制冷机冷却型小型超导强磁场系统的研制

介绍了一套制冷机冷却型小型超导强磁场系统。超导磁体线圈用铌钛超导线绕制,室温孔直径为75mm,磁场中心Φ25mm×250mm区域内最高场强达到3.64T,磁场不均匀性小于3%。在2.62T场强下连续闭环运行了20天,电流衰减率近似为零。采用4K级低温制冷机冷却防辐射冷屏,液氦蒸发率小于0.03升/小时,系统一次可注入液氦50升,补液周期大于60天。     

低温液体无损贮存压力升高的实验与计算

准确、简单地预测低温液体无损贮存时的压力升高具有重要的实用价值。对一低温容器利用液氮为介质进行了多次无损贮存实验,利用多元线性回归方法对实验数据进行分析和检验。分析表明无损贮存时间、初始充满率对压力升高的影响较大,而环境温度的影响可以忽略,并拟合出了压力升高的计算公式。计算结果和实验结果在很大范围内能够较好地吻合。该种计算方法在预测低温液体无损贮存压力升高时有较高的准确性与可靠性。     

高频脉管制冷机的研究进展(下)

介绍了斯特林脉管制冷机(高频脉管制冷机)国内外最新研究现状以及发展趋势。分析了由于高频脉管制冷机的效率可以达到甚至超过斯特林制冷机,从而在空间领域、红外传感器件和高温超导器件的冷却领域获得广泛应用。指出了线性压缩机是高频脉管制冷机的重要部件之一,提高线性压缩机的性能及机械寿命是提高高频脉管制冷机性能和寿命的一条重要途径。     

低温功率器件驱动电路实验研究

低温电力电子技术的发展日益得到重视,主要是由于功率器件(如功率MOSFET和IGBT等)在低温下表现出更好的性能,如更低的通态阻抗,更高的开关频率等.为了实验测试和充分利用功率器件在低温下的这些性能,急需寻找或设计可以在低温下稳定可靠工作的功率器件驱动电路.我们在对目前商业化的驱动芯片进行分析的基础上,从中挑选了三种在低温下进行实验,对其输出波形随温度的变化进行研究,首次发现了可以在-196℃(77K)稳定工作的驱动芯片,其驱动性能基本能够满足低温下驱动功率器件的要求,为功率器件低温特性测试及低温功率变换电路的设计奠定了坚实的基础.     

低温共烧陶瓷用硼硅酸盐玻璃的研究进展

概述了低温共烧玻璃陶瓷复合材料体系中所采用的硼硅酸盐玻璃的组成、工艺、应用技术参数。比较了锌、铅、钡硼硅酸盐玻璃组成、掺杂量对玻璃陶瓷的烧结特性的影响。指出了不同硼硅酸盐玻璃材料的优缺点和在低温共烧陶瓷技术中的适用范围。     

面向三维集成的等离子体活化键合研究进展

三维集成技术已成为促使半导体芯片步入后摩尔时代的重要支撑。晶圆直接键合技术无需微凸点和底充胶填充工艺,依靠原子间相互作用力即可实现高密度与高强度互连,是三维集成发展的重要研究方向之一。其中等离子体活化作为一种高效的表面处理手段,是晶圆低温键合的关键。针对等离子体活化低温键合技术在半导体芯片同质或异质键合中的研究进展进行了综述,主要介绍了等离子体活化在硅基材料直接键合及金属-介质混合键合中的作用机理和键合效果,进而对该技术的未来发展趋势进行了展望。     

尿素作为添加剂低温制备高活性的TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为原料,尿素作为添加剂,在酸性水溶液中室温制备了稳定透明的TiO2水溶胶。经过300℃低温焙烧2 h,得到了由锐钛矿和金红石组成的TiO2混晶。用XRD、FT-IR对催化剂进行了表征。以甲基橙为降解对象研究了TiO2的光催化活性,实验结果显示所制备的TiO2具有比Degussa P25更高的催化活性,15m in后的降解率达到了78%(P25,58%)。考察了尿素添加量以及焙烧温度对TiO2催化性能的影响,当尿素与钛酸丁酯物质的量之比为3∶1,300℃下焙烧2 h为较适宜的催化剂制备条件。初步探讨了尿素作为添加剂在低温制备高活性TiO2过程中的作用。     

用于低温半导体器件筛选的新型温度循环设备

在某些情况下斯特林制冷机采用间歇式工作方式,以延长卫星在太空中的服务年限,因此由斯特林机致冷的低温半导体器件如HgCdTe中长波红外探测器会经受成千上万次从-173℃以下到常温的温度循环,这个过程可能会造成器件的失效.为了研究器件的失效机理和可靠性,帮助筛选器件,本文介绍了一种自制新型的温度循环实验设备,型号TCE-a.经过数千次温度循环,设备满足器件筛选实验要求.     

深低温、低功耗、低噪声微型前置放大器

为了降低红外系统的噪声,提出了一种新的电路结构,利用单端折叠共源共栅结构和MOS管工作在线性区做反馈电阻,设计了一种在深低温(100K左右)工作的高性能低功耗、低噪声前置放大器。分析了其噪声特性,并提出了减少噪声的措施,仿真结果显示该前置放大器的输出电压噪声很小,3dB带宽大于10kHz。此前置放大器用1.2μm的标准CMOS工艺制造完成,四单元芯片的大小为2.1mm×2.9mm。经测试,这种前置放大器在深低温下能正常工作,反馈电阻大小为兆欧级,等效输入噪声电流仅0.03pA/Hz1/2,单元功耗小于1mW,与红外探测器连接后工作正常,线性度较好。     

小型低温真空光学实验装置设计

为适应未来遥感光学系统研究的需要,研制了一套低温真空实验装置.该实验装置包括低温真空腔体、真空抽气系统、ZYGO干涉仪和防震平台以及监控测温系统.其中的低温真空腔体是针对小型光学元件实验设计的,主要用于测量光学元件的温度场和低温变形,并且把电机产生的局部热量尽可能导出系统.文中还对真空低温腔的关键部件光学窗口和梯形支撑的设计进行了详细分析.