散理论,建立了双通道测量系统的吸附−扩散−解离模型,并进行了数值计算分析,研究了系统本底压力随温度的变化规律,计算结果与实验结果吻合良好。同时,文章对含B4C样品的系统进行了放气量测试,并减去装置本底放气量,得到碳化硼在室温与150℃下的放气率数值,计算得到碳化硼放气率测量的不确定度为11.78%。这为后续的测试研究提供了理论支持。

关键词：放气率测量双通道法吸附−扩散−解离模型碳化硼

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物相定性分析的综合实验设计与实践

广州化工 2024年第14期52卷 125-127,137页

作者：章天赐张竞成崔接武袁宝国张勇钱刚合肥工业大学分析测试中心安徽合肥230009 合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

物相定性分析主要用来判定物质组成及其存在状态,是材料、化工和地质等学科专业学生必须掌握的综合性实验技能。为培养学生对材料的物相分析测试能力,设计了未知粉末物相定性分析的综合实验。以氧钼矿、黑铜矿、斜锆石和六方软锰矿的混... 详细信息

物相定性分析主要用来判定物质组成及其存在状态,是材料、化工和地质等学科专业学生必须掌握的综合性实验技能。为培养学生对材料的物相分析测试能力,设计了未知粉末物相定性分析的综合实验。以氧钼矿、黑铜矿、斜锆石和六方软锰矿的混合粉末作为盲样,依据X射线衍射和能谱元素结果,通过实验数据和综合解析推导,撰写实验分析报告,全面提高学生的仪器操作和数据分析能力。

关键词：物相定性分析 X射线衍射能谱综合解析

金属-CeO相互作用指导下的催化结构设计与调控

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中国稀土学报 2024年

作者：雷昊凡周涛叶勇杰肖子真严涵曾杰化学与化工学院安徽工业大学合肥微尺度物质科学国家研究中心中国科学技术大学

金属-CeO2催化剂是一类重要的多相反应催化材料，在小分子催化氧化、加氢、重整等重要反应过程中均展现出优异性能。作为广泛应用于基础和应用研究中的催化剂载体，CeO2的独特性不单来自于其优异的储-放氧性质，更源于其独特的金属-载... 详细信息

金属-CeO2催化剂是一类重要的多相反应催化材料，在小分子催化氧化、加氢、重整等重要反应过程中均展现出优异性能。作为广泛应用于基础和应用研究中的催化剂载体，CeO2的独特性不单来自于其优异的储-放氧性质，更源于其独特的金属-载体相互作用。对金属-CeO2相互作用的深入认识，不仅有助于丰富对金属-载体相互作用的理解，而且有望对高效催化结构的设计与开发给出指引。本文基于近年来国内外金属-CeO2催化剂相互作用研究的相关进展，以金属-CeO2相互作用的不同形式进行归纳总结。系统介绍了催化剂在金属-CeO2相互作用影响下的特殊结构、行为以及相关催化反应性能。并对研究领域内留存的关键科学问题和发展前景做出展望，以期对进一步构筑具有特定结构及催化功能的高效金属-CeO2催化剂给出积极的促进与借鉴作用。

关键词： CeO 金属-载体相互作用尺寸调控动态演变抗烧结催化界面

120 kA脉冲电抗器在振荡放电电路中的电磁场分布优化（英文）

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南方能源建设 2024年

作者：李振瀚李华鲍晓华高格中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥工业大学电气与自动化工程学院

[目的]脉冲电抗器是失超保护系统振荡放电回路中的重要组成部分。在振荡放电回路中，利用脉冲电抗器与充电电容器振荡产生高脉冲电流，使流过真空断路器的电流反向以创建人工过零点，完成开关分断。但是在通入120kA电流的工况下，由于... 详细信息

[目的]脉冲电抗器是失超保护系统振荡放电回路中的重要组成部分。在振荡放电回路中，利用脉冲电抗器与充电电容器振荡产生高脉冲电流，使流过真空断路器的电流反向以创建人工过零点，完成开关分断。但是在通入120kA电流的工况下，由于受到电磁力的作用，脉冲电抗器下方连接排会发生形变，造成设备损坏，大大降低辅助振荡过零回路的可靠性。因此需要对120 kA脉冲电抗器进行电磁场分析，优化其周围电磁场分布。[方法]首先分析辅助振荡过零电路的换流过程，建立脉冲电抗器三维模型，引入磁场屏蔽百分比的概念。其次，通过使用有限元仿真软件计算了不同材料和形状的屏蔽板对脉冲电抗器电磁场分布的影响。分析了不同材料和形状对屏蔽百分比的影响，计算了不同形状下的涡流损耗。最后在结构模块中计算了不同屏蔽结构下的连接排形变程度。[结果]屏蔽板采用不同材料或结构对连接排受到的磁感应强度和电磁力有影响。[结论]圆形铝屏蔽板对脉冲电抗器电磁场分布的优化效果更好。该方法也为脉冲电抗器的电磁屏蔽设计奠定了基础。

关键词：脉冲电抗器屏蔽板屏蔽百分比辅助振荡