氮化钛薄膜二次电子发射特性研究

目的研究氮化钛薄膜的部分物理特性及真空中的电子发射特性,验证氮化钛薄膜具有相对较好的电导特性及较低的电子发射系数,证明氮化钛薄膜在空间大功率微波器件表面处理中有良好的应用前景。方法使用射频磁控溅射技术在单晶硅及玻璃片表面制备氮化钛薄膜,实验中通过调节溅射过程中氮气与氩气的气体流量比控制薄膜中的氮钛原子比。使用SEM对氮化钛薄膜的表面形貌及厚度进行表征。使用超高真空二次电子发射特性研究平台对氮化钛薄膜的二次电子发射特性进行表征。结果通过调节溅射过程中的氮气氩气流量比,能够有效控制薄膜中氮钛两种元素的含量,进而改变氮化钛薄膜的结晶方式和其他物理特性。当氮氩气体流量比约为10:15时,薄膜中氮钛原子比约为1:1。电阻率测试结果表明,薄膜中氮钛原子比越接近1:1,薄膜的电阻率越低。二次电子产额(SEY)测试结果表明,所制备氮化钛薄膜的最小SEY峰值约为1.46,低于平滑金(~1.8)、银(~2.2)表面的SEY。结论氮化钛薄膜具有较好的电导特性及较低的SEY,且其在真空环境中有良好的稳定性,能在不影响微波器件表面损耗的情况下,有效降低器件表面发生电子倍增的风险。     

声发射波在不同复合材料容器表面的衰减特性

分析了声发射波在不同复合材料容器表面的衰减特性。通过在复合材料容器表面进行衰减测试,探讨了材料组织方向、容器内的介质、容器受载历史等因素对声发射信号幅值衰减特性的影响。结果表明,以上因素影响了声发射波的衰减特性,结论为声发射检测的后续研究提供数据支持。     

镀铂栅极抑制电子发射性能研究

利用离子束辅助沉积（IBAD）方法在Mo栅极表面上沉积Pt膜，采用试验二极管方法测量和比较阴极活性物质Ba，BaO蒸发到镀铂栅极和纯钼栅极表面上后的电子发射性能。采用XRD，EDX，XPS等测试手段对其栅极表面进行对比分析和表征。实验结果表明：镀铂栅极具有明显的抑制电子发射性能，并初步探讨了离子束辅助沉积Pt膜抑制栅电子发射的机理。     

激光镀锆/钪钡铝酸盐复合薄膜钪型阴极的研究

钪型阴极具有优异的电子发射潜力,但同时也存在着发射均匀性和重复性差等共性问题。本文提出采用脉冲激光镀膜技术在浸渍钪型阴极表面沉积锆/高活性钪钡铝酸盐复合叠层薄膜,以实现对其性能的改进。实验完成了阴极表面膜层的制备,阴极二极管电子发射性能测试,阴极表面光/热发射电子显微镜观察,以及激活阴极表面成分及其深度方向分布的俄歇电子显微镜分析。研究结果表明,覆膜钪型阴极激活后,其表面Ba、Sc含量提升,获得了约110 ~ 130 nm厚的活性层,阴极展现出良好的发射性能;同时,阴极的表面发射均匀性获得明显提升。     

极低电位下溅射沉积钛表面阳极氧化膜的生长与结晶

以磁控溅射法沉积在单晶硅片上的钛薄膜样品为工作电极,以循环伏安法为阳极氧化方式,研究极低电位下钛表面氧化膜的生长与结晶行为。通过AFM、SE和XPS等手段表征钛表面阳极氧化膜的表面形貌、结晶性和化学组成。结果表明,即使在低至1000mV的电位下,所形成的阳极氧化钛薄膜也是结晶的,而不是无定型的。升高氧化电位或者降低电位扫描速率都有利于钛氧化膜的形成和结晶。认为,在极低的电位下,产生于氧化膜／金属界面的内在压应力是导致钛氧化物结晶形成的主要原因,而不是被研究者们所普遍接受的焦耳热。     

