- 徐梁格;渠怀志;滕祥青;杨磊;张善勇;朱嘉琦;
红外透明导电材料能够同时具备优异的红外透过率与良好的电学性能，通过调控薄膜中的载流子迁移率与载流子浓度，可以兼顾良好的电学性能与高红外透过率。通过对沉积工艺参数的优化，系统分析了InO_x:H薄膜的生长速率、微观结构以及光电性能。当沉积温度为100℃时，由于反应不完全，薄膜生长速率较慢并呈现无定形结构；此时载流子迁移率仅为30.18 cm~2/（V·s），但在波长4μm处的透过率可达80%。随着沉积温度升高，生长速率逐渐稳定于约0.1 nm/周期，薄膜由非晶态转变为结晶态，载流子迁移率显著提升，最高达到64.05 cm2/（V·s），同时载流子浓度相应降低。此外，研究发现InCp/（O_2+H_2O）的脉冲时间比例及InCp脉冲时间对薄膜电学与光学特性的影响相对有限。继续增加沉积周期数后，载流子迁移率可突破80 cm~2/（V·s），然而此时光学性能显著下降，4μm处的透过率为39.5%。
2025年02期 v.31;No.195 133-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：114 ] - 高子博;戚俊成;马博翔;孙馨月;程秀云;张惠芳;
微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）装置能够非常高效地产出高质量的金刚石薄膜，由于波长和腔体结构的限制，传统2.45 GHz MPCVD装置所沉积出的薄膜面积直径通常维持在50～70 mm之间。以增大金刚石膜沉积面积为目标，通过对微波电场进行仿真分析，优化设计腔体尺寸，并对电子密度和温度的分布特性进行数值模拟，以保证等离子体能够均匀分布于沉积片上，将沉积直径扩增至90 mm。模拟结果表明，当腔内微波源功率为6 000 W，压力为14.7 kPa时，沉积片上可以产生电子密度和温度分别为1.76×1018 m-3和4.7×104 K的高密度且均匀的等离子体。
2025年02期 v.31;No.195 140-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：388 ] - 李冠华;冯焱;成永军;孙雯君;陈联;冯天佑;王星辉;杨喆;
针对兰州空间技术物理研究所自研小型四极质谱计的电子轰击离子源（EI源），对其聚焦性能进行了仿真研究。利用仿真软件Simion8.0，采用控制变量法研究了EI源聚焦极电参数、极板间距离、极板孔径大小对离子聚焦性能的影响。结果表明：聚焦极电压与电离室电压压差越大，聚焦性能越好，当聚焦极电压增大且逐渐接近电离室电压时，其聚焦性能会快速变差；同时增大各极板间距时，离子聚焦性能先变好后变差，最佳聚焦性能出现在电离室下极板和聚焦极以及聚焦极和引出极的间距都为1.25 mm时；减小电离室下极板孔径以及引出极极板孔径时，聚焦性能会显著变好，但传输效率会明显降低，当电离室下极板和引出极极板孔径不变时，改变聚焦极极板孔径，其聚焦性能随着聚焦极极板孔径变小而变好，当聚焦极孔径为1.6 mm或2.0 mm时聚焦性能最佳。以上仿真结果为EI源的工程化设计与优化提供了关键数据支撑。
2025年02期 v.31;No.195 148-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：166 ] - 葛新明;赵栋才;郭东龙;杨英;郑军;
为了研究低温下氧流量对ITO薄膜光电性能的影响，在-15℃下，利用直流磁控溅射技术在石英玻璃上制备了ITO薄膜。结果表明，氧气流量从10 mL/min增加到30 mL/min，会促进O元素与In原子和Sn原子的结合，使氧空位状态的氧和其他状态的氧的比值从0.82降低至0.69, SnO_2:SnO的比值从0.52增加到3.33,In_2O_3:In:2O_(3-x)的比值从0.25增加到0.82。同时Sn原子的含量也从3.13%减小至2.87%，薄膜中载流子浓度从253.1×10~(18) cm~(-3)减小至98.9×10~(18) cm~(-3)，载流子的迁移率从4.9 cm~2·V~(-1)·s~(-1)增大至35.98 cm~2·V~(-1)·s~(-1)，使薄膜的电阻率由50.0×10~(-4)?·cm降低到17.5×10~(-4)?·cm。可见光区的平均透过率从42.06%增加到82.92%，提高了薄膜的导电性能和透光性能。
