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升压法漏率测量装置的研制

真空 2017年第1期54卷 5-9页

作者：朱爱青孙立臣窦仁超赵永恒魏本猛董栋王旭迪合肥工业大学机械工程学院真空与过装系安徽合肥230009 北京卫星环境工程研究所北京100094 上海卫星装备研究所上海201100

本文介绍了一种基于升压法的漏率测量装置,通过在传统升压法的基础上添加标准室,降低了测量过程中本底放气的影响,全金属密封避免了氦气的渗透,利用数据采集卡和组态王软件实现数据的连续采集和记录。装置测量了104Pa-105Pa下氦气通过... 详细信息

本文介绍了一种基于升压法的漏率测量装置,通过在传统升压法的基础上添加标准室,降低了测量过程中本底放气的影响,全金属密封避免了氦气的渗透,利用数据采集卡和组态王软件实现数据的连续采集和记录。装置测量了104Pa-105Pa下氦气通过测试元件的漏率,并利用检漏仪对测试结果进行了验证,相对误差在5.8%左右。本装置可以实现10^(-8)Pa m^3/s量级以下的漏率的精确测量。

关键词：升压法漏率测量标准室本底放气全金属密封

压缩真空场中非简并双光子过程中系统约化密度主方程

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量子光学学报 1997年第2期3卷 90-96页

作者：何林生冯勋立季广德张伟吴世雄张智明夏宇兴中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥工业大学激光研究所西安交通大学应用物理系上海交通大学应用物理系

在本文中我们利用投影算符技巧通过刘维方程推导了系统约化密度主方程，这种方法特别适合于赝非马尔可夫的库场情况。所得结果和改进的路易塞尔方法的结果一致。这种方法能正确地在各种库的情况下给出单光子过程和双光子过程的系统的主... 详细信息

在本文中我们利用投影算符技巧通过刘维方程推导了系统约化密度主方程，这种方法特别适合于赝非马尔可夫的库场情况。所得结果和改进的路易塞尔方法的结果一致。这种方法能正确地在各种库的情况下给出单光子过程和双光子过程的系统的主方程。

关键词：约化密度主方程双光子过程压缩真空场

电子激发高空大气辐射模拟装置的研制及初步应用

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量子电子学报 2024年第2期41卷 215-225页

作者：何睿祺刘向农温作赢顾学军张为俊戴聪明李建玉唐小锋合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

地球大气组分与高能电子之间的电荷交换和能量传递在极光和气辉等高空大气发光现象中扮演着重要角色。通过搭建基于真空系统的电子激发高空大气辐射地面模拟装置,验证了高能电子对高空中性大气的电离激发及其辐射跃迁机制。该装置可实现... 详细信息

地球大气组分与高能电子之间的电荷交换和能量传递在极光和气辉等高空大气发光现象中扮演着重要角色。通过搭建基于真空系统的电子激发高空大气辐射地面模拟装置,验证了高能电子对高空中性大气的电离激发及其辐射跃迁机制。该装置可实现从10^(2)Pa过渡到10^(-3)Pa超过5个量级的真空梯度、10^(2)~10^(3)eV能量范围内的电子加速聚焦以及近紫外-可见光-近红外波段的宽光谱测量。将该模拟装置初步应用于N_(2)和O_(2)的电子激发实验,比较了大气中两种主要成分的谱线分布特征,发现激发光谱强度与电子能量成正相关,且在相同条件下N_(2)的激发光谱强度远大于O_(2)。利用单组分气体的已知光谱带系标定了实际大气的电子激发光谱,结果表明实际大气与纯N_(2)的激发光谱分布趋于一致但强度有所下降。初步测试与应用表明该装置可用于模拟高能电子沉降过程中与中高层大气组分的碰撞激发反应。

关键词：光谱学电离光谱电子激发大气辐射高空大气

C/SiC复合材料与Nb的钎焊工艺及机理研究

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C/SiC复合材料与Nb的钎焊工艺及机理研究

作者：刘玉章哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

C/SiC复合材料是一种新型超高温结构材料,在航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用前景。本文分别以60wt.%Ni+40wt.%TiH混和粉末、4层100μmTi+80μmNi叠层箔片和6层10μmNi+80μmTi+10μmNi叠层箔片为钎料,实现了C/SiC与Nb的真空钎... 详细信息

