真空弧镀过程中阴极耗损率的研究

在真空弧镀过程中，阴极耗损率随阴极材料特性、真空室的温度、压力、气体成分、阴极和阳极的结构等因素而变化。笔者测定了铜、铝、钛、镍、钼、不锈钢、软铁和黄铜等工程上常用镀层材料的阴极耗损率，并分析了弧电流强度、真空室内气体成分和压力等因素对阴极耗损率的影响。     

VOD精炼不锈钢过程中真空喷溅的预防与控制

对VOD真空精炼不锈钢过程中普遍存在的一种棘手的工艺控制问题——真空喷溅进行了研究与讨论.首先,阐述了真空喷溅的形成原因、表现形式以及带来的危害;其次,介绍了大生产中有效预防和控制真空喷溅的具体措施.结果表明,真空喷溅的事前预防可以通过稳定VOD起始钢水条件及加强VOD钢包状态管理来实现,真空喷溅有效控制的关键是合理控制VOD真空精炼过程及相关参数,此外,真空盖系统的革新设计也可以在一定程度上削弱真空喷溅的危害.     

纵向磁场中的焊接电弧行为

以试验为基础，文章介绍了不同外加磁场条件下流强度、气动力等的分布状况及其变化规律，着重研究了产生上述变化的原因，分析了焊接电弧的运动机制，即在纵向磁场中，由于焊接电弧中带电粒子的飘移旋转运动，驱使电弧等离子流高速旋转，并使其变成为钟罩形电弧，其旋转方向和回转半径径取决于外加纵向磁场的方向和磁感应强度。     

轴向磁场中电弧的螺旋不稳定性

讨论了抛物形电导率、线性热势电导率、正态分布电导率以及抛物形透明辐射模型下，轴向磁场中电弧的螺旋不稳定性。将所得结果与均匀电流分布情形作比较，稳定区域变大，与实验结果相符。     

真空弧镀过程中阴极耗损率的研究

在真空弧镀过程中，阴极耗损率随阴极材料特性、真空室的温度、压力、气体成分、阴极和阳极的结构等因素而变化。笔者测量了铜、铝、铁、镍、钼、不锈钢、软铁和黄铜等工程上常用镀层材料的阴极耗损率，并分析了弧电流强度、真空室内气体成分和压力等因素对阴极耗损率的影响。     

长间隙真空电弧形态演变过程观察

应用设计制作的真空电弧图像瞬态摄像系统，对长间隙下不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄，获得了真空电弧开矿演变过程，通过外加线圈对灭弧室触头间施加纵向磁场，保持了大电流下电弧为扩散型，降低了电弧电压。     

长间隙真空电弧形态演变过程观察

应用设计制作的真空电弧图像瞬态摄像系统,对长间隙下（开距４０ｍｍ）不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄,获得了真空电弧形态演变过程．通过外加线圈对灭弧室触头间施加纵向磁场,保持了大电流下电弧为扩散型,降低了电弧电压．通过观察电流过零后的真空电弧图像,发现了真空电弧的重燃点位置,并提出了清除的措施     

轴向磁场中弱自转对电弧的螺旋不稳定性的影响

为了明确弱自转对电弧的螺旋不稳定性的影响，采用势物型电导率和与时间有关的线性微扰理论，给出了有弱自转存在的热热分布（温度分布）、稳定性条件以及不稳定性增长率等定量结果；得出了迎着外加磁场方向，自转为顺时针方向时，稳定区域增大；反之，减小。     

真空灭弧室真空度免拆卸测量中磁场线圈设计

介绍了利用Π型线圈实现真空灭弧室真空度免拆卸测量的方法,并提出了相应的磁场设计规范．在此基础上,考虑磁场的大小和分布的均匀性,利用正交设计方法优化了线圈结构,获得了可满足测量要求的磁场位形．与空心圆柱线圈的测量结果对比表明,Π型线圈测得的离子电流略小,但总体来说,相差不大,可以满足实际使用要求．     

磁过滤真空电弧沉积系统中阴极表面磁场分析研究

在有限元模型基础上,运用 ＡＮＳＹＳ软件对阴极 真 空 电 弧 沉 积 系 统 中 阴 极 表 面 磁 场 分 布 以 及 传 输 导 管 内 部磁场进行了模拟计算,研究了阴极表面附 近 磁 场 分 布 对 于 电 弧 稳 定 性 和 等 离 子 体 输 运 效 率 的 影 响．计 算 和 试 验 结 果 表明,调节阴极后部的永磁铁至合理位置以及在阳极筒外侧加聚焦线圈两项措施均能够改变阴极表面磁场分布．而对阴极 表面磁场的合理优化有利于电弧稳定,并能极大地提高等离子体传输效率,对于提高沉积效率具有重要意义．      

