检索结果-南通市图书馆

径向磁场对霍尔推力器性能影响的数值模拟研究

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物理学报 2022年第10期71卷 216-224页

作者：杨三祥王倩楠高俊贾艳辉耿海郭宁陈新伟袁兴龙张鹏兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

霍尔推力器由于推力密度大、结构简单等特点,在商业航天领域具有广泛的应用前景.为了进一步提升小功率霍尔推力器的性能,克服低轨卫星用小功率霍尔推力器性能受限于输入功率和最大磁场强度的问题,本文利用数值模拟和理论分析方法研究了... 详细信息

霍尔推力器由于推力密度大、结构简单等特点,在商业航天领域具有广泛的应用前景.为了进一步提升小功率霍尔推力器的性能,克服低轨卫星用小功率霍尔推力器性能受限于输入功率和最大磁场强度的问题,本文利用数值模拟和理论分析方法研究了霍尔推力器放电通道中径向磁场分布对推力器性能的影响.在轴向磁场分布和最大径向磁场强度一定的情况下,通过改变径向磁场梯度实现径向磁场对推力器性能影响的研究.结果表明,在放电参数、推进剂流率以及轴向磁场不变的情况下,加速区的电势随着径向距离的增加而减小.因此,靠近推力器放电通道内壁侧的径向磁场梯度越大,离子沿着轴向漂移到达推力器出口的动能越大,推力器的推力越大.本文的研究结果为霍尔推力器的磁场设计,性能优化提供了理论支撑.

关键词：霍尔推力器数值研究径向磁场加速区

同步脉冲偏压对Hi PIMS技术低温沉积CrN涂层结构及性能影响

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中国表面工程 2022年第3期35卷 226-234页

作者：贵宾华周晖张腾飞马占吉杨拉毛草张延帅兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

针对高性能CrN涂层无法实现低温可控制备的技术瓶颈,利用具备高溅射材料离化率的高功率脉冲磁控溅射技术,调控同步脉冲偏压,改善涂层生长动力学条件,实现CrN涂层的低温可控沉积。开展同步脉冲偏压与涂层化学组成、组织结构、力学、摩擦... 详细信息

针对高性能CrN涂层无法实现低温可控制备的技术瓶颈,利用具备高溅射材料离化率的高功率脉冲磁控溅射技术,调控同步脉冲偏压,改善涂层生长动力学条件,实现CrN涂层的低温可控沉积。开展同步脉冲偏压与涂层化学组成、组织结构、力学、摩擦学及耐腐蚀性能间关联关系研究。同步脉冲偏压在提升沉积离子束流迁移能的同时可显著降低荷能Ar+对成膜表面的持续轰击作用,达到改善涂层致密性及膜基结合力的目的。此外,沉积CrN涂层晶粒细化显著,硬度及弹性模量明显升高,最高可达13.8 GPa、236.7 GPa。涂层力学性能优化及致密性提升显著改善了摩擦学与耐腐蚀性能,涂层磨损率最低可达2.49×10^(-15) m^(3)/(N·m),同时涂层可耐受120 h中性盐雾腐蚀环境考核。为实现高性能CrN涂层的低温可控制备,扩展其在温度敏感基体领域的适用范围提供了新的设计思路与技术支撑。

关键词：高功率脉冲磁控溅射同步脉冲偏压组织结构摩擦学性能耐腐蚀性能

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抽运-检测型原子磁力仪对电流源噪声的测量

物理学报 2022年第2期71卷 84-90页

作者：陈大勇缪培贤史彦超崔敬忠刘志栋陈江王宽兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

用于在宽量程范围内标定原子磁力仪的灵敏度的复现磁场通常由精密电流源和标准线圈产生,电流源噪声将直接影响原子磁力仪在宽量程范围内标定的灵敏度.本文基于抽运-检测型原子磁力仪首先提出抑制复现磁场漂移的磁补偿方法,其次开展宽量... 详细信息

用于在宽量程范围内标定原子磁力仪的灵敏度的复现磁场通常由精密电流源和标准线圈产生,电流源噪声将直接影响原子磁力仪在宽量程范围内标定的灵敏度.本文基于抽运-检测型原子磁力仪首先提出抑制复现磁场漂移的磁补偿方法,其次开展宽量程范围内电流源的噪声和原子磁力仪的灵敏度之间依赖关系的研究.研究结果表明,抽运-检测型原子磁力仪的灵敏度主要由电流源噪声决定,因此可用特定磁场下的灵敏度估算电流源在对应输出电流条件下的电流噪声.本文研究对弱磁传感器灵敏度指标的标定、高精度电流源的研制、磁感应强度计量和电流计量的协同发展都具有参考价值.

