检索结果-南通市图书馆

SXFEL与SHINE高功率X波段干负载研制

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核技术 2024年第9期47卷 62-68页

作者：高子和谭建豪王程黄晓霞方文程中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海高等研究院上海201204

上海软X射线自由电子激光装置(Shanghai soft X-ray Free Electron Laser,SXFEL)与上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai High repetition rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)需要使用许多大功率微波元件,例如行波加速管、偏转腔、脉冲压缩器等。为了满足这些元件的高功率测试与运行的需求,研发了两台高功率不锈钢吸收负载,在X波段两台负载的工作频率分别为11.424 GHz和11.988 GHz。通过模拟仿真的方法,设计了负载的初步模型,并优化了其微波参数。模拟结果显示两台负载在中心频率附近-20 dB以下的带宽达到百兆赫兹以上。通过理论计算的方法计算了水路中的对流换热系数,并基于此对负载的机械模型进行了热分析,计算了其工作状态下的温度分布。两台负载模型均具有周期性凹槽的类波导结构,在完成负载的加工制造后,使用矢量网络分析仪对两种负载在装夹状态和焊接完成后的射频参数进行了测量。实验测试的结果与模拟计算的结果吻合较好,达到了设计要求。

关键词：干负载 X波段功率吸收加速器

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SiC陶瓷的3D打印成形与致密化新进展

无机材料学报 2024年

作者：殷杰耿佳毅王康龙陈忠明刘学建黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院大学光电学院中国科学院宁波材料技术与工程研究所

SiC陶瓷具有高强度和良好的热稳定性，在航空航天、热端部件等领域有着广泛的应用前景。随着对大尺寸和复杂形状SiC陶瓷需求的日益增长，3D打印技术由于在制造周期、成本及可靠性等诸多方面明显优于传统减材、等材制造方法而越来越受到... 详细信息

SiC陶瓷具有高强度和良好的热稳定性，在航空航天、热端部件等领域有着广泛的应用前景。随着对大尺寸和复杂形状SiC陶瓷需求的日益增长，3D打印技术由于在制造周期、成本及可靠性等诸多方面明显优于传统减材、等材制造方法而越来越受到重视。3D打印方法众多，各具特点：立体光刻技术(SLA)可以实现高精度和优良的表面质量，但实际操作中往往需要设计支撑结构，再加上残留应力和低固含量等问题，极大限制了其发展；激光选区烧结技术(SLS)具有较强的材料普适性，适用于高分子、金属和陶瓷等多种材料，可实现大尺寸快速成形且制造成本较低，但其成形素坯表面质量较低，需进行后续加工；熔融沉积成形技术(FDM)制备的SiC陶瓷材料可借助反应烧结实现致密化，但成形素坯存在层间结合强度低、表面有较明显条纹等缺陷，并且成形速度相对较慢且不适合构建大型零件，因此在实际生产中受到限制。本文综述了近五年来3D打印SiC陶瓷的最新研究进展，并讨论了成形素坯的后续高温致密化处理方法及其基本物理性能，并展望了3D打印SiC陶瓷材料的未来前景。新型3D打印技术及其与多种打印方式的融合将在对陶瓷宏微观结构的精细化中发挥具有重要作用，或将成为未来的重要发展趋势。

关键词： SiC陶瓷 3D打印激光选区烧结致密化综述

光固化3D打印钇铝石榴石透明陶瓷及其微结构调控

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 882-889页

作者：胡松唐雨馨周国红王士维中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海201899 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院大学北京100049

成型是钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷研制的关键环节,对透明陶瓷的致密化过程及其力学、热学和光学性能有重要影响。本工作围绕YAG透明陶瓷的基于数字光处理(DLP)技术的光固化3D打印成型,系统地开展了YAG陶瓷浆料的研制、陶瓷生坯的构筑及坯... 详细信息

成型是钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷研制的关键环节,对透明陶瓷的致密化过程及其力学、热学和光学性能有重要影响。本工作围绕YAG透明陶瓷的基于数字光处理(DLP)技术的光固化3D打印成型,系统地开展了YAG陶瓷浆料的研制、陶瓷生坯的构筑及坯体脱脂和烧结工艺研究。采用流变仪分析了固含量对陶瓷浆料流变特性的影响,借助分析曝光参数对单层陶瓷膜特性的影响,确立了最佳的光固化工艺参数。结合TG–DTA分析,对陶瓷坯体脱脂制度进行了精准控制。采用真空高温烧结工艺制备得到高致密YAG透明陶瓷,讨论了固含量、烧结温度等工艺参数对YAG透明陶瓷微结构演变及光学质量的影响,基于DLP光固化成型技术成功制备出可见光透过率高达82.9%的高性能YAG透明陶瓷。