16MnR钢板低温冲击过程的声信号特性

在20℃至-55℃下对16MnR材料进行Charpy冲击试验,用声发射技术监测各温度下冲击开裂的过程。采用小波分析结合傅里叶变换的方法,得到了16MnR试样开裂过程的波形频谱特性及电压幅值,并且采用金相和SEM对冲击断口进行了组织、形貌分析。结果表明:随着温度的下降,声发射计数率、声发射能量及声发射持续时间均呈降低趋势,声信号幅值变化不大。小波分解后的d2层能量包含冲击断裂的主要能量,与冲击功的变化趋势相似,具有较强的相关性。试验结果为声发射技术监测冲击载荷作用下的材料内部结构演化提供了一个思路。     

高频调制电弧超声发射及其物理特性

由于传统的超声发射方法在实际焊接过程中的局限,提出了一种新的超声发生机构。利用高频功率电子开头逆变技术,在TIG焊接电弧回路中施加调制信号,对应着调制电流的上升沿和下降沿可分别激发出电弧超声。在调制度不大时,传声器接收到的声信号幅值和调制电流成正比。当调制脉宽超过一定值后,上升沿和下降沿激发出的超声信号可分开。试验表明,高频调制电弧的伏安特性更为无序。通过波动方程和对调制电弧物理特性的分析,解释了电弧超声产生的原因和声信号特征,电弧超声发射对于控制焊接过程、提高接头质量具有很高的工程价值。     

钛上阳极氧化生成TiO2光催化薄膜的结构与性能

研究了电化学阳极氧化在钛上制备的纳米晶多孔TiO2光催化薄膜的结构与光催化特性。将工业纯钛片或钛箔暴露于电介质溶液并加一定电压，钛表面将氧化生长多孔TiO2薄膜。适当控制氧化电压、溶液温度，得到非晶氧化膜，再进行晶化处理，得到锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜。其晶粒尺寸约在10nm～30nm。用SEM，TEM，XRD表征TiO2薄膜的形貌与相结构。用光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特性，表明电化学氧化制备的纳米晶二氧化钛薄膜对近紫外入射光产生强烈的吸收，显示纳米结构的量子效应。测定了薄膜对酸性红溶液的光催化降解效率，结果表明反应30min后薄膜对酸性红的光催化降解率可达95％以上。     

多孔钛/TiO2纳米管复合薄膜制备及其电化学性能

目的 制备高比容量多孔钛/TiO2纳米管三维自支撑一体化复合电极材料。方法 采用非溶剂致相分离法与高温烧结相结合的方法制备出孔径小、空间利用率高的三维多孔钛平板膜,然后经阳极氧化法在其表面生长TiO2纳米管,从而制备出多孔钛/TiO2纳米管复合薄膜电极。结果 以3 μm粒径钛粉为原料,N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈为添加剂制备钛膜生坯,经刮膜成型后,在氩气保护下经1000 ℃烧结,得到孔径约为2～6 μm的多孔钛平板膜。采用阳极氧化法在多孔钛平板膜上直接生长TiO2纳米管,制得多孔钛/TiO2纳米管复合薄膜电极。该复合薄膜电极在超级电容器中具有良好的电化学性能,其在2 mA/cm2电流密度下,比电容为385.34 mF/cm2,即使电流密度增加到10 mA/cm2,比电容仍能保持在125.14 mF/cm2。结论 相较于TiO2纳米颗粒,采用此方法制备的多孔钛/TiO2纳米管复合薄膜电极具有良好的电化学性能,可为下一代储能器件提供新的思路。     

中低能质子致金属氘化物二次电子发射系数研究

测量了中低能质子致氘化钛和氘化锆二次电子发射系数。结果表明,20 n A/cm2束流下各二次电子发射系数与其电子能损近似成正比,比例因子Λ较Sternglass理论值偏大约50%,表面吸附层影响二次电子发射系数。束流密度为7μA/cm2的100 ke V质子束长时间测量时,二次电子发射系数γ和正比例因子Λ在前100 s内快速下降并逐渐稳定至理论值。     

无损检测中常用声发射参数的分析与评价

以自己和其他研究者的实验结果为基础,根据声发射参数本身的内涵和对声发射过程描述的方式和角度,将声发射参数分为基本参数和特征参数、过程参数和状态参数,并对不同参数对材料声发射性能的描述特点、灵敏度及适用条件进行了概括和分析。     

