燃煤电站绿氨掺烧全产业链关键技术研究进展与低碳经济分析

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作者 李海燕 孙王平 +4 位作者 程宇 崖华青 方世东 冯汉升 罗广南 《热力发电》 北大核心 2025年第8期1-12,共12页

为应对燃煤电站低碳转型需求,氨作为零碳燃料及高效储氢载体,其与煤混烧技术为火电行业碳减排提供了新路径。从“制-储-输-用”全产业链角度,系统综述了绿氨合成、存储运输及氨煤混烧的研究进展与关键技术,并评估其经济性。研究发现,绿... 为应对燃煤电站低碳转型需求,氨作为零碳燃料及高效储氢载体,其与煤混烧技术为火电行业碳减排提供了新路径。从“制-储-输-用”全产业链角度,系统综述了绿氨合成、存储运输及氨煤混烧的研究进展与关键技术,并评估其经济性。研究发现,绿氨合成以第二代低温低压技术(铁/钌催化剂)最具工业化潜力,该技术需要突破催化活性提升与可再生能源制氢-合成氨系统动态匹配技术;并提出开发10万吨级低温储罐与长输液氨管道,建设“西氨东输”网络以支撑绿氨规模化应用;氨煤混烧可通过优化掺氨位置(低氧区后掺)、空气分级(主燃区当量比1.1~1.3)及掺氨比例,以及设计低氮氨煤混烧燃烧装置,实现NO_(x)排放与纯煤相当,且需考虑掺烧后炉内辐射传热减弱、对流增强,以及锅炉汽水系统兼容性。当绿电成本降至0.10元/(kW·h)且碳价大于370元/t,或利用弃风/光电制氨时,绿氨将比燃煤具备竞争力,未来需通过绿氨降本、碳价机制与政策支持推动技术落地。该研究为燃煤电站绿氨掺烧技术规模化应用提供了全链条技术参考与经济性优化方向。 展开更多

关键词 绿氨掺烧 燃煤电站 全产业链 低温低压氨合成 低氮燃烧 低碳经济分析

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EAST上外偏滤器靶板粒子流分布与中性气体压强关系的实验研究

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作者 赵平安 丁芳 +7 位作者 张青 余林 孟令义 胡振华 王亮 余耀伟 丁锐 罗广南 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期84-90,共7页

托卡马克偏滤器的挡板结构可以增强偏滤器的粒子封闭性,但也可能会阻挡刮削层中部分粒子流进入偏滤器,这会影响偏滤器靶板粒子流的分布。研究靶板粒子流分布与中性气压的关系,有助于优化等离子体位形,促进偏滤器脱靶,并改善与主等离子... 托卡马克偏滤器的挡板结构可以增强偏滤器的粒子封闭性,但也可能会阻挡刮削层中部分粒子流进入偏滤器,这会影响偏滤器靶板粒子流的分布。研究靶板粒子流分布与中性气压的关系,有助于优化等离子体位形,促进偏滤器脱靶,并改善与主等离子体的兼容性。计算EAST偏滤器表面的粒子流变化与中性气压变化之间的相关性系数,研究了在典型的低杂波加热和RMP调制两种条件下,这种相关性系数与偏滤器表面不同位置的依赖关系。结果显示,相关性系数在上外靶板第6号和第7号探针位置之间(第6、7号探针分别距离外靶板上边缘约149.6mm和126.0mm)存在陡变,反映了该位置以上的偏滤器靶板区域接收到的粒子流可以更好地被偏滤器约束,是偏滤器中性气压的主要贡献者;该位置以下部分接收到的粒子流则较难进入偏滤器,承担着baffle的作用。偏滤器光谱分析结果显示靶板区域的电子离子复合过程是影响中性气压的一个重要因素。 展开更多

关键词 偏滤器 挡板 靶板粒子流 中性气压 相关性系数

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外界磁场和天线构型对射频等离子体微放电的影响研究

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作者 张金恒 苌磊 +2 位作者 杨鑫 周海山 罗广南 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期117-124,共8页