关键词： 3D打印钇铝石榴石透明陶瓷微结构调控

氧化石墨烯薄膜还原程度对测温与电热性能的影响

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功能材料 2024年第8期55卷 8178-8184页

作者：刘娜曹成成陶冶李会东杨莉萍陈泽中上海理工大学材料与化学学院上海200093 中国科学院上海硅酸盐研究所无机材料分析与测试中心上海200050 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

由于质量轻、韧性好、价格低廉且成型工艺简单等诸多优点,还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)薄膜在温度传感和电加热等领域颇受关注。分析了经不同温度热还原的rGO薄膜在微观结构、键合种类、力学及电学性能上的差异,以探究... 详细信息

由于质量轻、韧性好、价格低廉且成型工艺简单等诸多优点,还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)薄膜在温度传感和电加热等领域颇受关注。分析了经不同温度热还原的rGO薄膜在微观结构、键合种类、力学及电学性能上的差异,以探究还原程度对rGO薄膜测温与加热能力的影响。结果表明,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)薄膜内的C-O、C=O等含氧官能团在200℃还原后明显减少,碳原子的主要键合类型由C-C键变为C=C键。当还原温度升至600℃时,rGO薄膜内仍保留了部分含氧羟基官能团,C/O为7.18,而经800℃还原的rGO薄膜成分已趋近石墨烯。随着还原程度的增大,rGO薄膜的电阻率呈明显下降趋势,但氧原子的析出破坏了rGO薄膜的层间致密结构,使拉伸强度逐渐降低。当还原温度达到600℃时,电阻-温度曲线表现出优异的线性关系,室温电阻温度系数(temperature coefficient of resistance,TCR)为-1.60×10^(-3)/℃。在24 V直流驱动电压下,经600和800℃热还原的rGO薄膜可分别加热至242和367℃,但由于层间结构的松散和开裂,经800℃热还原的rGO薄膜的自发热升温曲线波动明显。因此,对于要求加热和测温双功能的应用场景,经600℃还原的rGO薄膜表现出更好的综合性能。

关键词：还原氧化石墨烯热还原电阻温度系数电加热性能

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活塞调相脉管制冷技术及应用

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1650-1655页

作者：刘少帅吴亦农蒋珍华惠贺军丁磊黄政中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

脉管制冷机的微振动、高可靠、轻量化等特点,已经在航天红外探测器冷却方面取得广泛应用。作为新发展的调相方式,活塞调相技术在实现更高能效、更低温度、更低振动输出等方面具有独特优势。基于活塞调相的基本特性,针对主动活塞调相、... 详细信息

脉管制冷机的微振动、高可靠、轻量化等特点,已经在航天红外探测器冷却方面取得广泛应用。作为新发展的调相方式,活塞调相技术在实现更高能效、更低温度、更低振动输出等方面具有独特优势。基于活塞调相的基本特性,针对主动活塞调相、气动功回收活塞调相和主动功回收活塞调相三种主要的活塞调相方式进行气动力分析。分别将不同活塞调相方式应用于10~80 K脉管制冷机研制,验证活塞调相对多种形式下脉管制冷机能效提升应用效果。从应用视角出发,探讨活塞调相后续研究及改进方向。

关键词：脉管制冷机活塞调相声功回收低温制冷空间应用

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双面冷却熔盐堆组件热工分析程序开发与验证

核技术 2024年第9期47卷 121-134页

作者：胡思勤周翀朱贵凤邹杨余笑寒薛帅钰中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

新型液态燃料熔盐堆双面冷却组件相比传统熔盐堆组件具有更大的换热面积和更短的石墨导热距离,因而具有更低的石墨温度热点,然而由于其不同的几何结构特征和熔盐自发热特性,组件内存在独特的热量分配和冷却剂流量分配的问题。为准确高... 详细信息

新型液态燃料熔盐堆双面冷却组件相比传统熔盐堆组件具有更大的换热面积和更短的石墨导热距离,因而具有更低的石墨温度热点,然而由于其不同的几何结构特征和熔盐自发热特性,组件内存在独特的热量分配和冷却剂流量分配的问题。为准确高效评估新型组件的热安全边界,有必要开发新的计算分析工具。本研究基于MATLAB开发了适用于熔盐堆双面冷却组件的一维稳态热工分析程序THDA-MSR(Thermal-Hydraulic Analysis Code for Dual Cooled Assembly-Molten Salt Reactor),考虑熔盐自发热的特点,建立了组件内外流道内熔盐的一维温度分布模型和熔盐石墨对流换热模型以及石墨导热模型,根据并联通道压损相等原则建立流量分配模型,通过CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟对程序计算结果进行了验证,并初步分析了各结构参数对组件最大熔盐出口温度和石墨温度热点的影响。THDA-MSR的计算结果与CFD结果吻合较好,压损偏差小于4.84%,石墨温度热点偏差小于0.15%,分析结果发现:外通道截面积占总流道截面积比是影响最大熔盐出口温度和石墨温度热点的关键参数。以上研究结果表明,自编程序能很好地预测组件流量分布、组件压损、熔盐温度分布和石墨温度热点。THDA-MSR能够应用于熔盐堆双面冷却组件热工水力性能分析评估,对于组件选型设计有较大工程参考价值。

