气体色层分析(Ⅱ)—稀有气体的分析

近年来,气体吸附色层被成功地应用于分析若干永久气体及稀有气体。Janak,Szulczewski 和 Higuchi Kyryacos 和 Boord 以及 Greene,Moberg 和 Wilson等曾分别用活性炭、硅胶,以及泡沸石(分子筛5A)等来分析这些气体,在本文中,将以真活性炭及硅胶为吸附剂来分离氦、氖、氩、氮、氧等气体。     

高频离子源的多孔引出

采用单孔引出系统的Moak型高频直流源,要引出十几毫安的离子流,必须选取孔道直径较粗长度较短的吸极,提高高频振荡器的输出功率和引出电压,但是,在上述情况下,会导致源的气耗量迅速的增加;使源的散热问题变得突出并降低源的功效;往往也会增加吸极的热负荷,降低源的工作寿命,为克服上述困难,有人曾采用过多孔引出系统。 由于源的气耗量正比于(2X_2)~3/L,输出流强正比于(2X_2)~2/L~2,这里,2X_2和L分别是吸极孔道的直径和长度,所以和单孔引出相比,采用多孔引出具有以下优点:在不增加源的气耗量(即多孔源的气耗量和单孔源等效)的情况下,可获得较大的离子流,相应地降低对振荡器输出功率和引出电压的要求;可以改善离子流密度沿束截面的分布(即由高斯分布改善为准矩形分布),当束流用作轰击核靶时,有利于改善靶子热负荷的均匀性;可以降低束流的体电荷效应,从而改善束流的发射度。     

强直流双等离子体离子源

本文报导了一个强直流输出的双等离子体氢(氘)离子源.当引出电压为18kv 时,可输出100mA 的氢离子流.利用90°偏转磁分析器对引出束流的质量成分作了分析,质子比可达到64%.采用多缝探针法和离子束感光法测定了束流发射度和亮度.在输出流强为50mA,束能量为16kev 时,束流的归一化发射度(相空间面积×βΥ/π)和归一化亮度分别为0.48mm·mrad 和4.4×10~6A/cm~2·rad~2.在不同的工作参数下,测定了源的运行特性.     

双等离子体离子源

在南光机械厂工人师傅和技术人员协作下,建造了一台双等离子体离子源;在一个高压实验台上对源的工作特性和引出特性进行了研究。得到的初步结果表明,这个离子源对氢、氮、氩等气体能正常工作。未分析的总离子流在1～3毫安范围。     

离子注入材料改性用强流金属离子源

为满足离子注入材料改性研究和实际应用的需要。研制了一个金属蒸汽真空弧(简称MEVVA)离子源.这是一新型离子源种,它利用阴极和阳极间的真空弧放电原理由阴极表面直接产生高密度金属等离子体,经一多孔三电极系统引出得到强流金属离子束.该源脉冲工作方式,已引出Al,Ti,Fe,Cu,Mo和W等离子,脉冲离子束流强度为0.6～1.26A,Ti的平均束流强度已达10mA.引出束流大小与源的工作参数、引出结构和电压以及阴极材料有关。该源没有气体负载,工作真空度为3×10~(-4)Pa。     

空心阴极重离子源的研究

本文对一台空心阴极重离子源的放电参数、引出参数之间关系进行了理论分析及详细测量,从中找出离子源最佳的工作状态。文中得到的结论适用于等离子体离子源。调试结果,本离子源稳定地工作于引出总束流强度为0.5-1.0mA,归一化亮度≥2×10~9A/m~2·rad~2,等离子体密度为10~(11)～10~(12)cm~(-3),电子温度为5～10eV,能散度≤40eV。     

三组分热泵单塔空分流程的模拟与分析

本研究组之前提出深冷空分装置的热泵单塔流程工艺(称热泵单塔空分流程),并对其进行稳态模拟研究.但该模拟仅以氧、氮二元组分为对象,为更好的与实际过程相符,本研究针对氧、氮、氩三元组分的热泵单塔空分流程进行模拟与分析.研究表明,氩的引入降低了流程的有效能效率和氧的提取率,同时使污氮侧线出料成为必要.在模拟的基础上还考察了塔板数、氧气的流量、污氮的侧线出料位置及流量等因素对该流程操作过程的影响.通过该部分研究工作,为热泵单塔空分工艺的工程化设计时塔板数、产品流量、侧线出料位置及流量等参数的确定提供了参考.     