利用HELIC程序,研究了磁场和天线构型对射频微放电的影响。在天线方位角模数m=0和m=1两类典型模式下,外界磁场总是通过影响射频电场的分布影响天线的功率沉积分布,其中m=1的半螺旋(half helix)天线在达到临界磁场(10mT)后,轴向上的功率... 利用HELIC程序,研究了磁场和天线构型对射频微放电的影响。在天线方位角模数m=0和m=1两类典型模式下,外界磁场总是通过影响射频电场的分布影响天线的功率沉积分布,其中m=1的半螺旋(half helix)天线在达到临界磁场(10mT)后,轴向上的功率沉积分布由单峰转变为双峰分布,且峰值主要分布在天线的两侧;而m=0的环形(loop)天线在外界磁场达到临界值(1mT)后,主要呈现为一个单峰分布,且峰值位于天线正下方。而对并排的两个loop(loop^(++))天线,发现其不同轴向位置处的临界磁场值不同(z=0mm处为1mT,z=±60mm处为9mT),但是其功率沉积和电磁波受外界磁场的影响与m=0的loop天线类似。在无外磁场条件下,loop^(++)天线的功率沉积相较于其他两种天线的更大。 展开更多

关键词 临界磁场效应 射频等离子体 天线构型 功率沉积 电磁波传播

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等离子体耦合甲烷增强氨燃烧特性研究

4

作者 钟世龙 林启富 +8 位作者 吴殿武 宋亚伟 刘成周 武晨 陈龙威 李振阳 陈维晔 冯汉升 罗广南 《热力发电》 北大核心 2025年第8期131-141,共11页

针对氨燃料燃烧性能差和尾气NO_(x)排放量高的问题,在耦合滑动电弧等离子体发生器的旋流燃烧器上开展增强氨燃烧的实验,研究了甲烷助燃、等离子体助燃以及等离子体耦合甲烷助燃等不同助燃方式对氨燃烧旋流火焰特性和NO生成特性的影响。... 针对氨燃料燃烧性能差和尾气NO_(x)排放量高的问题,在耦合滑动电弧等离子体发生器的旋流燃烧器上开展增强氨燃烧的实验,研究了甲烷助燃、等离子体助燃以及等离子体耦合甲烷助燃等不同助燃方式对氨燃烧旋流火焰特性和NO生成特性的影响。实验结果表明:相较于甲烷助燃,等离子体耦合甲烷助燃和等离子体助燃都能有效提高氨燃烧稳定性,扩展氨旋流火焰稳燃极限范围,在NH_(3)/空气当量比为0~5.0的范围内均可正常燃烧;与单一的甲烷助燃及等离子体助燃相比,等离子体耦合甲烷助燃(等离子体功率为0.8kW、甲烷输入量为1L/min)工况下放电产生的Hα及OH活性粒子能够得到显著增强,进而增强了等离子体助燃中的化学效应,并且在NH_(3)/空气当量比从0.6增加至0.8时,尾气中NO排放质量浓度从超过7000 mg/m^(3)开始快速下降至100 mg/m^(3)左右。此外,气体温度只比单纯等离子体助燃工况稍低,单纯等离子体助燃工况下的氨燃烧火焰温度最高可达2030K左右。 展开更多

关键词 氨稳燃 等离子体助燃 燃烧稳定性 光谱特性 尾气排放

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金刚石和类金刚石膜研究及其在电声领域中的应用 被引量：8

5

作者 罗广南 谢致薇 +3 位作者 郑健红 袁镇海 邓其森 戴达煌 《功能材料》 EI CAS CSCD 1995年第5期417-420,404,共5页

金刚石和类金刚石膜是当今材料界的研究热点之一，有着极其诱人的应用前景。本文简要综述了该膜系的发展过程和现在水平。并结合作者自己的研究工作，对膜系应用于扬声器振膜上以提高其高频响应范围的研究和应用工作进行较全面的调研，... 金刚石和类金刚石膜是当今材料界的研究热点之一，有着极其诱人的应用前景。本文简要综述了该膜系的发展过程和现在水平。并结合作者自己的研究工作，对膜系应用于扬声器振膜上以提高其高频响应范围的研究和应用工作进行较全面的调研，综述了国内外在该领域的最新进展。 展开更多

关键词 金刚石膜 类金刚石膜 电声领域 应用

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离子束增强沉积Si─N膜

6

作者 罗广南 李文治 李恒德 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 1996年第3期115-118,共4页