C/SiC复合材料是一种新型超高温结构材料,在航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用前景。本文分别以60wt.%Ni+40wt.%TiH混和粉末、4层100μmTi+80μmNi叠层箔片和6层10μmNi+80μmTi+10μmNi叠层箔片为钎料,实现了C/SiC与Nb的真空钎焊。通过分析工艺参数对钎焊接头界面结构及强度的影响,初步揭示了Ti-Ni钎焊C/SiC与Nb的机理。试验中发现钎焊过程中Nb向液态钎料溶解、液态钎料在毛细作用下填充C/SiC母材的孔洞并与其发生界面反应。Nb向钎料的溶解可以提高钎缝的塑性,钎料向母材孔洞的填充可以起到钉轧母材的作用。但Nb的溶解量过大,则母材溶蚀严重;溶解量过小,则钎料脆性大,填充孔洞的钎料对母材拘束太强,接头残余应力大。焊前热处理可以对C/SiC起到活化的作用,相同工艺下在界面处生成的TiC+NbC反应层更厚,界面结合强度更高。采用Ni+TiH粉末钎焊时,Nb向钎料中的溶解量可以通过改变钎焊温度或者升温过程来控制。升温到1000℃长时间保温,可以使钎料大部分转化为TiNi,减少钎焊温度下液态钎料的量,控制Nb向钎料的溶解。采用4层Ti/Ni箔片钎焊时,升温过程中接触C/SiC的Ni与SiC反应形成Ni-Si液相。钎焊温度低于Ti-Ni系高Ni共晶点1118℃时,Ni-Si液相可以起到降低连接温度的作用;钎焊温度高于1118℃时,Ni-Si液相可以增加液态钎料的存在时间,增大Nb向钎料的溶解量,改善接头的力学性能。采用6层Ni/Ti/Ni箔片钎焊时,由于Ti的流失比Ni严重,焊后接头主要由(Nb,Ti)和TiNi组成,未发现熔点较低的Ti2Ni,使较低温度下的钎焊接头可以具有较高的使用温度。 C/SiC与Nb的钎焊强度由接头相组成、接头致密性、钎料与C/SiC结合情况、钎料对母材钉轧的强弱四种因素决定。采用4层箔片在1180℃,10min钎焊时,接头中富Nb相的比例较高,接头中没有孔洞,钎料与母材的结合良好,剪切时C/SiC母材的C纤维被剪断,钉轧母材的钎料具有一定的塑性,属准解理断裂,接头强度最高。未处理C/SiC与Nb的接头室温抗剪强度为67MPa,热处理C/SiC与Nb的接头强度达到128MPa。

关键词： C/SiC复合材料 Nb TiH2 Ti-Ni 钎焊

柴油发动机气缸盖用铁基耐热合金的制备、力学及疲劳行为

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柴油发动机气缸盖用铁基耐热合金的制备、力学及疲劳行为

作者：郭凡西安工业大学

学位级别：硕士

随着现代化的需求不断增加,军事装备的发展应符合当今时代的需要,高功率密度柴油发动机作为核心部件,对其性能有了更高的要求。其中气缸盖是柴油发动机最重要的部件之一,在工作时承受着高温、高压、高载等恶劣工况。随着功率密度的不断... 详细信息