关键词：原子磁力仪磁补偿电流源噪声灵敏度

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金属双极板表面改性碳基涂层研究进展

表面技术 2023年第11期52卷 182-199页

作者：赵蒙周晖贵宾华汪科良兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

首先对比了贵金属涂层、氮化物涂层、碳基涂层的性能优劣,重点阐述了碳基涂层改性技术的最新研究进展。然后,以碳基涂层的设计及制备2个维度为研究切入点进行阐述。在膜系设计方面,着重分析了膜系设计和元素掺杂对碳基涂层的性能影响;... 详细信息

首先对比了贵金属涂层、氮化物涂层、碳基涂层的性能优劣,重点阐述了碳基涂层改性技术的最新研究进展。然后,以碳基涂层的设计及制备2个维度为研究切入点进行阐述。在膜系设计方面,着重分析了膜系设计和元素掺杂对碳基涂层的性能影响;在制备方面,分析了偏压、沉积时间和气体流量等对碳基涂层的化学组分、微观结构的调控作用。最后,总结了当前碳基涂层改性双极板存在的问题,主要为涂层运行寿命不足,无法达到服役标准;测试条件不统一,且模拟环境与电堆实际工况差距较大;涂层长时间服役后的失效机制不明确。同时,对金属双极板改性碳基涂层的进一步发展方向做出了展望。

关键词：质子交换膜电池双极板碳基涂层 PVD 耐腐蚀性能导电性能

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等离子体源型航天器主动电位控制方法

高电压技术 2023年第9期49卷 3811-3818页

作者：银鸿李得天柳青刘海波秦晓刚杨生胜兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

航天器与空间等离子体、高能粒子、地磁场等相互作用,会引起充放电效应,严重影响其空间任务。通过等离子体源发射人为等离子体可有效控制航天器表面电位,保障航天器运行安全,且较其他电位控制方法更灵活、高效,但国内对此研究相对基础... 详细信息

航天器与空间等离子体、高能粒子、地磁场等相互作用,会引起充放电效应,严重影响其空间任务。通过等离子体源发射人为等离子体可有效控制航天器表面电位,保障航天器运行安全,且较其他电位控制方法更灵活、高效,但国内对此研究相对基础薄弱。为此,基于航天器电流平衡方程进行航天器带电理论分析,并结合球对称模型对等离子体源电位控制理论进行阐述;进一步通过SPIS(spacecraft plasma interaction system)仿真平台模拟分析空间等离子体和人为等离子体对航天器电位的影响。研究表明,在GEO轨道空间等离子体的作用下,航天器不同材料表面存在不等量带电,且电位可达−14000 V;等离子体源工作可高效地将航天器控制在−10 V以内,控制器适合安装于卫星东侧面,其净发射电流直接影响着控制效果;在上述基础上,开展了地面模拟试验,结果表明:利用等离子体源控制器可将−6000~−5000 V的航天器模拟件在数秒内控制至0 V左右,等离子体源电位控制技术对航天器表面高电位及不等量带电均有良好的控制效果,以上研究成果将为其空间工程化应用提供支撑。

关键词：表面带电空间等离子体人为等离子体等离子体源主动电位控制

连续变推力离子推力器双荷离子特性分析与诊断

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北京航空航天大学学报 2023年第12期49卷 3303-3310页

作者：胡竟耿海王东升郭德洲赵勇杨福全兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

离子推力器束流离子中的双荷离子在制约栅极组件工作寿命的同时也影响到推力器实际推力的大小,其在总束流中的占比直接决定了推力器寿命、推力等关键性能指标的符合性。为准确、快速研判10 cm氙离子推力器在宽范围推力调节过程中的双荷... 详细信息

离子推力器束流离子中的双荷离子在制约栅极组件工作寿命的同时也影响到推力器实际推力的大小,其在总束流中的占比直接决定了推力器寿命、推力等关键性能指标的符合性。为准确、快速研判10 cm氙离子推力器在宽范围推力调节过程中的双荷离子占比,利用放电室经验模型,分析了推力器变推力调节过程中双荷离子的变化特性及其影响因素,结合实际工作参数计算得到了不同推力工况点下双荷离子的理论占比。在此基础上,采用E×B探针诊断系统测试获得了相应推力工况点下双荷离子的实验占比,并将理论计算结果与实验测试结果进行了对比。研究结果表明:离子推力器放电室内双荷离子的占比是关于推力器工质利用率等性能参数及原初电子与麦氏电子间的密度比、电子温度等相关等离子体参数的函数;在变推力调节过程中,随着放电室内阳极功率的增加,束流中的双荷离子比例不断上升,且其引出束流中双荷离子比例分布呈现出强烈的非线性分布,整体表现为伴随增长的趋势。研究为离子推力器在轨控制策略的优化设计及性能评估提供了技术支持。