2025年02期 v.31;No.195 156-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：302 ] - 杨宪福;余珮炫;周博文;周红霞;
在磁约束聚变中性束加热系统的中性化器中，足够的气体靶才能使离子束实现最佳中性化效率，同时这些气体作为注入器真空室的气体负载，希望越少越好。为了优化最佳气体靶厚所需的气体流量，根据中性化器中气体流态特性，采用基于试验粒子蒙特卡洛方法的模拟程序对中性化器气体分子分布进行模拟，该模拟程序研究分子与器壁碰撞反应的发射角度和飞行速度两个变量对分子密度的影响，得到中性化送气的优化方案。研究结果表明，中性化送气角度会影响气体靶厚，送气角度与束流夹角150°为最优；中性化器壁温度也会影响气体靶厚，相同气体流量在更低的温度下能得到更大的气体靶厚；气体温度还会导致建立最佳气体靶厚的时间发生变化，温度越低，耗费的时间则越长。研究结果为中性化器结构的优化设计和实验控制提供了理论依据和数据支撑。
2025年02期 v.31;No.195 165-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1093K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：64 ] - 孙祺;赵颖;李博研;孙瑶;黄星烨;林舒平;赵笑昆;钟大龙;
研究甲基氯化铵（MACl）添加量对反式宽带隙钙钛矿薄膜及电池性能的影响。通过SEM、AFM、XRD、TRPL等研究发现，MACl能够改变钙钛矿薄膜晶粒尺寸和薄膜表面的粗糙度，钙钛矿薄膜结晶状态会受到MACl浓度的显著影响，不足或过量均不利于钙钛矿薄膜结晶生长。通过精确调控MACl添加量，可以有效提升钙钛矿薄膜载流子寿命和电池器件的电学性能。经过优化后的反式宽带隙钙钛矿电池效率为18.45%，各项电学性能指标均有明显提升。上述结果表明，MACl是一种促进高质量钙钛矿成膜和实现高性能器件的添加剂材料，在实际应用中具有巨大潜力。
2025年02期 v.31;No.195 171-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：250 ]
- 葛立春;曹强;王苗苗;王智平;陈昱吉;王鹏程;王博;赵钦宇;甘智华;
相关研究分析了实际气体效应对回热器的影响，并推导出了回热器COP（理论冷循环效率）的表达方式。此前研究大多限于1～2 MPa压力范围，缺乏在更高和更低压下COP的变化及损失情况。在拓宽的压力范围，计算了变压力下回热器的COP及rCOP（相对卡诺效率）。结果表明，冷端温度在5～25 K时，随着压力的降低，rCOP呈U形变化，例如在5 K时，当压力为2.5 MPa、1.0 MPa、0.01 MPa,rCOP分别为19.6%、15.32%、97.64%,rCOP取最小值时所对应的压力接近临界压力0.228 MPa(0.19～0.23 MPa)。在25 K之上，压力减小时，rCOP上升。例如热端温度固定在40 K，当冷端温度为20 K时，当压力为2.5 MPa、1.0 MPa、0.01 MPa,rCOP分别为65.7%、81.7%、99.4%。但5 K之下且压力较大时，规律相反。评估了低压带来的问题，如功率密度小、损失较大。压力较大时理论计算、REGEN模拟的rCOP都比较高。计算和模拟得到的r COP相比于实验数据更大，证明实际过程损失更大。
2025年02期 v.31;No.195 202-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：77 ] - 杨祺;王雪松;刘轶鑫;张文瑞;冶文莲;
蒙皮换热器利用外界大气作为热沉，以对流换热形式将飞行器内部电子设备产生的热量散发出去，可以有效降低飞行器能耗，减轻飞行器质量，是一种低耗能被动换热方式。以蒙皮换热器在某飞行器的应用为研究对象，通过进行三维建模与网格划分建立飞行器的流场计算模型，基于商用CFD软件ANSYS Fluent，对飞行器的外流场特性进行数值模拟，从而获得了飞行器外壁面的对流换热系数。建立蒙皮换热器的结构模型，分析计算了蒙皮换热器的换热性能。
2025年02期 v.31;No.195 208-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：143 ] - 王菲;相有桓;刘轶;汪彬;刘成河;