电子碰撞激发过程的相对论扭曲波理论研究

介绍了本课题组在基于多组态Dirac-Fock理论方法基础上发展的研究电子-离子(原子)碰撞激发过程的全相对论扭曲波方法,给出了利用这种方法对氦原子和类氦离子、锂原子、类铍离子、类氖离子、类镍离子以及氙原子的电子碰撞激发过程的最新研究成果.     

大束斑强流金属离子源

介绍了新研制成的 MEVVA-Ⅱ和 MEVVA-ⅡA 离子源的结构特点和某些实验结果.新源采用大面积引出,引出直径60mm.该源脉冲工作,最大束流占空比为6%,已引出 Mg,Al,Ti,V,Cr,Fe,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Mo,Nb,Sn,W 和 Pb 等金属元素的离子,平均束流强度在10mA 以上,最大平均束流强度已超过20mA.MEVVA-ⅡA 源还采用了可推进的阴极结构,使阴极寿命大大提高,在引出平均束流10mA(Ti)条件下,已连续稳定运行16h.     

不同成分等离子体对PET薄膜表面亲水性改性的影响

采用射频容性耦合等离子体(CCP)对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行不同气氛下的表面改性处理,研究氩等离子体和氩/氧混合等离子体对PET薄膜表面形貌、成分、亲水性和结合性能的影响.研究结果表明,氩/氧等离子体处理相较于纯氩等离子体处理,由于氧的化学活性,提升了等离子体的化学作用,处理后PET薄膜表面粗糙度增加,并引入大量含氧官能团,显著提高了薄膜的亲水性,提升了其与金膜的黏结力.     

电感耦合式射频离子源放电与引出特性实验

为研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11 cm射频离子源为对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究了射频放电中离子束流、射频功率、工质流量、栅间电压之间的规律。结果表明:射频离子源试验系统设计合理,能够可靠稳定地工作,真空度低于1. 0×10~(-3)Pa的氩工质条件下离子束能量大范围独立可调,在100～1 500 eV范围引出80～460 mA的离子束流,当工质流量一定时,离子源离子束流随射频功率的增大以1 mA/W比率增加,射频功率一定时,离子源束流强度随工质流量增大,在20 sccm时,离子源束流强度至稳定值或者略微增加,合理控制离子源工作参数可以提高离子源工作性能和效率。     

基于混合最优算法的高精度数控直流电源设计

基于单片机与最优化理论,设计并制作出一种数控直流电流源。在传统电路设计的基础上,利用控制系统中反馈与控制原理,引入电流负反馈,使硬件电路工作在闭环状态;综合利用主控制器ATmega128单片机高速处理优势及其内部资源,设计基于遗传算法和直接搜索策略的混合优化算法,并结合PID算法,形成软件闭环控制。实现对输出电流的精确控制,提高电流源输出电流的稳定度及电流源带负载能力。本数控直流电流源恒流输出电流范围为10mA-4000mA可调,输出恒流调整步长1mA、10mA、100mA可选,实测电流与预置电流误差不大于1mA。本装置人机交互界面友好,工作状态和各种参数显示清晰,并可实现负载过流报警和记录故障持续时间等功能。     

氩气对氦-氩气体中空心阴极放电特性的影响

利用流体模型，在氦-氩混合气体环境下模拟研究了氩气含量对空心阴极放电特性的影响.结果表明，随着氩气含量的增加(摩尔分数0～10%),放电电流、电子密度、氦离子密度、氩离子密度和阴极位降区径向电场强度均升高，负辉区径向电场强度和阴极位降区宽度降低.电子密度和氩离子密度的升高要快于氦离子密度的升高.当氩气摩尔分数高于5%时，氩气对于放电的贡献已经高于氦气.     

