能量沉积

摘要： 激光增材修复技术对节约成本、提升材料服役性能具有重大战略意义,本文采用能量沉积方法对预设槽的Al-Zn-Mg-Cu铝合金基板进行激光修复研究。借助扫描电镜、电子背散射衍射、力学万能试验机等设备对Al-Zn-Mg-Cu铝合金试样修复后组织演化、冶金缺陷、力学性能的变化进行研究。结果表明:激光扫描间距增大易产生裂纹;激光能量输入增大,修复区的孔洞数量增多,且孔洞的形成与Mg的蒸发有关。在部分熔化区和修复区内部熔池边界析出的Al_(3)(Sc,Zr)粒子起到晶粒细化的作用。修复区内部与修复区边界处晶粒取向有明显的差别,修复区内部晶粒取向随机而修复区边界处晶粒取向较为一致。拉伸试样大多断裂于受激光热循环影响的母材区域,在扫描速率为600 mm/min,扫描间距为0.8 mm时拉伸样断裂于修复区内部,试样断口存在一定数量的孔洞。

摘要： CCD易受空间环境中高能电子辐射的影响,造成性能下降和工作异常,针对此问题,选取某国产N沟道3相多晶硅交迭栅、帧转移结构CCD开展了电子辐照效应研究。采用三维蒙特卡罗软件FLUKA建立电子辐照CCD的组成材料Si和SiO_(2)模型,仿真模拟电子和材料相互作用的物理过程,计算不同能量电子在Si和SiO_(2)中的总质量阻止本领和射程,与文献理论计算结果对比验证了本文仿真方法的正确性。建立CCD像元阵列的三维模型,模拟计算不同能量电子在CCD中能量沉积过程的影响,以及像元间有无边界对电子在CCD像元中平均原子离位(DPA)的影响,分析了辐照损伤差异产生的机理。结果表明,靠近入射点的像元能量沉积最大处对应的入射电子能量较小;对于无边界像元,电子辐照产生的DPA随入射深度的增加先增加后减小,而在有边界像元中产生的DPA随入射深度的增加先减小后增加,并且随入射深度的增加无边界像元中产生的DPA与有边界像元中产生的DPA差值越来越小。

摘要： 高能质子在散裂靶中的能量沉积是散裂靶中子学研究的重要内容之一,准确掌握高能质子在散裂靶中引起的能量沉积分布与瞬态变化是开展散裂靶热工流体设计的重要前提.本文采用MCNPX,PHITS与FLUKA三种蒙特卡罗模拟程序,计算并比较了高能质子入射重金属铅靶、钨靶的能量沉积分布及不同粒子对总能量沉积的占比贡献;针对高能质子入射金属钨靶的能量沉积实验数据空白,采用热释光探测器阵列测量了250 MeV质子束入射厚钨靶的能量沉积分布,实验结果表明蒙特卡罗模拟程序在散裂靶中能量沉积的计算结果具有较高的可靠性.

摘要： 利用放射性物质衰变释放的粒子流在穿越不同厚度的屏蔽材料时,粒子输运过程和能量衰减程度不同的特性,提出通过检测管中β放射源产生的β粒子在管道外部形成的能量沉积,对架空金属油气管道的腐蚀状态进行在线无损检测的方法。分析了β粒子在穿越不同厚度的钢铁屏蔽材料后光子和电子流量与其能量分布的差异与特性,模拟试验β放射源投入管道后衰变产生的β粒子从内部穿透出不同腐蚀程度的金属管壁进入外部NaI粒子探测器的粒子输运结果,最后通过方差分析研究腐蚀厚度和面积对射线探测法的灵敏性影响。研究结果表明:射线探测法对腐蚀厚度的检测灵敏性强,该方法能够有效检测出厚度超过管道壁厚40%以上的腐蚀破损。

摘要： 激光等离子体减阻技术对于高超声速飞行器减阻隔热和提高飞行器性能具有重要意义.介绍了脉冲激光减阻研究的数值计算模型和实验研究方法;总结了激光等离子体减阻机理;讨论了入射激光能量、能量沉积位置和流场马赫数等关键参数对减阻性能的影响规律.针对目前研究现状,提出通过等离子体热核建立关键参数与激光减阻效果间联系的建议.