粒度调控对钨阴极表面发射微区的影响

为了在微米尺度探究未分级钨粉、分级钨粉制备钨基体在阴极热电子发射性能上的差异,深入了解阴极表面微区电子发射过程和阴极发射机理,本文采用新型深紫外激光发射电子显微镜/热发射电子显微镜系统（DUV-PEEM/TEEM）对两种钨粉制备的阴极表面进行了光电子、热电子成像分析。结果显示,与未分级钨粉相比,分级钨粉制备钨基体的显微组织更加均匀,且闭孔率由1.44%降至0.47%;光电子+热电子联合成像精确得出两种阴极的发射均主要集中于孔隙及孔隙中的活性物质上;通过热电子图像对比及分析,分级钨粉制备阴极的热电子发射微区面积更大、分布更均匀;且在1050℃工作条件下,分级钨粉制备阴极的脉冲电流密度为30.79A/cm2,发射斜率为1.38;综合分析显示其具备更理想的本征热电子发射能力和发射均匀性,这对于了解阴极发射性能及改善热阴极制备工艺有一定的指导作用。     

连续声发射信号的源定位技术

介绍连续型声发射信号的区域定位方法、衰减测量定位方法、互相关式时差定位方法和干涉区定位方法，分析影响连续型声发射信号源定位精度的因素。     

声发射信号处理和分析技术

介绍声发射技术发展简况，声发射信号处理面临的困难及目前所用的各种处理和分析方法。还介绍了声发射仪器的发展概况。     

Y2O3-Gd2O3-HfO2掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击特性研究

为了提高大功率磁控管阴极的耐电子轰击性能,首次采用Y2O3-Gd2O3-HfO2(Y-Gd-Hf-O)掺杂金属W粉制备大功率磁控管用直热式阴极。对不同质量百分比(wt%)Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极的热发射及耐电子轰击特性进行了研究。实验结果显示,50 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较大的热发射能力,1500 ℃工作温度下即可提供1.0 A/cm2的拐点发射电流密度。10 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较好的耐电子轰击性能,经过14 W/cm2电子连续轰击200 h后,热发射电流密度仅下降0.1 A/cm2。最后,对Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击机理进行了有益的探讨。     

折叠波导行波管铪栅极退火温度及其性能

在充分考虑电子枪栅极的工作环境后,对铪(Hf)栅极进行了800、900和1000℃的真空退火处理,对其组织、织构特点进行了分析,并利用离子束辅助沉积技术在Ba-W阴极表面分别沉积金属钼膜和铪膜,以模拟栅控行波管中钼栅极和铪栅极表面吸附阴极蒸发物质时的表面状态,测试了这两种栅极表面“热电子发射”能力和“二次电子发射”系数.结果表明,随着退火温度的升高,铪(Hf)栅极的结晶度、晶粒尺寸增加,织构减少,铪的最佳退火温度为900℃,铪栅极表面吸附的阴极发射物质要远少于钼栅极,用金属铪作栅极材料能有效抑制栅电子发射.     

基于目标情景的中国铝生产碳减排与碳达峰分析

本研究在国家碳达峰目标的指引下,梳理并核算了原铝生产温室气体排放的历史数据,并以此为基础,通过对未来15年中国电解铝生产技术改进潜力、电力结构调整及再生铝产量等因素的预测,建立原铝温室气体排放的多因素分析模型,探究在基准情景(BAU)、低改进效率情景(LIR)和高改进效率(HIR)三种情景下我国原铝生产温室气体减排和碳...     

AE95—AT声发射仪的研制

介绍声发射仪的设计思想、结构、原理和测试结果,结果表明,仪器被测参数的误差达到国外同类产品水平。     

金属板材液压胀形声发射检测

应用声发射技术检测了A3钢、20钢、45钢、406钢板材液压胀形全过程,所得数据表明液压胀形全过程存在两个屈服阶段,两次变形转移。第一阶段的屈服是凹模入口以内圆形区域金属的屈服,第二阶段的屈服是凹模入口以外筋板内环形区域金属板的屈服,说明凹模以外金属开始被拖动。第一次转移是由凹内向凹模外的环形区转移,第二次转移是环形区向中心区转移。胀形深度一声发射计数主经曲线有两个峰值区,两个平静区,第二个峰值的出现,表明凹膜入口以外的金属进入凹模内流动,第二个平静区预示着材料的破坏。