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为利于HL-2M真空室(VV)及极向场线圈(PFC)的整体安装,环向场线圈(TFC)采用比特板式结构,这种结构需要用到高强度高导电性能的大尺寸异形铜合金厚板以便满足线圈复杂受力的要求.通过应力分析,确定了在TFC上使用的3种铜合金.介绍了大尺寸异形铜合金板材的制造工艺和铜板多项性能的测试结果,结果表明异形铜合金板材的尺寸及各项性能均满足了HL-2M装置环向场线圈的工程设计及加工要求.     

HL-2M装置极向场线圈大截面铜导体的制造工艺研究

介绍了HL-2M装置极向场线圈所需的大截面外方内圆铜导体的规格,用二辊周期式轧管机进行冷轧的工艺技术以及所做的多项检测。用这个技术制造了具有冷却水孔道的大截面外方内圆铜管。测试结果表明,该工艺生产的外方内圆铜管在尺寸及各项性能上均满足HL-2M托卡马克装置极向场线圈的加工要求。     

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介绍了HL-2M装置极向场线圈所需的大截面外方内圆铜导体的规格,用二辊周期式轧管机进行冷轧的工艺技术以及所做的多项检测.用这个技术制造了具有冷却水孔道的大截面外方内圆铜管.测试结果表明,该工艺生产的外方内圆铜管在尺寸及各项性能上均满足HL-2M托卡马克装置极向场线圈的加工要求.     

HL-2M环向场线圈电磁场和受力的计算分析

在建的HL-2M装置的环向场线圈采用了比特板式结构,介绍了采用封闭多边形电流丝模型计算分析HL-2M装置环向场线圈电磁场和纹波情况;环向场线圈电流与环向场引起的电磁力以及与极向场产生的倾覆力也做了计算。计算结果对环向场线圈的设计具有一定的参考意义。     

HL-2M 装置支撑结构工程设计

HL-2M 装置的支撑结构系统,该系统由装置基础及重力支撑结构、极向场线圈及真空室支撑结构 和环向场线圈防倾覆支撑结构等三部分组成。本文介绍了 HL-2M 装置支撑结构工程设计情况。      

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在建的HL-2M装置的环向场线圈采用了比特板式结构,介绍了采用封闭多边形电流丝模型计算分析HL-2M装置环向场线圈电磁场和纹波情况;环向场线圈电流与环向场引起的电磁力以及与极向场产生的倾覆力也做了计算.计算结果对环向场线圈的设计具有一定的参考意义.     

HL-2M 装置环向场线圈的工程研制与调试

介绍了 HL-2M 装置环向场(TF)线圈的工程设计、关键制造工艺及其调试结果。目前，TF 线圈最大通电电流达到 42kA，对应 TF 线圈产生的磁场为 0.66T，满足 HL-2M 装置初始放电需求。      

HL-2M 环向场线圈预紧系统设计

针对 HL-2M 装置可拆卸的环向场(TF)线圈结构,在“D”形 TF 线圈外侧上、下两端分别采用水平的预紧机构对 TF 线圈实施预紧,使 TF 线圈在大电流承受较大电磁力的情况下,与 TF 线圈连接螺栓的预应力一起保证连接面不发生分离。由于同步性和一致性的要求,该系统采用液压同步顶升机构,并且采用压力传感器实时检测该预应力值,保证 TF 线圈在整个放电实验阶段的安全,为 HL-2M 装置整体的安全提供保障。     

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介绍了一种计算HL-2M装置环向场线圈自感的简捷方法，即用多个多边形电流丝模拟环向场线圈，用两个小直线段的互感求和代替多重积分，使问题得到简化。利用HL-2A装置的放电数据拟合计算了HL-2A装置环向场线圈的自感，从而验证了方法的正确性。     

