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真空计的发展概况与趋势

真空与低温 2011年第1期17卷 53-57,62页

作者：梁平李杰戴佳鑫干蜀毅合肥工业大学机械与汽车工程学院真空技术与装备系安徽合肥230009

真空计量器具被广泛应用于各科学实验领域,种类繁多,样式各异。真空计的微型化是其主要发展趋势。概述了真空计的发展历程,重点对近年来真空计的最新发展作了梳理,并提出了某些特殊环境下真空度测量方法的构想。

关键词：真空计真空测量微机电系统电容薄膜真空计

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螺杆真空泵转子参数的优化设计

螺杆真空泵转子参数的优化设计

中国真空学会2014学术年会

作者：李卓慧王庆生陈长琦陈宗武张东庆邱延亮郭金光合肥工业大学真空科技与装备研究所

螺杆真空泵工作过程中,存在着由排气口高压侧向吸气口低压侧的反向泄漏,严重影响真空泵的抽速和极限压强,因此,螺杆真空泵内部泄漏问题的研究,对于预测泵的性能指标,以及转子设计参数选择具有重要意义。螺杆真空泵内部泄漏通道主要包括... 详细信息

螺杆真空泵工作过程中,存在着由排气口高压侧向吸气口低压侧的反向泄漏,严重影响真空泵的抽速和极限压强,因此,螺杆真空泵内部泄漏问题的研究,对于预测泵的性能指标,以及转子设计参数选择具有重要意义。螺杆真空泵内部泄漏通道主要包括转子与转子之间以及转子与泵腔之间的间隙,本文以单头等螺距内凹转子双螺杆泵为研究对象,通过端面型线方程和轴向截面方程,推导出面积利用系数、几何抽速以及极限压强的计算公式,并对螺杆真空泵工作时转子与泵腔、转子与转子之间气体的流动情况进行研究,将周向泄漏简化为两平面平板之间剪切流动与压差流动,径向和齿侧泄漏简化为小孔流动,建立了螺杆真空泵转子周向、径向和齿侧泄漏量计算的理论数学模型。运用相关软件,编制了螺杆真空泵泄漏的分析程序,研究了螺杆不同大径、小径、渐开线基圆半径和导程等螺杆真空泵转子设计参数对泄漏量、抽速和极限压强的影响,结果表明:增大渐开线基圆半径,可以有效减小总泄漏量,提高极限真空度,但会使抽速略微降低;随着导程增加,可以使总泄漏量减小,抽速提高,极限真空度增高;随着转子大径的增大,能够提高抽速,但总泄漏量也会增大,极限真空度先增大后减小;增大转子小径,可以减小总泄漏量,但抽速会大幅降低,极限真空度也会降低;在理论抽速给定的条件下,小径比大径等于0.65时,总泄漏量最小,能达到的极限真空度最高。

关键词：螺杆转子泄漏抽速极限真空度优化设计

基于SU-8/PMMA双层胶技术的硅点阵结构制作

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真空 2014年第6期51卷 66-69页

作者：陶伟王旭迪丁可王宇揭建胜合肥工业大学机汽学院真空与过装系安徽合肥230009

本文介绍了一种通过SU-8/PMMA双层胶制备硅点阵结构的方法,首先用PDMS模板压印带SU-8/PMMA双层胶的硅片,用ICP刻蚀后,得到具有内切结构的光刻胶掩膜,镀金属膜并去胶后,进行金属辅助化学湿法刻蚀,在硅片表面获得点阵结构。实验结果表明,... 详细信息

本文介绍了一种通过SU-8/PMMA双层胶制备硅点阵结构的方法,首先用PDMS模板压印带SU-8/PMMA双层胶的硅片,用ICP刻蚀后,得到具有内切结构的光刻胶掩膜,镀金属膜并去胶后,进行金属辅助化学湿法刻蚀,在硅片表面获得点阵结构。实验结果表明,通过该方法获得的硅点阵结构的反射率较平面硅有显著降低;该方法成本较低,过程简单,由于采用软压印和低压压印的方式,可实现硅点阵结构的大面积制备。

关键词： SU-8/PMMA 软压印硅点阵湿法刻蚀反射率

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微孔金属化沉积工艺中粒子传输特性研究

微孔金属化沉积工艺中粒子传输特性研究

TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会

作者：钱都王国栋马儒坤合肥工业大学真空科学与装备研究所

集成电路微孔金属化是现代电子产业发展的重要工艺,由于传统化学电镀工艺对环境产生严重的污染,真空沉积镀膜以其节能、环保等特点正成为行业发展的关键技术。本文基于多重物理场软件,利用粒子运动微分方程和粒子碰撞机理,建立微观粒子...