用离子束增强沉积方法制备了ＳｉＮ薄膜，其中Ｓｉ由一束Ａｒ离子从Ｓｉ靶上溅射下来，在溅射沉积的同时，以一束Ｎ离子轰击正在沉积的膜层，于是获得了ＳｉＮ膜。采用卢瑟福背散射、红外光谱和透射电镜对膜层的成分和结构进行了分... 用离子束增强沉积方法制备了ＳｉＮ薄膜，其中Ｓｉ由一束Ａｒ离子从Ｓｉ靶上溅射下来，在溅射沉积的同时，以一束Ｎ离子轰击正在沉积的膜层，于是获得了ＳｉＮ膜。采用卢瑟福背散射、红外光谱和透射电镜对膜层的成分和结构进行了分析，结果表明：膜面平整，膜层为非晶或微晶结构。 展开更多

关键词 离子束增强沉积 氮化硅膜 薄膜

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国际热核试验堆第一壁材料的研究进展 被引量：24

7

作者 丁孝禹 李浩 +5 位作者 罗来马 黄丽枚 罗广南 昝祥 朱晓勇 吴玉程 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期6-11,共6页

受控热核聚变能是未来最有希望的能源之一,有效利用这种聚变能还有诸多技术难题,其关键问题之一是国际热核试验堆第一壁材料的选用。综述了面向等离子体材料的性能及选择,重点分析了铍、碳基材料、钨作为第一壁材料的研究进展与发展趋势。

关键词 国际热核试验堆 聚变能 第一壁材料 钨

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掺杂合金元素面向等离子体钨基材料的研究现状与发展趋势 被引量：12

8

作者 罗来马 施静 +4 位作者 昝祥 李萍 罗广南 陈俊凌 吴玉程 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1899-1911,共13页

钨基复合材料因其优良的性能逐渐取代碳基材料和铍等,成为最有可能应用于国际热核聚变实验堆中面向等离子体材料,但其存在低温脆性、再结晶脆化、辐照脆化和燃料粒子滞留等问题。目前,主要是从合金化、第二相颗粒弥散强化以及制备超细晶... 钨基复合材料因其优良的性能逐渐取代碳基材料和铍等,成为最有可能应用于国际热核聚变实验堆中面向等离子体材料,但其存在低温脆性、再结晶脆化、辐照脆化和燃料粒子滞留等问题。目前,主要是从合金化、第二相颗粒弥散强化以及制备超细晶(UFG)/纳米晶钨基材料等方面来改善钨及其复合材料的性能。合金化是最常用的改善合金性能的手段之一,合金元素或扩散溶解于钨基体中,或作用于缺陷和杂质,改变钨基材料的组织结构从而提高其性能。综述主要介绍合金元素在钨合金中性能提升和作用机理,同时也指出合金元素改善钨合金性能方面存在的问题、可能的改善措施以及未来的发展趋势。 展开更多

关键词 面向等离子体材料 钨基材料 合金元素 作用机理 改善措施

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超细晶/纳米晶钨——未来聚变堆面向等离子体材料 被引量：10

9

作者 刘凤 李强 +2 位作者 王万景 罗广南 刘伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第19期43-48,71,共7页

钨为未来高参数准稳态运行聚变堆最有前景的面向等离子体材料。超细晶/纳米晶结构有可能提高钨材料的热力学性能和抗粒子辐照性能,因而成为一个很有前途的研发方向。深度塑性变形和粉末冶金均已在制备超细晶/纳米晶钨方面开始了初步探索... 钨为未来高参数准稳态运行聚变堆最有前景的面向等离子体材料。超细晶/纳米晶结构有可能提高钨材料的热力学性能和抗粒子辐照性能,因而成为一个很有前途的研发方向。深度塑性变形和粉末冶金均已在制备超细晶/纳米晶钨方面开始了初步探索,深度塑性变形的等通道角挤压法因能制备致密度高、韧脆性能优异、大尺度的块体超细晶/纳米晶钨,极有可能在钨基面向等离子体材料制备方面取得突破。 展开更多

关键词 超细晶/纳米晶钨 深度塑性变形 粉末冶金 面向等离子体材料 聚变堆

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第一壁材料W/Cu界面设计与制备研究现状 被引量：12

10

作者 罗来马 谭晓月 +3 位作者 罗广南 昝祥 朱晓勇 吴玉程 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期340-347,共8页

