聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性的射线检测技术

低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性，这对其后续使用性能将带来不良影响。文中简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法，并利用β射线和X射线检测技术，对直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明:泡沫柱沿轴向的密度分布比较均匀，而沿径向呈内低外高分布，形成了明显的密度梯度。实验表明:射线检测技术测量靶用低密度泡沫的方法可基本满足目前的实验要求，但密度分辨率和空间分辨率还有待进一步提高。     

聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性控制

低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性,这对其后续使用性能将带来不良影响。简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法,对其密度不均匀性形成机理进行理论分析。在此基础上,改进其制备工艺,控制泡沫密度分布,并利用β射线检测技术,对制备工艺改进前后直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明:改用聚四氟乙烯代替玻璃模具,有利于制得密度分布均匀的泡沫样品;选用最高的紫外光的能量,能促进自由基均匀分布,从而最终能够提高泡沫的密度均匀性。采用β射线对密度范围为10～100 mg.cm-3的TMPTA泡沫的密度均匀性进行表征,结果表明:随着泡沫密度的降低,密度均匀性越低,对制备工艺要求越高。     

靶用低密度聚4-甲基-1-戊烯泡沫的制备与表征

 通过控制体系的受热历史,改进了惯性约束聚变靶材料聚4-甲基-1-戊烯(TPX)泡沫二元溶剂体系的制备工艺,并利用β射线检测和X射线照相技术,对不同制备工艺的泡沫柱进行密度分布表征。结果表明：两种方法检测的结果基本一致,即凝胶过程的冷却速率为1 ℃/min,且凝胶后采用淬冷使其快速固化的方法能制得密度分布均匀的低密度TPX泡沫样品,从而确定了均匀泡沫的最佳制备工艺。由于二元溶剂体系的超低密度TPX泡沫样品孔径太大,极个别大孔可达数百μm,均匀度极低,所以采用TPX的环己烷一元溶剂体系可以成功制备出最低密度达3 mg/cm³的超低密度TPX泡沫样品,且满足Z箍缩物理实验用靶的需求。     

全氘代对二乙烯基苯泡沫的制备

全氘代聚合物泡沫作为一种特殊的低密度、微孔聚合物泡沫，在激光惯性约束聚变（ICF）研究中除了直接用于ICF靶材料，以增加单位靶中热核燃料的密度外，还可用在冷冻靶中以提高液体氘氚的浸润性及分布的均匀性，减小瑞利一泰勒界面不稳定性，以加强中子和分光镜的测量，研究和诊断内爆物理实验等。     

聚合物泡沫结构及密度分布的相衬CT表征技术

阐述了利用X射线相衬成像技术研究高分子有机泡沫材料微观结构的原理及方法,理论分析及实验结果表明,X射线相衬成像方法可以在相当大的程度上提高低Z聚合物泡沫材料的成像衬度。将相衬成像技术与计算机层析成像技术相结合,获得了泡沫样品的3维骨架结构分布,同时,提出利用统计切片骨架"粒子"质心分布的方法来表征其密度分布均匀性。结果说明,该方法能够在微观层次上实现对泡沫样品3维密度分布的完备表征。     

SiO2��ĭ΢���ܶȾ��ܼ�⼼���о�

根据垂直扫描干涉技术结合样品折射率与密度间的依赖关系,建立了低密度SiO2泡沫微球密度的检测方法,用Lorentz-Lorenz和Gladstone-Dale公式分析了SiO2泡沫微球折射率与密度间的依赖关系。实验结果和测量误差估计表明,利用垂直扫描干涉技术并结合Gladstone-Dale分析方法,可实现对低密度SiO2泡沫微球密度的精密检测,其测量误差好于5%。     

微焦点源X射线相衬成像技术

 相衬成像方法利用硬X射线对低密度弱吸收物质成像，可获得高衬度图像。用菲涅尔衍射理论分析了X射线图像的形成机理。在频域中根据光学传递函数，对物像距离、样品空间频率等对图像相位衬度的影响进行了分析。分辨率和衬度是决定图像可见度的两个依据，分辨率主要依赖于光源的空间相干性，空间相干性又决定于源点尺寸，而时间相干性（单色性）是一个不重要的影响因子。利用多色微焦点源实现了X射线相衬成像技术，获得了有价值的相衬图像，如低原子序数低密度泡沫材料的硬X射线相衬图像，与吸收衬度成像相比，其图像质量得到了很大提高，能观察到泡沫材料的细微结构，分辨率可达μm量级。     

