国家自然科学基金委工程与材料科学部
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国家重大科研仪器设备研制项目

“基于静电悬浮的金属材料快速凝固实验系统”

2017年度项目管理暨监理工作会议在西安召开

2017年12月18日,国家重大科研仪器设备研制项目“基于静电悬浮的金属材料快速凝固实验系统”年度管理暨监理工作会议在西北工业大学召开。项目管理工作组及监理组成员、国家自然科学基金委员会相关人员、西北工业大学相关人员及项目组全体成员等参加了会议。

管理工作组和监理组专家听取了项目2017年度进展报告及2018年度工作计划,项目仪器采购及财务汇报;实地检查了位于西北工业大学长安校区空间材料科学与技术实验室静电悬浮装置的安装、调试及运行情况。专家组就仪器性能指标、工作进展等进行了质询;监理组审核了项目组2017年的财务报告。

四年来,项目组进行了静电悬浮装置的设计、论证、加工、安装及调试等工作,并对大功率激光器、高速CCD、离子泵、分子泵等大型配套仪器进行调研、招标、采购及安装,目前主要完成了以下几个方面的工作:

1、超高真空子系统安装调试。本年度超高真空实验腔体运抵实验室,同时开始现场安装调试工作。主腔体的真空水平达到6.4×10-8Pa,实现指标远优于设计指标,辅助腔体真空达到7.2×10-6Pa,优于设计指标近一个数量级,超高真空子系统实现人机交互控制。

2、静电悬浮子系统的优化设计。实现了静电悬浮子系统与超高真空系统的耦合,对悬浮电极、空间定位及反馈控制模块进行了优化设计,实现了直径约3mm的纯金属Zr、Nb及二元Zr-Cu、Nb-Ni合金样品的稳定悬浮,以及直径为10mm纯Ti球形样品的稳定悬浮。

3、熔化凝固子系统的运行测试。通过单束激光加热实现了纯金属Zr、Nb的无容器熔化和凝固,测试了总功率3kW三束能量均分激光的工作状态。

4、六向并行光电检测系统安装调试。完成了包括温度、密度、比热、粘度、表面张力及枝晶生长速度等六向并行光电检测系统的安装,实现了温度、密度、比热的并行光电检测功能。

5、实验操作子系统的运行测试。通过样品回收和送取机构,在不破坏超高真空环境前提下,实现36个样品的切换和自动送取。

6、实验样品激光熔炼预制备。在辅助腔体中采用3kW激光和多自由度机器人手臂实现了超高真空环境中纯金属W、Nb、Zr及二元Zr-Cu、Nb-Ni合金的超洁熔炼。

根据项目进展报告及现场考察情况,专家组一致认为项目组2017年度经费使用合理规范,档案完整,按项目计划时间节点和目标完成了年度研制任务,同意按预定计划按时拨付2018年度研制经费。

 

 
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