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为环向场线圈防倾覆结构及其它支撑部件的设计提供依据,采用有限元实体模型分析方法,通过电磁-结构耦合计算对HL-2M装置的环向场线圈进行电磁力分析。计算结果表明,在目前的防倾覆结构和一般的运行情况下,环向场线圈所受最大剪切应力约为7.2MPa,在材料许用应力范围之内。     

用激光点火辅助火花诱导击穿光谱技术实现铝合金的高灵敏元素分析

报道了采用激光点火辅助火花诱导击穿光谱技术分析铝合金中痕量元素时的分析行为。用低能量激光脉冲聚焦于样品表面并在放电电极之间产生等离子体来触发高压火花放电以改善火花诱导击穿光谱技术的分析行为。在当前空间几何配置下,研究得到了最佳的放电电压和储能电容等参数并在最佳实验条件下分析了样品中的铜元素,其检出限达到0.7 ppm。激光点火的辅助手段改善了火花诱导击穿光谱技术在元素分析时信号的稳定性、提高了分析精度。同时它还能够有效地降低放电电压,改善其空间分辨本领。研究表明激光点火辅助火花诱导击穿光谱技术具有灵敏度高、稳定性好以及具有较好的空间分辨本领的特点,非常适合于各种合金中的痕量元素分析。     

一种新型的石油测井用金属保温瓶

介绍了一种新型的绝热容器的研制过程,该容器用于井下高温环境的保温,要求具有直径小、真空间隙小、耐高压、保温时间长的特点.针对这些特点,我们进行了严格的设计、计算和工艺改进,得到了比较满意的试验结果.     

HL-2M 装置环向场线圈匝间绝缘工艺研究

HL-2M tokamak adopts the demountable toroidal field coils (TFCs) structure in order to assemble the vacuum vessel chamber and poloidal field coils (PFCs) integrally. TFCs are subjected to high shear force, which require high electrical performance and adhesive strength between the inter turn insulation and the copper plate. Baking and curing impregnated glass cloth and epoxy glass cloth under different pressure, then adhesive properties have been researched by shear tests. The results show that there are some differences in the adhesive properties between the turn to turn insulation and the copper plate under different structural combinations and different pressures. Appropriate structural combination and pressure of hot baking and curing were selected for TFCs.     

银铜钛膏状钎料钎焊石墨和铜合金接头的微观组织及性能

利用银铜钛(Ag-Cu-Ti)膏状钎料采用真空钎焊的方法对两种不同石墨和铜合金进行钎焊连接实验，研究了钎焊温度、中间缓冲层、母材尺寸等工艺参数对接头性能的影响。采用自行设计模具对接头的剪切强度进行了测试，利用扫描电镜和配带的X射线能谱分析仪分析了接头界面组织形貌及元素物相成分。研究结果表明：当钎焊温度为910℃，保温时间10min时，Ag-Cu-Ti膏状钎料能够与石墨和无氧铜两侧母材形成良好的结合界面；与GA石墨相比，阿泰克石墨与无氧铜接头强度更高；采用1mm无氧铜做中间缓冲层钎焊石墨和铬锆铜时，能有效缓解钎焊热应力，接头强度有明显提高。     

强短脉冲供电辉光放电发射光谱法测定铜基合金组分的研究

文中所述的研究用实验室组装的强短脉冲供电辉光放电发射光谱（ＨＣＭＳＰＧＤ－ＯＥＳ）实验系统，对铜基合金中的次要组分Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｓｉ的含量进行了测定，辉光放电（ＧＤ）源在强短脉冲供电（ＨＣＭＳＰ）时，原子线和离子线的发射得到增强，文中选用了Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｓｉ的次灵敏线作分析线，对影响分析强度的因素进行了研究，在选定的实验条件下几种组分的含量进行了测定，测定结果与样品的推荐值吻合较好，六次侧     