集成电路微孔金属化是现代电子产业发展的重要工艺,由于传统化学电镀工艺对环境产生严重的污染,真空沉积镀膜以其节能、环保等特点正成为行业发展的关键技术。本文基于多重物理场软件,利用粒子运动微分方程和粒子碰撞机理,建立微观粒子传输模型,对粒子在深孔中的沉积情况进行模拟计算,分析讨论了粒子在孔内壁传输过程中气体压强和微孔长径比的影响以及孔内壁和基板表面粒子沉积的差异。研究结果如下:1、由于空间气体碰撞效应,气体压强对基板表面和微孔中粒子沉积效率的影响存在明显差异。当压强从1Pa增加到10Pa时,基板表面粒子沉积速率随着压强的增加而降低,沉积速率最高降低8倍左右,而微孔内粒子沉积速率在1-5Pa之间基本保持稳定,当压强高于5Pa后,沉积速率逐渐减小,最高降低了3倍。2、微孔长径比也是影响孔内壁沉积效率和沉积粒子梯度分布的重要因素。集成电路基板厚度一致,但孔径大小各不相同,导致微孔长径比的差异。微孔长径比越大,孔直径越小,进入孔的粒子数量少,孔内壁单位表面积沉积的粒子数越少。长径比小于8:1时,孔内壁单位面积沉积粒子数呈线性减小,而当长径比继续增加时,孔内壁单位面积沉积粒子数逐渐趋于稳定,且孔内壁轴向粒子分布在末端部分也维持稳定数值,这与小孔内气体传输过程中粒子与孔壁碰撞几率有关。

关键词：

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He-Ne激光器真空铟封接关键工艺研究

He-Ne激光器真空铟封接关键工艺研究

中国真空学会2014学术年会

作者：任弘毅王国栋王庆生陈长琦合肥工业大学真空科技与装备研究所

He-Ne激光器铟封接技术是激光器制作的关键技术之一。但是,铟封接材料真空气密性失效问题仍需进一步研究。在激光陀螺仪谐振腔中,需要对凹面反射镜、平面反射镜、半透反射镜、引入引出电极、抽气管等进行真空封接。本文以三轴整体式四... 详细信息

He-Ne激光器铟封接技术是激光器制作的关键技术之一。但是,铟封接材料真空气密性失效问题仍需进一步研究。在激光陀螺仪谐振腔中,需要对凹面反射镜、平面反射镜、半透反射镜、引入引出电极、抽气管等进行真空封接。本文以三轴整体式四边形陀螺仪为研究对象,研究铟封接过程及基本工艺,分析了封接件的抛光清洗、熔铟表面氧化和杂质吸附、湿润层材料、铟的加热温度、退火温度、保温时间对封接强度的影响,数值模拟计算铟封接漏率,结果与实验测试值相吻合,提出解决铟封接失效问题的工艺优化方案。优化工艺能减少氧化物对铟封接的影响、降低封接过程中的不均匀现象以及封接材料的发泡、封焊面金属化处理增强了铟及其合金浸润性能,使用膨胀系数相近的封接介质材料增强了封接性能。经研究发现,铟纯度达到99.99%,对封接性能的影响不大其主要影响因素仍是氧化及杂质污染;金属涂层可以减少氧的扩散与涂层的发泡概率;起伏错开排列的涂层更有利于封接同时也减少边缘不规则区域的大小,为提升铟封接的气密性能给出了理论依据。

关键词：铟封工艺铟封优化方案铟封漏率数值模拟

螺杆真空泵转子在热载荷和机械载荷作用下的有限元分析

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螺杆真空泵转子在热载荷和机械载荷作用下的有限元分析

中国真空学会2014学术年会

作者：崔寓淏王庆生陈长琦陈宗武张东庆邱延亮郭金光合肥工业大学真空科技与装备研究所

螺杆真空泵工作过程中,转子在力载荷和热载荷的共同作用下发生形变。若转子与泵腔冷配合间隙过小,不足以补偿转子形变,会引起机器卡死现象;相反若转子与泵腔冷配合间隙过大,运转时的泄露量偏大,导致泵的抽气性能下降。本文对转子在力载... 详细信息

螺杆真空泵工作过程中,转子在力载荷和热载荷的共同作用下发生形变。若转子与泵腔冷配合间隙过小,不足以补偿转子形变,会引起机器卡死现象;相反若转子与泵腔冷配合间隙过大,运转时的泄露量偏大,导致泵的抽气性能下降。本文对转子在力载荷和热载荷作用下的形变进行了分析研究,为螺杆真空泵如何合理确定冷配合间隙提供理论指导。本研究以180L/s单头内凹等螺距转子作为研究对象,建立了转子的三维实体模型。考虑到对流换热系数随压强等参数的变化而变化,研究时将转子分为四段,计算出每段的当量温度和对流换热系数,施加在模型对应位置上,利用有限元方法进行模拟计算。首先对实心转子和轴心通水转子在热载荷作用下的温度场分布及形变情况进行了研究,结果表明轴心通水结构对降低转子温度效果明显,同时轴心通水转子轴向热形变量为实心转子轴向热形变量的六分之一,轴心通水转子径向热形变量为实心转子径向热形变量的十分之一,轴心通水结构很大程度上降低了转子的热膨胀量。其次对扭矩、离心力、气体压力等机械载荷单独和共同作用下的转子形变量进行了分析,结果表明在所有机械载荷当中由压力引起的形变量最大,由扭矩引起的形变量最小,仅为压力引起形变量的九分之一。最后对转子热载荷和机械载荷综合作用下的耦合变形进行了分析,结果表明其形变量与单纯热载荷产生的形变量差别只有1%。综上所述,由机械载荷引起的转子形变量远小于热载荷引起的形变量,转子产生的形变主要由热载荷引起。本文的分析结果为设计螺杆真空泵的冷却结构,以及确定螺杆转子装配间隙提供了理论基础。