激光处理水稻种子对植株当代穗粒性状的影响

为了探讨激光在农业生产上的利用,1975年,我们用氮分子、二氧化碳、氦-氖和氩离子四种激光器处理萌动状态、干燥状态的水稻种子,观察当代植株穗粒性状的变化,其中包括抽穗期、齐穗期、穗的第一、二次枝梗数、粒数、千粒重、结实率以及种子蛋白质的变化;探索了利用激光器照射水稻种子后,提高当代植株的经济性状和对水稻谷粒产量和质量的效应。     

轴向场宽束离子源研究

我们研制了用于薄膜工艺的宽束离子源.该源能提供20～3000cV,束流强度最大达100mA 的宽离子束,可根据不同工艺要求,产生均匀束、会聚束及球状发散束等不同束形,并按不同的引出束能量,采用三栅、双栅或单栅引出系统.其最大气耗量为1.2Pa·m~3/s,放电室工作气压1.33×10~(-2)Pa(10~(-4)Torr 量级),可用 N_2、O_2、Ar 及 CH_4等工质工作.它已在离子束溅射镀膜、离子束直接淀积成膜及离子束辅助镀膜工艺得到了应用.证明其性能良好,稳定可靠.本文论述源的工作原理、结构、工作特性及多功能引出系统,并讨论了放电稳定性及薄膜工艺对离子源的要求.     

氧氩比对ZnO薄膜微观结构及光电特性的影响

采用JGP300型超高真空磁控溅射系统,在蓝宝石(Al_2O_3)、p-Si和氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、紫外分光光度计(UV)、原子力显微镜(AFM)分析了氧氩比对ZnO薄膜晶体结构、光学特性和表面形貌的影响。测试结果表明:ZnO薄膜均为单一六方纤锌矿结构,且均表现出c轴择优取向。随着氧氩比的减小,ZnO(002)衍射峰强度增大,衍射峰半高宽(FWHM)减小。氧氩比为1∶4条件下制备的ZnO薄膜结晶质量较好。随着氧氩比的增大,ZnO薄膜表面粗糙度先增大后减小。在可见光范围内(波长400～700 nm),氧氩比为3∶2条件下制备的ZnO薄膜,平均透过率超过70%。     

直流离子发生器性能的研究

在针环状直流离子流发生器的导引环上增加了导引电阻，离子流引出总量和引出效率得到显著提高并随导引电阻增大趋于饱和。对导引环孔径为３．０ｍｍ，针环距为零，总电晕电流为２５．０μＡ，气流量为７．０ｍ３／ｈ的负离子流发生器，当导引电阻由零增加到１５０ＭΩ以上时，离子流引出总量和引出效率分别由１．０μＡ和４％增加到饱和值４．７５μＡ和１９％。增大气流量或减小导引环孔径和针环距也可同时增大离子流引出总量和引出效率。对导引环孔径为１．５ｍｍ，针尖电压为－１５．０ｋＶ，导引电阻为２００ＭΩ，针环距为零，气流量为５．６ｍ３／ｈ的离子流发生器，离子流引出总量和引出效率分别可达１７．４μＡ和３０％。但过大的气流速度会产生严重的气流噪音，这对实际应用不利。增大电晕电压和电晕电流可增加离子流引出总量，但引出效率却下降。该工作对直流离子流静电消除器，静电喷涂设备及负离子发生器的设计和性能改善有重要参考价值     

凝胶聚合物电解质MnO2/AC电容器的研究

采用液相氧化法制备了MnO2超级电容器电极材料,以MnO2为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,丙烯腈作聚合物单体,碳酸二甲酯(DMC)与碳酸乙烯酯(EC)的混和液作增塑剂,高氯酸锂为支持电解质,采用内聚合法制备PAN基凝胶聚合物电解质MnO2/AC混合电容器.通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试方法对混合电容器的电化学性能进行了测试.结果表明:混合电容器的工作电压为2.5 V,比容量为27.3 F/g(i=0.5 mA/cm2),比同电解质体系的AC/AC电容器提高约48.21%.     

一种数控直流电流源的设计

方案以微控制器为核心,设计一数字式直流电流控制系统,实现了可控的恒定直流电流源设计.该系统由单片机、D/A转换器和功率放大器等组成.核心恒流模块采用负反馈电路连接大功率场效应管,使得该系统输出电流误差＜10 mA,并且在10 mA允许误差下输出电流范围为20 mA-2 A,电流纹波≤2 mA.     

800—2600eV电子对氖和氩原子的散射全截面绝对测量

介绍中能电子与氖和氩原子碰撞的散射全截面测量，分别给出８００—２６００ｅｖ电子对氖和氩原子的绝对散射全截面．实验结果的系统误差约为２．０％，统计误差约为２．５％．还把测量结果与已有的各实验结果作了比较分析．