随着现代化的需求不断增加,军事装备的发展应符合当今时代的需要,高功率密度柴油发动机作为核心部件,对其性能有了更高的要求。其中气缸盖是柴油发动机最重要的部件之一,在工作时承受着高温、高压、高载等恶劣工况。随着功率密度的不断升高,发动机气缸盖工作温度最高可达600℃。现役铝合金、铸铁类气缸盖材料难以满足新一代柴油机更高的性能要求。而Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-0.2Ti材料具有良好的力学性能、耐高温氧化性能和抗热疲劳性能,有成为新一代柴油机气缸盖材料的潜质。本课题采用无压烧结法预制中间合金块体Al-10AlN,将其与铁基原材料按一定的比例通过真空悬浮熔炼制备Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-0.2Ti-xAlN（x=0、0.25、0.5、0.75、1wt.%）合金铸锭,研究AlN含量对合金显微组织、物理性能（密度、25-600℃导热性能）、力学性能（硬度、室温和600℃拉伸性能）、疲劳性能（室温和600℃高周旋弯疲劳性能）的影响规律。所得结论如下:通过均匀化混粉、真空无压烧结和真空熔炼相结合的方法制备Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-0.2Ti-xAlN合金,其物相主要由奥氏体相和铁素体相组成;加入AlN后,铁素体的形状由网状变为针状和块状,晶粒得到明显细化,当AlN加入量为0.5wt.%时,细化效果最为明显;随着AlN含量的增加,该系列合金密度变化不大为6.50-6.54 g/cm3;热导率随着AlN含量和温度的增加而提高,加入1wt.%AlN的合金在25℃和600℃热导率均最大分别为14.94W/（m·℃）、17.50W/（m·℃）,相较于基体材料分别提高了34.6%、17.1%。随着AlN含量的增加,合金洛氏硬度逐渐增加,当AlN的加入量为1wt.%时,合金硬度达到最大值38.2HRC,相较于基体材料硬度提高了15.6%;室温和600℃拉伸性能规律一致,抗拉强度随着AlN含量的不断增加均呈先降低后升高趋势,加入1wt.%AlN的合金抗拉强度最大,室温（802.4MPa）、600℃（585.6MPa）相较于基体材料分别提高了2.3%、2.8%;然而,该系列合金延伸率和强塑积随着AlN含量的不断增加均呈先增加后降低的趋势,加入0.5wt.%AlN的合金延伸率、强塑积最大,尤其在600℃时,延伸率和强塑积分别为20.1%、11.37GPa·%,相较于基体材料分别提高了103%、102%;该系列合金室温和600℃时的断裂方式均为韧-脆混合型断裂,综合性能较为优异的为加入0.5wt.%AlN的合金。对合金实时断裂过程进行分析,加入0.5wt.%AlN的合金相较于基体材料滑移系提前启动,且在相同条件下,加入0.5wt.%AlN的合金滑移线数量更多,这与拉伸性能相一致;奥氏体相在拉伸的过程中主要起到变形的作用,而铁素体相主要起到抵抗变形的作用,裂纹萌生晶内、晶界和滑移带处,晶粒细小的铁素体比晶粒粗大的铁素体先发生断裂。对性能较为优异的Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-0.2Ti-0.5AlN合金进行室温和600℃高周旋弯疲劳性能测试分析,AlN加入量为0的合金作为对照材料。得出两种材料在600℃时的疲劳寿命均大于室温。归因于高温旋弯疲劳过程中,铁素体相不断粗化,导致抗拉强度和屈服强度提高,裂纹萌生得以抑制;且在疲劳源区连续生成的致密且稳定存在的氧化膜（Fe2O3、Al2O3和Mn2O3）,进一步抑制了裂纹萌生;600℃下热导率约为室温时的2倍,且高的热导率使合金内部热应力降低,从而提高了合金的疲劳性能。此外,0.5wt.%AlN的加入,使得合金在室温和600℃的疲劳寿命较基体材料均明显提升,归因于加入AlN后合金晶粒发生细化,延伸率升高,疲劳裂纹扩展速度降低,裂纹扩展区面积有所增大所致。

关键词：柴油机气缸盖用铁基合金 Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-0.2Ti-xAlN材料制备显微组织力学性能高周旋弯疲劳性能

新型轻质耐疲劳铁基合金的设计及组织性能研究

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新型轻质耐疲劳铁基合金的设计及组织性能研究

作者：田可可西安工业大学

学位级别：硕士

军事装备的竞争对材料提出了新的要求,而高功率密度柴油发动机作为装甲战车的“心脏”,为了满足新的服役环境,要求其具有高的升功率密度、体积小、质量轻等特点。其中柴油发动机的气缸盖作为服役状况最为恶劣的部件,在运行的过程中不仅... 详细信息