摘要： 俄罗斯重离子超导同步加速器的多功能探测器(Nuclotron-based Ion Collider Facility's MultiPurpose Detector,NICA-MPD)采用Shashlik取样型电磁量能器(Electromagnetic Calorimeter,ECAL),设计为由32个扇区组成的圆柱形桶共包含有43008个构层(tower),每个tower由220层吸收体铅片与塑料闪烁体片交替组成.本文对影响其性能的多个参数进行了模拟研究,利用GEANT4软件模拟了影响电磁量能器的能量沉积、能量泄漏、能量分辨率等多种参数.模拟结果表明:不同物质作为吸收体时,高原子序数(Z)物质有利于能量沉积,并且能量主要沉积在吸收体中,占比为65％左右;在兼顾能量分辨率与位置分辨率需求后,电磁量能器的每个tower横截面边长设置为4 cm为最优;由于单个tower中横向泄漏大于30％,是能量泄漏的主要原因,因此在实验中可考虑在侧面加涂具有反射作用的涂料层;对于3×3 tower多个组合情况,当吸收体与闪烁体总厚度为1.8?mm时,且吸收体铅为0.3 mm时,能量分辨率能达到满足实验需求的5％@3?GeV;在不同入射能量下,量能器的能量沉积具有良好的线性关系,多个tower组合能提高能量分辨率与能量沉积,且能量越高时,能量分辨率越好.另外通过模拟计算表明,当辐射长度达到13X0时,能量沉积达到最大值,同时得到最佳的能量分辨率,因此NICA-MPD的电磁量能器设计长度约为415?mm,等效于电子经过约12.8个辐射长度.Tower侧面增加反射层能够使移波光纤中的光子数提高10％～19％,光纤端面增加反射层能使到达探测器的光子数提高约50％,验证了增加反射层的重要性和必要性.

摘要： 热防护技术是高超声速飞行器面向工程实际应用时必须要解决的关键技术之一.为实现更有效的减阻防热,学者们提出了多种热防护方案,其中迎风凹腔及其组合方式是最有效、最有发展前景的主动热防护方案之一.本文介绍了单一迎风凹腔及其与逆向射流、能量沉积、发散冷却等组合方案的作用机理并总结归纳了其研究现状.最后提出了对未来的展望,尤其是跟进并创新已有组合方案,并进行更多地面试验佐证数值模拟结果,以期早日应用于工程实际.

摘要： 飞秒激光加工作为一种高效可控的调制手段,其辐照所引起的材料电离可以对激光脉冲在材料内部的能量传递和沉积产生重要影响,进而调控材料的表面形貌和化学组分.因此,本文重点研究了飞秒激光辐照二硫化钨的烧蚀特性并利用等离子体模型对辐照过程中材料的超快响应以及能量的传递、吸收进行计算分析.研究发现,烧蚀坑的深度和直径均展现出先快速增长再趋于稳定的变化规律,并且理论计算与实验结果符合.揭示了飞秒激光烧蚀二硫化钨的机制,辐照初期材料内部会产生大量自由电子并形成致密等离子体区域,导致材料表面反射和内部吸收的显著增加.两个增强效应共同影响激光能量的注入和沉积,使得大量入射能量沉积在近表面浅层区域,并且激光通量增加时烧蚀坑的扩张出现饱和趋势.此外,利用时域整形双脉冲序列烧蚀二硫化钨,通过调节脉冲延迟在保持烧蚀深度不变的情况下,在双脉冲延时为0.7 ps时得到最优化的最小烧蚀坑直径.研究结果有助于激光调制二氧化钨在光催化方面的应用研究.

摘要： 为了对f-y混合场探测器的闪烁体材料及结构进行优化,设计了一种新的甄别原理并利用MCNP5模拟计算了不同能量的β射线和γ射线在不同闪烁体内的能量沉积行为。模拟结果表明,探头材料第一层采用NE102A(厚度为0.15 mm),第二层采用6 mm的CaF2(Eu),第三层采用CsI(Na)可以获得更多的光子数从而提商探测器的能量分辨率。对于0.05~3 MeV的β射线,其理论误甄别率不超过0.0019%,对于0.05~3.5 MeV的r光子.其理论误甄别率不超过0.2236%。

摘要： 高能注量X射线照射到材料,将沉积在材料表面,导致材料升温、汽化喷发,产生一系列热力学效应.劳伦斯利弗莫尔实验室的评价光子数据采用FNDL格式,支持入射光子的能量从1eV到100GeV,应用FPDL97光子截面数据库,计算分析了低于1keV X射线在铝合金材料中质量衰减系数、质量吸收系数,给出了低能X射线在铝合金材料中的能量沉积曲线.