关键词：螺杆转子温度场变形热力耦合

CeF_3掺杂增强纳米晶Si光致发光强度的研究

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真空科学与技术学报 2005年第5期25卷 335-338,366页

作者：方应翠解志强赵有源章壮健陆明合肥工业大学机械与汽车工程学院真空教研室合肥230009 复旦大学光科学与工程系上海200433 复旦大学材料系上海200433

真空蒸发SiO粉末,在Si(100)基体上制备SiOx薄膜,后续氮气中1100℃退火制备镶嵌在SiO2基体中的纳米晶Si体系(nc-Si/SiO2),然后将该样品放入真空室,在其上沉积CeF3薄膜,不同温度下热处理使Ce3+扩散到nc-Si附近,实现对纳米晶Si的掺杂。通... 详细信息

真空蒸发SiO粉末,在Si(100)基体上制备SiOx薄膜,后续氮气中1100℃退火制备镶嵌在SiO2基体中的纳米晶Si体系(nc-Si/SiO2),然后将该样品放入真空室,在其上沉积CeF3薄膜,不同温度下热处理使Ce3+扩散到nc-Si附近,实现对纳米晶Si的掺杂。通过改变CeF3薄膜厚度调节掺杂浓度,在一定的掺杂浓度下纳米晶Si的光致发光强度明显改善,激发光谱证实荧光增强机制是Ce3+通过强耦合过程对纳米晶Si的能量传递。

关键词： nc-Si/SiO2 光致发光 CeF3掺杂能量传递

压缩真空场与运动二能级原子相互作用系统的光场压缩效应

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2007年第6期30卷 787-790,793页

作者：臧学平胡继刚汪贤才池州学院物理系安徽池州247000 合肥工业大学理学院安徽合肥230009

文章采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了单模压缩真空场与运动二能级原子相互作用过程中的光场压缩效应。数值计算结果表明:原子运动速度以及场模结构参数增大,引起时间演化曲线显著上移;原子基态几率幅越大,光场压缩越深,... 详细信息

文章采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了单模压缩真空场与运动二能级原子相互作用过程中的光场压缩效应。数值计算结果表明:原子运动速度以及场模结构参数增大,引起时间演化曲线显著上移;原子基态几率幅越大,光场压缩越深,反之,则压缩越浅,甚至不能实现压缩;相位角对时间演化曲线的影响规律与原子基态几率幅影响规律基本一致;压缩因子由小变大过程中,光场随之表现为不能压缩,实现部分压缩,然后压缩逐渐消失的过程。

关键词：量子光学压缩真空场运动二能级原子光场压缩

未来聚变堆氦冷固态增殖包层第一壁冷却回路设计及优化

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未来聚变堆氦冷固态增殖包层第一壁冷却回路设计及优化

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宋云涛雷明准合肥工业大学真空与过程装备研究所中科院合肥物质院等离子所

中国提出了氦冷固态增殖包层(HCPB)的概念,采用低活化马氏体/铁素体钢(RAFMS)作为结构材料;硅酸锂陶瓷作为氚增值材料;铍作为中子倍增材料;氦气作为冷却气体。HCPB氦冷固态增值包层主要组成部件有U形第一壁、上下盖板、格架、增殖子模... 详细信息

中国提出了氦冷固态增殖包层(HCPB)的概念,采用低活化马氏体/铁素体钢(RAFMS)作为结构材料;硅酸锂陶瓷作为氚增值材料;铍作为中子倍增材料;氦气作为冷却气体。HCPB氦冷固态增值包层主要组成部件有U形第一壁、上下盖板、格架、增殖子模块、背板等。U型第一壁是包层模块直接面对等离子体的重要部件,在主机运行阶段,第一壁会受到高能粒子流、来自等离子体的热流以及等离子体破裂产生的巨大机械应力和电磁载荷等的作用。第一壁结构冷却管路设计是第一壁设计的关键,能否及时有效的带走第一壁承受的大量热载荷将直接影响到增殖包层运行的稳定性。因而对第一壁进行全面的热结构分析并进行合理的结构优化是非常必要的。为了将第一壁温度和应力控制在极限允许的范围内,本文设计了其包层结构的第一壁冷却回路,并基于ANSYS CFX和ANSYS Workbench程序对第一壁结构进行了热力学计算和数值模拟热结构耦合分析,得到了第一壁结构的温度和应力分布,同时研究了第一壁的热结构耦合响应。根据分析结果对冷却回路进行了优化设计,有效降低了第一壁最高温度和最大应力,满足了第一壁的设计要求。

关键词：核聚变包层第一壁冷却回路热结构优化设计