关键词：液态燃料熔盐堆双面冷却组件热工性能流量分配

电感耦合等离子体发射光谱法测定LiF-UF_(4)和LiF-ThF_(4)熔盐中主量金属元素的含量

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核技术 2024年第3期47卷 116-122页

作者：韩玲唐圆圆葛敏钱渊刘洪涛中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

氟锂铀(LiF-UF_(4))和氟锂钍(LiF-ThF_(4))可用作钍基熔盐反应堆的添加盐,在熔盐生产过程中需检测主量金属元素锂、铀和钍的含量。本工作采用硝酸和过氧化氢对氟锂铀样品进行前处理,采用硝酸铝溶解氟锂钍试样,以电感耦合等离子体发射光... 详细信息

氟锂铀(LiF-UF_(4))和氟锂钍(LiF-ThF_(4))可用作钍基熔盐反应堆的添加盐,在熔盐生产过程中需检测主量金属元素锂、铀和钍的含量。本工作采用硝酸和过氧化氢对氟锂铀样品进行前处理,采用硝酸铝溶解氟锂钍试样,以电感耦合等离子体发射光谱法为测量手段,为降低信号漂移的影响,以锰作为内标元素,建立了两种快速分析手段。当称样量为0.2 g时,该方法的精度均小于2%。氟锂铀加标回收实验中,Li回收率在99.6%~102.4%,U回收率在99.6%~101.8%。氟锂钍加标实验中,Li回收率在99.6%~102.3%,Th回收率在99.6%~102.4%。这些分析方法操作流程简单,耗时较短,测定结果准确,精密度高,适合大批量样品的快速分析。

关键词： LiF-UF_(4) LiF-ThF_(4) ICP-AES 锂铀钍

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一种扫频干涉激光测距系统的标定方法

光学学报 2024年第14期44卷 103-111页

作者：闫语畅薛蔺洋陈潇洒陈桂林韩昌佩中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

针对扫频干涉激光测距系统的标定问题,首先建立扫频干涉的数学物理模型,对测距原理进行推导;然后针对激光频率漂移导致系统误差的问题,提出通过改变扫描镜角度并利用基准尺对系统参数进行标定的方法;之后研究激光器扫频非线性误差数学... 详细信息

针对扫频干涉激光测距系统的标定问题,首先建立扫频干涉的数学物理模型,对测距原理进行推导;然后针对激光频率漂移导致系统误差的问题,提出通过改变扫描镜角度并利用基准尺对系统参数进行标定的方法;之后研究激光器扫频非线性误差数学物理模型,提出线性电流调制和信号处理算法对扫频特性进行标定,再构造电流调制函数对扫频非线性进行校正,仿真分析并对其进行验证;最后搭建相关实验平台,对两种标定校正方法分别进行实验,验证所提方法的有效性。在不额外增加光学器件或高精度仪器的情况下,所提标定方法可以实现扫频干涉激光测距系统的参数标定和校正,对在地面测试和在轨部署应用的测距系统保持长期稳定工作具有实际工程价值。

关键词：测量扫频干涉激光测距分布式反馈激光器系统标定非线性校正风云四号

利用主动活塞调相的双温区脉管制冷机环境适应性研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 7-12页

作者：惠贺军宋键镗蒋珍华殷旺刘少帅吴亦农中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

为满足双温区制冷需求,通过单压缩机驱动80 K和40 K双温区冷指,且双冷指均采用主动调相器调节冷指内相位差分布,可在实现制冷机轻量化的同时,在双温区高效率制冷。本文基于双温区主动调相脉管制冷机,在制冷机环境温度和调相器相位差发... 详细信息

为满足双温区制冷需求,通过单压缩机驱动80 K和40 K双温区冷指,且双冷指均采用主动调相器调节冷指内相位差分布,可在实现制冷机轻量化的同时,在双温区高效率制冷。本文基于双温区主动调相脉管制冷机,在制冷机环境温度和调相器相位差发生变化时,分别从制冷机内双冷指声功分配、回热器冷端相位差和制冷量变化特性的角度,开展了数值计算分析和实验验证研究。研究结果表明,制冷机在环境温度变化时,通过主动调节调相器活塞运动相位差,双温区冷指能够保持高效率制冷,实现制冷机对环境温度的主动适应。

关键词：脉管制冷机主动调相环境温度双温区