摘要： 单丝电爆炸在很多物理领域有重要的应用,例如:丝阵Z箍缩、X射线源、极端条件下物质状态研究等.单丝电爆炸初始阶段形成了由低密度、高温度的冕层等离子体包围高密度、低温度的丝核的二元结构.在电压崩溃之前,能量主要沉积在金属丝内.金属丝的沉积能量对于核-冕结构的演化和发展有重要影响.在本文中,开展了铝丝电爆炸实验,着重研究了初始阶段能量沉积过程.真空腔的气压由分子泵抽至10-2Pa,以防止气体的击穿.通过控制外电路参数,产生幅值～1kA,上升率80-170As的负极性电流脉冲.通过重构阻性电压和电流,计算了沉积能量.并且分析了电流上升率对能量沉积过程的影响.能量沉积过程与一维磁流体力学模型计算结果做了对比.开展了光学诊断研究,阴影图像展示了金属丝能量沉积的结构和高密度区域膨胀的过程.

摘要： 气体火花开关的击穿导通过程中,开关间隙电阻由开路状态到接近短路状态变化,间隙气体将被电阻性加热,气体开关间隙中因此而损失的能量称为开关火花间隙的能量沉积(也称能量损耗).本文基于实验方法,提出了的开关能量沉积估算方法,并与Romepe&Weizel和TH.Martin给出的开关能量沉积方法进行了比较,简要分析了实验方法估算开关能量沉积的适用条件及其合理性.

摘要： 理论分析了引导磁场对收集极材料中电子运动的约束作用,推导了引导磁场作用下二次电子的逃逸条件,利用蒙特卡罗方法计算了引导磁场作用下电子束在收集极中的能量沉积规律.研究结果表明:引导磁场对电子在材料内部的运动约束作用很弱,对二次电子有强约束作用;大部分二次电子经拉莫回旋再次轰击在收集极上被收集,逃逸的二次电子沿引导磁场方向进入束波作用区;增大电子的入射角度时,束流密度的降低和二次电子的再次入射降低了收集极中电子的最大沉积能量密度,提高了收集极的耐电子轰击能力.

摘要： 对μs脉冲电压作用下铜丝水中电爆炸的能量沉积过程进行了实验研究，利用自积分Rogowski线圈和电阻分压器分别测量铜丝电爆炸时的电流和电压。利用测量电压波形确定了熔融起始、熔融结束、汽化起始和击穿时刻点。将铜丝电爆炸划分成熔融、液态和汽化3个阶段。通过数学方法计算了3个阶段和击穿前的沉积总能量。通过实验和计算,分析了电路参数。包括放电电压和同路电感，以及铜丝特性，包括铜丝长度和直径,对铜丝电爆炸过程中3个阶段和击穿前沉积总能量的影响。结果表明：在μs脉冲电压作用下，放电电压、回路电感、铜丝长度和直径对熔融阶段能量沉积影响较小，但对液态和汽化阶段能量沉积影响较大，通过调节电路参数提高电流上升速率，可以显著提高汽化和击穿前的沉积能量。

摘要： 假设核动力舰船发生放射性物质泄漏事件,建立水立方模型与含骨层的水立方模型,选取多种能量的光子源,通过蒙特卡洛粒子输运程序MCNP5对模型关注栅元进行能量沉积模拟计算.结果表明,在制定核动力航母的辐射防护系统初步方案时,不仅要从宏观层面考虑到船员的年平均有效吸收剂量,还有必要结合人体各个器官的耐受剂量特点,对各器官的年当量剂量做出严格的规定.

摘要： 金属丝电爆炸过程中,周边介质对整个爆炸过程有着显著影响,在空气中时,压力是影响电爆炸过程的重要因素之一.为此在低气压空气中对铜丝和铝丝电爆炸进行了实验研究,利用测量电压波形确定了熔融起始、熔融结束、汽化起始和击穿时刻点,将铜丝电爆炸划分成熔融,液态和汽化三个阶段,通过数学方法计算了各阶段的沉积能量.通过实验和计算,分析了在低气压时,空气压力对金属丝电爆炸各阶段物理过程和能量沉积过程的影响.在低气压时,汽化阶段空气压强的改变会影响对金属丝蒸汽膨胀的抑制作用,空气压力的变化将会改变空气的击穿场强,影响电爆炸过程中击穿的形成,显著影响汽化阶段的沉积能量.铝丝在空气中电爆炸时,铝丝的氧化反应,也会影响汽化阶段的能量沉积.