介绍了目前解决W/Cu连接界面缓解热应力的方法——添加适配层。在对不同适配层进行分析后,选出最佳W/Cu适配层,再对W/Cu适配层进行结构优化分析,得出选用W/Cu功能梯度材料作为适配层具有足够的结合强度,而且良好的导热性能能有效地缓解... 介绍了目前解决W/Cu连接界面缓解热应力的方法——添加适配层。在对不同适配层进行分析后,选出最佳W/Cu适配层,再对W/Cu适配层进行结构优化分析,得出选用W/Cu功能梯度材料作为适配层具有足够的结合强度,而且良好的导热性能能有效地缓解热应力。此外,重点阐述了目前成功的制备的W/Cu功能梯度材料用作W/Cu第一壁材料的适配层的常用方法。最后,对W/Cu功能梯度材料用作适配层解决W/Cu第一壁材料连接界面的问题做出了总结和展望。 展开更多

关键词 第一壁材料 适配层 界面特性 钨铜梯度材料

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湿化学法制备W-TiC复合粉体及其SPS烧结行为 被引量：6

11

作者 丁孝禹 罗来马 +4 位作者 黄丽枚 罗广南 李萍 朱晓勇 吴玉程 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2594-2600,共7页

采用湿化学法制备W-TiC复合粉体,然后采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备超细晶W-TiC复合材料,并对其复合粉体形貌和烧结复合材料组织结构进行研究。结果表明,对原始TiC粉进行活化预处理,使TiC粉表面获得均匀分布的缺陷,提高TiC粉表面... 采用湿化学法制备W-TiC复合粉体,然后采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备超细晶W-TiC复合材料,并对其复合粉体形貌和烧结复合材料组织结构进行研究。结果表明,对原始TiC粉进行活化预处理,使TiC粉表面获得均匀分布的缺陷,提高TiC粉表面的的亲水性,通过化学还原获得第二相TiC颗粒,且均匀弥散分布于W基体晶界和晶粒内。采用SPS烧结技术获得的超细晶W-TiC复合材料晶粒尺寸为400 nm,致密度为95%,维氏显微硬度值HV0.2达到1280。 展开更多

关键词 W-TiC复合粉体 湿化学法 放电等离子体烧结 活化预处理 缺陷

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磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展 被引量：29

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作者 吕广宏 罗广南 李建刚 《中国材料进展》 CAS CSCD 2010年第7期42-48,共7页

核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材... 核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料问题。其中关键材料问题的解决在很大程度上取决于我们对等离子体与壁材料相互作用(Plasma-Wall Interactions,PWI)过程和机理的深入理解。PWI现象主要发生在托卡马克磁场最外封闭磁面以外的边界等离子体(又称为刮削层,Scrapped-Off Layer,SOL)和直接接触SOL的面对等离子体材料(Plasma-Facing Materials,PFM)区域内。因此,PWI问题直接决定了聚变的装置运行安全性、壁材料部件研发进程和未来壁的使用寿命。弄清PWI的各种物理过程和机理并施以有效的控制,是未来核聚变能实现的重要环节之一。对PWI国内外研究现状进行了详细的总结评述,并阐述了PWI的未来发展趋势和亟待解决的问题。 展开更多

关键词 磁约束核聚变 托卡马克 等离子体与壁相互作用

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钨铜复合材料的研究进展 被引量：16

13

作者 黄丽枚 罗来马 +4 位作者 丁孝禹 罗广南 昝祥 洪雨 吴玉程 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2014年第4期1-6,14,共7页

钨铜复合材料具有高的强度、良好的导电导热性、低的热膨胀系数、良好的高温抗氧化性等诸多的优良性能;重点介绍了钨铜复合材料的应用、传统制备方法及国内外钨铜复合材料制备新工艺的研究发展。

关键词 钨铜复合材料 应用 制备技术

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EAST偏滤器钨铜单体水冷模块参数优化 被引量：5

14

作者 王健 宋云涛 +3 位作者 郭后扬 姚达毛 罗广南 许铁军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期72-77,共6页

介绍了EAST超导托卡马克偏滤器的最新冷却模块结构。利用FLUENT有限元软件对不同参数下的模型进行了稳态热分析,定量研究了冷却模块换热能力随各参数的变化规律。针对EAST装置给出了初步优化的参数范围,为水冷钨铜偏滤器的设计制造提供... 介绍了EAST超导托卡马克偏滤器的最新冷却模块结构。利用FLUENT有限元软件对不同参数下的模型进行了稳态热分析,定量研究了冷却模块换热能力随各参数的变化规律。针对EAST装置给出了初步优化的参数范围,为水冷钨铜偏滤器的设计制造提供了参考。这对于托卡马克装置及聚变堆偏滤器研究具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 EAST超导托卡马克 偏滤器 有限元分析 热流密度