真空灭弧室真空度免拆卸测量中磁场线圈设计

介绍了利用Ⅱ型线圈实现真空灭弧室真空度度免拆卸测量的方法,并提出了相应的磁场设计规范。     

小电流真空电弧不稳定性及截流的试验研究

通过试验研究了小电流真空电弧不稳定时电弧电压、电弧电流的高频变化过程，观察到电弧不稳定过程中存在许多不成功截断，导致电弧电压和电弧电流波形上叠加高频分量。负载电容、触头并联电容和回路连线电感等对电弧电压、电弧电流的高频过程具有不同的影响；也影响真空开关的截流值。     

反应阴极弧镀过程中N_2流量与弧电流强度对TiN镀层的影响

研究了反应阴极弧镀过程中Ｎ２流量及弧电流强度对Ｔｉ阴极耗损率的影响，以及Ｎ２耗损与Ｔｉ阴极耗损间的关系，并对各种情况下的镀层进行结构分析。试验表明Ｔｉ阴极耗损率与Ｎ２流量有关，且在弧镀过程中，只要保持Ｎ２在真空室中有一定的压力，单位时间内Ｎ２耗损的原子数与Ｔｉ阳极耗损的原子数的比约为１：１．镀层沉积速度与结构取决于Ｎ２流量和弧电流强度。     

真空直流溅射镀膜的条件分析

由真空直流溅射镀膜所得到的样品表面薄膜质量受到镀膜条件的影响,这些条件包括镀膜的氛围和直流电压,其中的惰性气体如氢气的气压控制是致关重要的,这2个参量对离子流的影响是很明显的。在试验中,对离子流与这2个参量的关系进行了定量分析,从而确定出镀膜条件的影响规律,找到最佳的镀膜条件。我们还采用了在样品表面加圆柱环的方法来控制等离子流溅射方向从而使镀膜均匀。     

纵向磁场作用下的钨极氩弧焊电弧温度场

通过采集钨极氩弧焊电孤单色图像,采用Fowler-Milne法得到了纵向磁场作用下的电弧温度场,研究了磁感应强度、焊接电流和弧长对电弧温度场的影响.结果表明:在纵向磁场作用下,电弧温度整体降低,电孤体下部出现低温腔;电孤温度场受磁感应强度、焊接电流及弧长的影响.结合电弧图像及温度场在纵向磁场作用下的变化规律,对纵向磁场作用下电弧的演变过程进行了描述:随着磁感应强度增大,在洛仑兹力与自磁收缩力的共同作用下电弧出现先扩张后收缩的现象;随着弧长变长,低温腔变大,阳极附近电孤中心温度变低,且温度半径变大;随着焊接电流的增大,电孤作用半径及电弧的温度半径变大.     

真空电弧阴极斑点群集聚的主导作用研究

利用动态图像高速微机系统，对真空电弧纵向磁场触头燃弧及重燃过程进行了动态拍摄，对比分析了不同开距下宏观动态图像，微观电子密度和电弧中心光强的不同时域特征，提出高电压等级真空电弧纵向磁场下小开跨阴极斑点群先行集聚也会导致阳极斑点形成，且重燃点仍在原阴极，并对此现象作了解释。     

真空电弧阴极斑点群集聚的主导作用研究

利用动态图像高速微机系统，对真空电弧纵向磁场触头燃弧及重燃过程进行了动态拍摄，对比分析了不同开距下宏观动态图像、微观电子密度和电弧中心光强的不同时域特征．指出高电压等级真空电弧纵向磁场下小开距阴极斑点群先行集聚也会导致阳极斑点形成，且重燃点仍在原阴极，并对此现象作了解释．     

真空灭弧室的电弧老炼作用

介绍负荷电流开断电弧对真空开关灭弧室的老炼作用。电气试验表明，经数十次１５０Ａ的电弧老炼，可基本消除灭弧室开断后的重击穿现象，老炼效果良好。触头金相观测证实，电弧的阴极电极获得显著的改善，阳极稍有改善。阴极表面的凸起、凹陷被削平，杂质被清除。此外，由于电弧高温熔融和随后的快速凝冷过程形成了细化的结晶，使原电极表层金相偏析缺陷得以改善，从而提高了间隙的绝缘性能。