摘要： 在高功率粒子束参数诊断中,硬X射线能注量测量一直是难点.确定了利用全吸收法测量硬X射线能注量的技术方案,并阐述了能注量测量的基本原理.结合实际测量环境,选择了光电管和高密度LSO闪烁体作为测量系统,分析了各个测量组件参数的影响因素.利用蒙特卡罗程序模拟了硬X射线在LSO闪烁体中能量沉积的轴向分布,并计算了光子的透射率,据此确定了LSO闪烁体的厚度为20mm.完成了准直系统和电磁屏蔽系统的设计,增加了信噪比.

摘要： 气体火花开关在重复频率脉冲功率技术中具有广泛的应用,影响气体火花开关绝缘恢复与重复频率工作性能的因素众多.实验研究了气体火花开关的能量沉积和气压对开关重复频率指标的影响,给出了气体火花开关绝缘恢复时间与气压及开关导通功率的关系式,初步分析了气体开关击穿通道在自然散热(不吹气)条件下,重复频率稳定工作的最高功率与重复频率指标、气压的关系.

摘要： 为了研究金属丝电爆炸的过程及其爆炸形成机理,以铜丝和锆丝为原材料开展了微秒脉冲放电作用下的电爆炸实验.分别利用高压探头和Rogoswki线圈记录下爆炸丝两端电压和电流随时间的变化.利用爆炸丝中能量的沉积特点和电流的变化特征分析并估算了初始爆炸的冲击波压力.研究表明,爆炸冲击波的原动力来自于磁压消失所形成的压力差.爆炸的产生机理可以分为了两种类型:一种是金属丝表面击穿引起爆炸,这种爆炸类型的特点是在爆炸产生的瞬间,其电阻率随着瞬间下降.另一种是热力学及磁流体力学失稳引起的爆炸,这种爆炸类型的特点是在爆炸产生瞬间,其电阻率仍持续上升.

摘要： 本发明提供一种双极脉冲磁控溅射系统及提高沉积离子流量和能量方法。该磁控溅射系统包含真空室和电源设备，所述真空室包括溅射靶、辅助阳极，所述电源包含双极性脉冲磁控溅射电源、电流单向导通部件以及辅助阳极供电电源，其中溅射靶与双极性脉冲磁控溅射电源的脉冲输出端连接，(i)通过在辅助阳极与双极脉冲磁控溅射电源的脉冲输出端之间串联一个电流单向导通部件，利用单向导电特性实现在辅助阳极上施加正脉冲电压，或者(ii)将辅助阳极与其他辅助阳极供电电源的电压输出端子连接，从而利用辅助阳极优化离子的扩散以及增强离子的能量，提高沉积离子能量。本发明能够有效地优化离子扩散，提高沉积离子的能量及流量。

摘要： 一种具有喷距监测和控制的增材制造系统，该系统可以是响应的、动态的和实时的。这些技术可使用喷距测量系统在工件移动经过定向能量源时实时地监测、读取或询问工件或者其上定位有工件的基底，或反之亦然。这些技术可使用反馈控制器，以基于来自喷距测量系统的数据响应地且动态地实时控制喷距。

摘要： 本发明涉及优化的低能量/高生产率沉积系统。一种用于衬底处理工具的机械换位器包括：各自具有第一端部执行器和第二端部执行器的第一臂和第二臂。所述第一臂被配置为在第一轴上旋转以在所述衬底处理工具的多个处理站处将所述第一臂的所述第一端部执行器选择性地定位，并且在所述衬底处理工具的所述多个处理站处将所述第一臂的所述第二端部执行器选择性地定位。所述第二臂被配置为在第二轴上旋转以在所述衬底处理工具的所述多个处理站处将所述第二臂的所述第一端部执行器选择性地定位，并且在所述衬底处理工具的所述多个处理站处将所述第二臂的所述第二端部执行器选择性地定位。所述第一臂被配置成独立于所述第二臂旋转。

摘要： 一种基于三维混合有限笔形束能量沉积核的光子能量沉积获取方法，在传统的光子能量沉积获取方法的基础上，根据放射源形成射野的具体情况，将射野划分成若干长度相同、宽度不同的单元野，调用各种尺寸单元野的有限笔形束能量沉积核数据，进行光子能量沉积获取，避免了传统的获取方法划分尺寸统一的正方形单元野带来的系统误差，同时规避了传统获取方法为保证足够的精度而缩小正方形单元野尺寸所产生的额外的计算耗时。