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类金刚石膜的制备、性能和应用 被引量：27

15

作者 袁镇海 邓其森 +2 位作者 罗广南 谢致薇 郑健红 《材料科学与工程》 CSCD 1994年第4期32-38,共7页

本文简单介绍了类金刚石膜的制备方法、并讨论了膜成分、结构、电阻率、硬度、内应力和附着力等性能，总结了类金刚石膜在机械、电子、声学、电子计算机、光学和医学等领域的应用状况以及将来的发展趋势。

关键词 类金刚石膜 性能 应用

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面向等离子体ODS-W复合材料的制备工艺 被引量：5

16

作者 张俊 朱晓勇 +3 位作者 罗来马 罗广南 程继贵 吴玉程 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期348-354,共7页

向钨中添加稀土氧化物能显著细化晶粒和提高钨合金的高温稳定性,且具有弥散强化效应,在抑制晶粒长大、控制再结晶晶粒的形状以及提高材料的力学性能方面效果显著。从制备稀土氧化物弥散强化钨基复合材料(ODS-W)粒子方法出发,阐述了几种O... 向钨中添加稀土氧化物能显著细化晶粒和提高钨合金的高温稳定性,且具有弥散强化效应,在抑制晶粒长大、控制再结晶晶粒的形状以及提高材料的力学性能方面效果显著。从制备稀土氧化物弥散强化钨基复合材料(ODS-W)粒子方法出发,阐述了几种ODS-W制备工艺的研究现状并对其发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 面向等离子体材料 稀土氧化物 钨基复合材料 制备技术

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阴极电弧沉积TiN薄膜研究 被引量：5

17

作者 谢致薇 罗广南 +1 位作者 袁镇海 戴达煌 《真空科学与技术》 CSCD 1992年第5期403-407,共5页

对真空阴极电弧沉积TiN装饰膜的沉积工艺和膜层性能的关系进行了研究。结果表明:适当选择N_2分压和负偏压对于改善基体表面离子轰击清洗效果、减少液滴分布、保证膜层颜色和提高膜层耐蚀性至关重要。另外,X射线织构分析表明:(220)织构... 对真空阴极电弧沉积TiN装饰膜的沉积工艺和膜层性能的关系进行了研究。结果表明:适当选择N_2分压和负偏压对于改善基体表面离子轰击清洗效果、减少液滴分布、保证膜层颜色和提高膜层耐蚀性至关重要。另外,X射线织构分析表明:(220)织构随负偏压加大而增加,而(111)织构则随N_2分压增大而增加,这可由离子轰击诱导织构效应解释。 展开更多

关键词 薄膜 氮化钛 阴极电弧沉积 真空

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超细/纳米W-Cu复合粉末制备的研究进展 被引量：1

18

作者 黄丽枚 罗来马 +1 位作者 吴玉程 罗广南 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期30-34,共5页

综述了近年来国内外超细/纳米W-Cu复合粉末的研究进展,对超细/纳米W-Cu复合粉末的多种制备方法——机械合金化、机械-热化学法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法等进行了介绍和技术特点分析。

关键词 W-Cu复合粉末 超细/纳米晶粒 制备方法 机械合金化 喷雾干燥 溶胶-凝胶

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第一壁材料用纳米结构氧化物弥散强化钢制备工艺及其性能研究进展

19

作者 吴玉程 卫勇 +4 位作者 罗来马 昝祥 朱晓勇 罗广南 陈俊凌 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期110-116,共7页

近年来发展起来的纳米结构氧化物弥散强化钢(ODS钢),因其有优异的耐高温、抗辐照及力学性能,满足聚变堆第一壁结构材料的要求。本文主要简述了纳米结构ODS钢制备工艺及其性能的研究进展。

关键词 受控热核聚变 第一壁结构材料 氧化物弥散强化钢

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离子镀技术及其发展(下)

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作者 周克崧 袁镇海 罗广南 《表面工程》 CSCD 1997年第1期11-13,15,共4页

关键词 离子镀 磁控溅射 空心阴极 电弧 镀膜 硬膜 工具 性反应 巨大 活性

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