军事装备的竞争对材料提出了新的要求,而高功率密度柴油发动机作为装甲战车的“心脏”,为了满足新的服役环境,要求其具有高的升功率密度、体积小、质量轻等特点。其中柴油发动机的气缸盖作为服役状况最为恶劣的部件,在运行的过程中不仅承受高温高压还要遭受腐蚀性气氛,在实际运行过程中损耗严重,现有铸铁类材料已不满足未来高功率密度柴油发动机的性能要求。而Fe-Mn-Al-C系合金作为新时代下的产物,不仅具有较低的密度,还具有良好的力学性能,有望能够代替铸铁类材料用于柴油机气缸盖。本研究以Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金为研究对象,分别研究了不同Ti含量(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)对Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C合金组织、力学性能、氧化性能和热疲劳性能的影响。利用pandat软件计算了该系列合金的相图,使用真空电弧熔炼炉制备了该系列合金,并借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)以及拉曼光谱对其进行了测试分析,得出以下结论:Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金主要包括奥氏体、铁素体和Ti C三种物相,与pandat软件所计算的相图成分一致,奥氏体相作为基体相,而铁素体与Ti C广泛分布于基体上。并且随着Ti含量的增多,合金中Ti C与铁素体含量逐渐增多,奥氏体含量逐渐减少。随着Ti含量的增多,合金的密度逐渐降低,加入0.4 wt.%Ti合金较未加入Ti的合金密度降低了1.9%。力学性能测试表明,未加入Ti元素合金塑性较差、抗拉强度较低,而加入Ti元素后的合金塑性与抗拉强度显著提高。随着Ti含量进一步增多,Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金延伸率表现为先增大后减小的趋势,未加入Ti元素合金的抗拉强度为748 MPa,延伸率为2.9%,加入0.2 wt.%Ti合金力学性能较佳,其抗拉强度为817.2 MPa,延伸率为30.7%,相较于未加入Ti元素合金,其抗拉强度提高了9%,延伸率提高了近10倍。未加入Ti合金拉伸断口表现为脆性断裂,在断口处出现了许多撕裂棱,而加入Ti元素的合金在断口处出现了许多韧窝,表现为混合型断裂。Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金氧化测试结果表明,加入Ti元素后能够显著改善合金的抗氧化性能,并且随着Ti含量的进一步增多,该系列合金氧化增重表现为先减少后增大的趋势,未加入Ti元素的合金氧化增重为1.854 mg/cm,加入0.2 wt.%Ti合金具有最佳的抗氧化性能,其氧化增重为1.462 mg/cm,相较于未加入Ti元素合金,氧化增重减少了21.1%。该系列合金氧化表层主要表现出两种形貌,一种为灰黑色胞状突起,另一种为亮白色颗粒状突起,并且在加入0.2 wt.%Ti的合金氧化表层形貌最为平整,表层裂纹较少,通过XRD和拉曼图谱分析可知,合金氧化表层主要含有FeO、AlO、MnO、MnO和Ni O。Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金氧化层表现出双层结构,并且氧化层之间存在明显的界面,外氧化层结构较为疏松;内氧化层结构比较致密,能有效防止氧元素扩散至合金内部。未加入Ti的合金氧化层的平均厚度为29.410μm,而加入0.2 wt.%Ti合金氧化层的平均厚度最薄,其平均厚度为25.467μm,与未加入Ti合金相比,氧化层厚度减少了3.943μm(13.5%)。Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金在600℃下保温55 s和155 s的热疲劳测试结果表明,在两种保温时间下,Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi合金热疲劳裂纹长度增长趋势相同,并且Ti元素的加入显著改善了合金的热疲劳性能。在相同的冷热循环次数下保温55 s和155 s,加入0.2 wt.%Ti合金具有最优的热疲劳性能,裂纹长度分别为143μm和1985μm;未加入Ti的合金热疲劳性能最差,裂纹长度为212μm和4297μm,相较于0.2 wt.%Ti合金,其裂纹长度增加了48%(保温55 s)和116%(保温155 s)。观察不同Ti含量合金热疲劳裂纹微观形貌,发现热疲劳裂纹主要是由合金的强度与塑性所决定,合金的强度越高,裂纹萌生的周期就越长,合金的塑性越好,裂纹扩展速率就越低。对比不同Ti含量的热疲劳裂纹,发现试样氧化腐蚀严重,容易形成微孔和疏松区,在持续的冷热循环下合金元素容易被氧化形成颗粒状氧化物,造成应力集中,使其在后续过程中造成脱落、开裂,形成裂纹缝隙。并且铁素体相和Ti C相对合金的热疲劳性能具有较大的影响,主要是由于基体与铁素体和Ti C之间的热膨胀系数和热传导系数不同,在试验中氧化腐蚀微孔容易在铁素体相和Ti C相与奥氏体相的相界面处形成,在后续的过程中逐步疏松并开裂,最终形成热疲劳微裂纹源

关键词： Fe-25Mn-9Al-8Ni-1C-xTi 真空电弧熔炼微观组织力学性能氧化性能热疲劳性能

基于ADAMS的某客车平顺性仿真分析与优化

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农业装备与车辆工程 2013年第10期51卷 23-28页