摘要： 一种基于三维混合有限笔形束能量沉积核的光子能量沉积获取方法，在传统的光子能量沉积获取方法的基础上，根据放射源形成射野的具体情况，将射野划分成若干长度相同、宽度不同的单元野，调用各种尺寸单元野的有限笔形束能量沉积核数据，进行光子能量沉积获取，避免了传统的获取方法划分尺寸统一的正方形单元野带来的系统误差，同时规避了传统获取方法为保证足够的精度而缩小正方形单元野尺寸所产生的额外的计算耗时。

摘要： 本发明实施例提供一种定向能量沉积的应力变形模拟方法、装置和存储介质，涉及增材制造模拟技术领域。应力变形模拟方法包含S1、获取待模拟构件的整体有限元模型和局部有限元模型。S2、根据局部有限元模型，通过移动沉积过程热‑力学模拟，获取局部模拟结果。S3、根据局部模拟结果，获取代表点应变曲线。S4、根据代表点应变曲线，提取沉积层原始固有应变向量和基板固有应变向量。S5、根据整体有限元模型，基于聚集策略，计算得到温度场。S6、根据温度场，对沉积层原始固有应变向量进行逐层修正，根据基板固有应变向量和修正后的沉积层原始固有应变向量，更新整体有限元模型。S7、根据更新后的整体有限元模型，逐分析步求解应力变形数据。

摘要： 本发明涉及一种激光定向能量沉积过程的熔覆高度和应变调控系统和方法，系统包括激光DED制造系统、熔池温度传感单元、熔池图像采传感集单元、应变视觉传感单元、在线计算单元和PID控制模块，系统获取有熔池中心点的温度值、熔池图像和熔覆层壁图像；在线计算单元根据温度值和熔池图像获取熔池温度、熔池长度、熔池宽度和熔池前部内凹曲线的积分面积作为特征变量，预测熔覆层高度；根据熔覆层壁图像进行相邻图像间的匹配，计算熔覆层壁的平均应变。与现有技术相比，本发明根据熔覆层高度和熔覆层侧壁的应变值，对PID控制模块的调节策略进行优化，减小了LDED过程的热输入，降低了成形制造过程中监测区域的表面应变的最大值。

摘要： 一种熔融石英光学元件加工表面缺陷区引发激光损伤初期能量沉积计算方法，它属于工程光学领域，本发明为解决现有技术缺乏有效的方法用于计算或表征熔融石英光学元件加工表面缺陷区引发激光损伤初期能量沉积的问题；本发明按如下步骤进行：步骤一确定熔融石英光学元件加工表面缺陷区缺陷能级结构；步骤二、获取熔融石英光学元件加工表面缺陷区和无缺陷区受激发产生的荧光发射光谱荧光强度；步骤三、建立光学元件加工表面缺陷区材料非线性离化模型；步骤四、获取熔融石英光学元件无缺陷表面各能级电子密度随时间演变曲线及能量沉积过程中产生的温度；步骤五、获取表征熔融石英光学元件加工表面引发激光损伤初期能量沉积过程的温度和自由电子密度。

摘要： 本发明属于増材制造相关技术领域，并具体公开了一种基于曲面悬臂结构定向能量沉积制造方法及产品。该方法包括下列步骤：S1获取待成形悬臂结构的切片层和填充轨迹，设定成形轮廓上的轮廓点和填充轨迹上的轨迹点的加工朝向；S2旋转待成形悬臂结构所在的母体模型，使得当前待加工的轮廓点或轨迹点的加工朝向为打印头的初始设定方向，即竖直向上方向，按照所述加工朝向依次对所述轮廓点和轨迹点进行打印，实现在成形轮廓的基础上进行轨迹填充，完成单个切片层的打印成形，逐层成形每个切片层即可获得所需的悬臂结构。通过本发明，实现悬臂结构的成形，成形过程打印头朝向变化平稳，成形质量和精度高。

摘要： 本发明公开了一种基于神经网络的质子在器件中能量沉积预测方法，通过建立反应目标系统特性的数据库，搭建BP神经网络并进行优化训练，通过确定的最优网络模型与预测的数据集进行预测，通过本发明预测能量沉积与实际能量沉积相比，总体准确率保持在90％以上，只有个别预测结果有所偏差，误差率在15％左右。因此，本发明基于神经网络进行能量沉积预测可以实现沉能量积快速准确地预测，解决了实验方法和模拟仿真方法带来的人力、物力以及时间成本等问题。