关键词：离子推力器连续变推力放电室双荷离子诊断

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石墨烯导热纸研究进展

材料导报 2023年第3期37卷 139-147页

作者：王兰喜何延春王虎吴春华李林兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

由于依靠声子进行热传导的特性,石墨烯具有异乎寻常的高热导率。理论和实验研究均已证明,单层石墨烯的热导率可达5000 W·m^(-1)·K^(-1)以上,是目前已知热导率最高的一种材料。然而,单层石墨烯由于厚度薄、片径小等几何尺寸上的原因而... 详细信息

由于依靠声子进行热传导的特性,石墨烯具有异乎寻常的高热导率。理论和实验研究均已证明,单层石墨烯的热导率可达5000 W·m^(-1)·K^(-1)以上,是目前已知热导率最高的一种材料。然而,单层石墨烯由于厚度薄、片径小等几何尺寸上的原因而很难在宏观尺度上获得实际应用。得益于化学方法制备高质量石墨烯粉体的快速发展,将石墨烯粉体制备成柔性的高导热石墨烯纸是近几年的热点研究方向之一。虽然石墨烯纸的面内热导率已经能够达到1000 W·m^(-1)·K^(-1)以上,但与单层石墨烯的热导率仍存在较大的差距,且纵向热导率低。近几年,科研人员从大尺寸石墨烯粉体的采用、石墨烯纸微观结构的优化、还原处理方法的改进、石墨烯与其他物质混合等方面进行了研究,在提高石墨烯纸的热导率上取得了比较显著的效果。本文综述了有关石墨烯纸的研究进展,介绍了石墨烯纸的制备方法,并分析影响石墨烯纸热导率的因素,讨论增强石墨烯纸热导率的方法,总结了提高石墨烯纸热导率的研究思路和发展趋势,最后展望了石墨烯纸在热管理领域的应用。

关键词：石墨烯导热纸石墨烯纸制备方法热导率影响因素热管理应用

Zr(0001)表面氢吸附的第一性原理研究

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稀有金属材料与工程 2022年第1期51卷 143-148页

作者：宋伊冯焱成永军裴晓强冯天佑董猛魏宁斐邱云涛兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室甘肃兰州730000

利用基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波赝势方法,研究了H_(2)分子在Zr(0001)晶面的表面吸附。通过研究Zr(0001)/H_(2)体系的吸附能、稳定吸附构型和电子结构,阐明了Zr(0001)表面吸氢反应的微观机制。结果表明:H_(2)分子在Zr(0001... 详细信息

利用基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波赝势方法,研究了H_(2)分子在Zr(0001)晶面的表面吸附。通过研究Zr(0001)/H_(2)体系的吸附能、稳定吸附构型和电子结构,阐明了Zr(0001)表面吸氢反应的微观机制。结果表明:H_(2)分子在Zr(0001)表面的最稳定吸附位为面心立方(fcc)位,其吸附能为0.899 eV,解离的H原子最终稳定吸附在Zr(0001)表面的穴(hollow)位和面心立方(fcc)位。被吸附H原子与Zr(0001)表面间出现了大量的电荷转移,同时,H原子的1s轨道和Zr原子的5s、4d轨道出现杂化,表明H;分子解离吸附后H原子与表层Zr原子间同时存在离子键和共价键。吸附能随覆盖度的增大而增大,当覆盖度达到4/5 ML时,氢分子解离后有一半的氢原子吸附到Zr(0001)的亚表面。

关键词：第一性原理 Zr(0001)表面氢吸附稳定吸附构型电子结构

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宽量程四极质谱计研制及性能研究

质谱学报 2023年第6期44卷 787-796,I0003页

作者：冯天佑成永军陈联董猛王星辉郭文戎振华孙雯君兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室甘肃兰州730000

基于四极质谱交变电场和静电场中离子运动轨迹对离子源、质量分析器和离子检测器的物理参数及几何结构尺寸进行设计,研制了宽量程四极质谱计,其物理部分核心质量为2.05 kg,体积为(315×145×60)mm^(3),仪器功耗为86 W,并对质谱计的质量... 详细信息

基于四极质谱交变电场和静电场中离子运动轨迹对离子源、质量分析器和离子检测器的物理参数及几何结构尺寸进行设计,研制了宽量程四极质谱计,其物理部分核心质量为2.05 kg,体积为(315×145×60)mm^(3),仪器功耗为86 W,并对质谱计的质量范围、灵敏度等核心性能指标开展实验研究。结果表明,该质谱计的质量范围为2~614 u,采用氩气测试其他性能,法拉第和倍增器的检测灵敏度分别为2.62×10^(-6)、13 A/Pa,不同质量段50%峰高处的分辨能力分别为0.95 u(m/z 2)、0.72 u(m/z 40)、0.78 u(m/z 132)和1.32 u(m/z 614),线性工作压力上限为1.39×10^(-3)Pa,仪器在4 h内的信号强度稳定性为2.6%,8 h内的质量轴稳定性为±0.1 u。该质谱计有望应用于空间探测,军事技术,食品安全等领域。

关键词：四极质谱计宽量程灵敏度分辨能力稳定性