金属铜纳米孔洞阵列膜制备方法研究

以多孔阳极氧化铝膜(anodic aluminum oxide，AAO)为模板，用真空蒸镀法复制了金属铜的纳米孔洞阵列膜，SEM结果表明，制备得到的金属铜纳米孔洞阵列膜形貌与AAO膜一致.此方法简单易行，能大规模生产，为纳米膜的工业化复制提供了一种新的工艺，为纳米线、纳米管等纳米阵列材料的合成与组装提供了有利的条件. 关键词： AAO模板 真空蒸镀 金属铜纳米孔洞阵列膜 纳米复制     

用于真空弧等离子体放电阴极温度场测量的多光谱高温计

阴极表面温度是真空弧等离子体放电过程中一个重要参数,对真空弧等离子体的形成、电极腐蚀预测、热传导以及离子源的寿命都有重要影响。真空弧离子源的阴极具有目标小,放电过程快等特点,其温度的测量,对于时间分辨率和空间分辨率要求都很高,阴极表面温度的测量技术的欠缺,使得仅靠理论解析获得的结果难以得到验证。并且等离子体放电过程中测量仪器极易受到弧光的影响,如何避免放电过程中等离子体的辐射也是采用辐射法测量阴极表面温度要考虑的问题。这无疑给其温度场的测试研究带来困难。针对脉冲真空弧等离子体开展阴极表面温度测试实验有着重要意义,在分析了真空弧等离子体放电特性以及背景辐射特性和等离子体放电阴极测温的实际需求,本文基于高速CCD相机研制了一种新型的多光谱高温计。该高温计采用单色高速CCD相机,主要避免RGB彩色相机不能完全滤除背景辐射的弧光。为使用单色CCD相机实现多光谱辐射测温,设计了高温计的光学系统,该系统采用4孔径分光系统。将4种不同波长的滤光片嵌入到1个滤光片中。该研究设计的高温计可用于2 000~6 000 K的等离子体温度测量。并在中国工程物理研究院电子工程研究所进行现场测试,测试过程中将研制的高温计,通过外部触发形式对等离子体放电过程进行跟踪拍摄,高温计完全拍摄到等离子体放电过程。利用真空弧等离子体金属电极阴极放电的实测数据对高温计进行了验证。实验结果表明,设计的新型多光谱高温计能够用于测量真空弧等离子体放电时阴极温度场信息,测量的温度值低于放电电极的沸点温度,与等离子体放电过程中出现气化现象相符,说明高温计测的是等离子体放电阴极的温度。     

A One‐Dimensional Particle‐in‐Cell Model of Plasma Build‐Up in Vacuum Arcs

Understanding the mechanism of plasma build‐up in vacuum arcs is essential in many fields of physics. A one‐dimensional particle‐in‐cell computer simulation model is presented, which models the plasma developing from a field emitter tip under electrical breakdown conditions, taking into account the relevant physical phenomena. As a starting point, only an external electric field and an initial enhancement factor of the tip are assumed. General requirements for plasma formation have been identified and formulated in terms of the initial local field and a critical neutral density. The dependence of plasma build‐up on tip melting current, the evaporation rate of neutrals and external circuit time constant has been investigated for copper and simulations imply that arcing involves melting currents around 0.5–1 A/μm², evaporation of neutrals to electron field emission ratios in the regime 0.01 – 0.05, plasma build‐up timescales in the order of ～ 1 – 10 ns and two different regimes depending on initial conditions, one producing an arc plasma, the other one not. Also the influence of the initial field enhancement factor and the external electric field required for ignition has been explored, and results are consistent with the experimentally measured local field value of ～ 10 GV/m for copper (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

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通过采用控制变量法,调整引线外弧段半径、回线内外弧段半径及回线与TFC间隙等参数,使HL-2M装置的TFC馈线系统在等离子体区域产生的最大杂散磁场降为3.69×10?4T,同时初步评估了馈线在一次放电后的绝热温升,为馈线是否需要冷却提供依据。最后在优化馈线位形参数后,对馈线的支撑和连接形式进行了初步的定性分析和讨论。