针对液氧加注系统流量调节多因素联动、非线性、滞后量大的调控难点，提出了基于多模块耦合的液氧加注流量调节算法（Based on Multi-Module Coupled Flow Control Algorithm,BMMCA），该算法将贮罐压力自动调节、节流流量调节、目标压力自适应调节等多模块耦合，实现了液氧加注过程中流量自适应精确调节。试验结果表明，基于BMMCA算法进行液氧加注流量调节响应速度快，过渡过程短，具有良好的目标值跟踪特性，实现了在不同加注阶段智能调节流量的目的，能够更好地满足液氧加注需求。为液氧全流程自动加注提供了技术支撑，为智慧发射场全控地面设备提供了有力保障。
2025年02期 v.31;No.195 213-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：48 ] - 王洛远;刘士苋;王磊;冯志超;王晖;张梦华;
超导电动悬浮是高温超导磁体的重要工程应用之一。降温时间、离线时间和再降温时间是超导电动磁体固氮低温系统的关键指标。详细描述了固氮低温系统组成及运行过程。对系统漏热进行了理论分析，建立了固氮低温系统的瞬态热分析模型，该模型能够计算系统降温过程、离线运行过程以及再降温过程的温度分布。开展了系统降温过程、离线运行过程和再降温过程的温度变化仿真计算。仿真结果表明磁体温度降至30 K以下，系统在不超过40 K的情况下可以离线运行2 h。基于模型计算结果对系统进行优化，所建立的模型可为固氮低温系统的设计与优化提供参考和指导。
2025年02期 v.31;No.195 221-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：158 ] - 金树峰;张智贤;王静泊;马梓阳;王波;
大型液氢球罐在投入使用时需要进行罐体预冷以避免因热应力过大而破坏球罐。预冷过程会消耗大量冷量，因此采用合理的预冷方法十分重要。以2 000 m~3液氢球罐为研究对象，建立三维数值模型，采用液氮/液氢分级预冷法，通过数值模拟分析了入口流量和预冷介质对球罐预冷过程中温降速率和罐内物理场变化的影响。结果表明：不同入口流量下的温降速率变化趋势一致，均在预冷的第2 h达到峰值后衰减。采用小入口流量作为初始预冷流量，分时段调节入口流量使温降速率保持3～3.5 K/h时，完成预冷所消耗的介质更少且预冷更均匀。液氮预冷前中期，罐壁温度最高点和最低点出现在球罐侧上方和侧下方；液氮预冷后期及整个液氢预冷阶段，罐壁温度最高点和最低点出现在球罐顶部和底部。受壁面温度场影响，预冷过程中最大热应力出现在球罐的顶部及右上方，建议重点监测此区域的应力情况。在预冷后期，罐内流场存在多个流动缓慢的小涡旋，罐内整体温降速率基本不变。
2025年02期 v.31;No.195 229-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：188 ] - 耿利红;饶启超;段燕波;刘湘德;迟国春;
HOT(High Operation Temperature)红外探测器成为第三代红外探测器技术的重要发展方向，针对HOT红外探测器用微型斯特林制冷机的应用需求，对HOT器件用旋转整体式斯特林制冷机进行了数值模拟和实验研究，研究结果表明：在所研究结构参数和运行参数范围内，随着回热器丝网目数的增加，制冷机的制冷量增大，制冷机的热力学效率先增大后减小；存在最优回热器长度、回热器单位冷端质量流量的气体流通面积、密封间隙、运行频率和充气压力使制冷机的热力学效率最大；当压缩活塞与气缸的间隙大于7μm时，制冷机的制冷量和热力学效率急剧减小，而当排出器与冷指的间隙为80～90μm时，制冷机性能达到最优；加工并装配的制冷机样机降温时间为2.73 min@150 K@23℃，制冷机降温过程中最大功耗为14.4 W，稳态功耗为4.8 W@150 K@23℃，制冷量为0.65 W@150 K@23℃。
2025年02期 v.31;No.195 239-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 2159K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：167 ]