作者：许兆运徐梦茹王进合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽省合肥市230009

行驶平顺性分析在汽车研发过程中是至关重要的组成部分。对某型客车进行研究,利用ADAMS/Car模块建立客车的前后悬架模型、转向系模型、轮胎模型、动力总成模型、横向稳定杆模型和车架柔性体模型等子系统模型,并在ADAMS/Car中将上述模型... 详细信息

行驶平顺性分析在汽车研发过程中是至关重要的组成部分。对某型客车进行研究,利用ADAMS/Car模块建立客车的前后悬架模型、转向系模型、轮胎模型、动力总成模型、横向稳定杆模型和车架柔性体模型等子系统模型,并在ADAMS/Car中将上述模型组建成整车刚柔耦合模型。对建立的模型进行平顺性仿真,并对该客车进行了平顺性实车道路试验。最后利用ADAMS/Insight中的试验设计对整车刚柔耦合模型的悬架参数进行了优化设计。

关键词：刚柔耦合平顺性 ADAMS 优化

基于M-C方法模拟分析NBI真空压力分布的影响因素

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基于M-C方法模拟分析NBI真空压力分布的影响因素

基片温度对脉冲激光沉积ZnS:Co薄膜微结构及光学性质的影响研究

中国真空学会2008年学术年会

作者：王绍良陈长琦胡纯栋谢远来张建国刘智民合肥工业大学真空科学技术与装备研究所中国科学院等离子体物理研究所

中性束注入器(Neutral beam injector,NBI)是产生高能带电离子束并对其进行中性化形成高能中性粒子束用以加热托卡马克等离子体的装置。NBI 加热是在托卡马克上除了欧姆加热外的主要辅助加热中加热效率最高、物理机制最清楚的手段。NBI... 详细信息

中性束注入器(Neutral beam injector,NBI)是产生高能带电离子束并对其进行中性化形成高能中性粒子束用以加热托卡马克等离子体的装置。NBI 加热是在托卡马克上除了欧姆加热外的主要辅助加热中加热效率最高、物理机制最清楚的手段。NBI 真空压力分布是影响中性束传输效率特别是再电离损失的极为关键的因素之一。本文研究分析了 HT-7托卡马克 NBI 实验装置的工作原理和结构特点,利用 Monte-Carlo 方法建立 NBI 实验装置主真空室及飘移管道内分子运动及碰撞的相关模型,并运用 Matlab 软件进行编程实现对 NBI 实验装置真空压力分布模拟计算。模拟计算和实验结果表明:主真空室低温冷凝泵抽速为4×10L/s 时,主真空室压力在脉冲充气过程中维持在10Pa 量级;飘移管道低温冷凝泵抽速为4×10L/s 时,飘移管道压力维持在10Pa 量级。文章的结论为 NBI 传输过程中再电离损失的研究提供了理论依据。

关键词：中性束注入 Monte-Carlo 方法压力分布模拟计算

来源： cnki会议评论

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真空科学与技术学报 2023年第9期43卷 738-744页

作者：李树锋王丽高东文中国人民警察大学警务装备技术学院河北065000 北京工业大学理学部物理与光电工程系北京100124

采用脉冲激光沉积技术在石英基片上制备了ZnS:Co薄膜,改变制备过程中石英基片的温度TS,研究了基片温度对薄膜微结构及光学特性的影响。随着基片温度的升高,薄膜的厚度减小,结晶质量得到提升,并朝着(111)方向择优生长。受量子限域效应的... 详细信息

采用脉冲激光沉积技术在石英基片上制备了ZnS:Co薄膜,改变制备过程中石英基片的温度TS,研究了基片温度对薄膜微结构及光学特性的影响。随着基片温度的升高,薄膜的厚度减小,结晶质量得到提升,并朝着(111)方向择优生长。受量子限域效应的影响,薄膜的光学带隙在基片温度为TS=25℃时最大为3.83 eV,光学带隙先随基片温度增大而减小,并在基片温度为400℃时取得最小值3.5 eV,此后随基片温度增大而增大。此外,薄膜的折射率、消光系数、介电系数等光学参数随基片温度升高均有增大趋势。实验表明在基片温度达到400℃以上时,可以获得综合性能较好的微晶薄膜。

关键词：脉冲激光沉积硫化锌掺钴薄膜基片温度