掺杂丙烯酸酯合成及泡沫原位成型技术

辐射输运研究是惯性约束聚变实验研究的重要内容。在这类实验中需要研究辐射输运沿柱腔内填充的聚合物泡沫材料的传输问题。多元丙烯酸酯聚合物泡沫适用于ICF柱腔靶填充泡沫，并且可以直接在柱腔或各种形状的靶中成型，无须后续的精密加工过程，消除了泡沫柱与柱腔之间的装配误差。     

CH薄膜泡沫复合平面调制靶制备初步研究

瑞利-泰勒（R—T）流体力学不稳定性是制约惯性约束聚变（ICF）实验点火的重要因素之一。研究证明，通过在有机薄膜或低密度泡沫上人为引入面密度扰动可以模拟靶丸表面的不完整性，通过测量激光对靶烧蚀过程中靶密度扰动的时空分布非线性增长，可估算R—T不稳定性的大小。关于调制薄膜制备的方法国内目前仅有数篇报道，但有关薄膜泡沫复合调制靶的制备还未见相关文献报道。     

Z箍缩动态黑腔负载装配用胶粘剂

由于Z箍缩动态黑腔负载中的低密度聚合物泡沫柱具有多孔结构和极低的力学强度,在装配过程中对胶粘剂有一定的特殊要求。实验以聚氨酯丙烯酸酯为主体树脂,丙烯酸异冰片酯为活性单体,配以光引发剂和偶联剂制得了适用于低密度泡沫粘接用的紫外光固化胶粘剂。测试表明,所研制的胶粘剂的体积收缩率仅为2.25%,且具有较高的固化速率和适当的粘接强度,能够满足稳固、快速装配的要求。通过对粘接界面的观测发现,胶粘剂在诊断孔内没有明显的扩散,且在低密度致密结构泡沫中的扩散厚度较小,均匀性好。     

PMP/Cu泡沫材料中Cu颗粒的三维分布

为观测和分析铜掺杂聚-4-甲基-1-戊烯(PMP/Cu)低密度泡沫材料中铜颗粒的三维空间分布,采用高分辨X射线断层扫描技术,扫描PMP/Cu泡沫材料样品,对铜颗粒在聚合物泡沫中的分布进行了成像分析。经过图像处理和三维重构,获得铜颗粒在PMP聚合物泡沫中的三维立体分布图。结果分析显示:铜纳米粒子在PMP泡沫中存在团聚现象;不同尺寸的团聚物形态呈现出明显的多样化特征,小颗粒团聚物趋于球形,大颗粒团聚物趋于不规则的短木棒状,与在电子显微镜下直接观测到的结果一致。研究表明,该技术可以在不破坏样品的前提下,实现对有机聚合物泡沫材料中掺杂金属颗粒空间分布情况的直接观测。     

低密度聚亚胺酮泡沫的制备

确定了以1,4-二氧六环为溶剂体系,经热致相分离和冷冻干燥技术制备了低密度聚亚胺酮泡沫,分析了其质量浓度对泡沫密度的影响,结果显示:泡沫实验密度与聚合物浓度有较好的线性关系,可实现对泡沫密度的有效控制。差示扫描量热法、热重法等热性能测试结果表明:聚亚胺酮泡沫材料的热分解行为与本体材料一致,但玻璃化温度较本体材料玻璃化温度高。泡沫孔结构测试结果表明:随着密度的增加,平均孔径有降低的趋势,孔径分布趋于单一化。对其力学性能进行分析可知:所制备的泡沫硬而强,具有较高的模量和抗压强度,断裂压缩随密度增加而增加。随着泡沫密度的增加,其破坏形变随之增加。     

低密度聚环己基乙烯泡沫的制备

低密度CH聚合物多孔材料是惯性约束聚变(ICF)的重要靶材料,利用热致相分离原理对低密度聚环己基乙烯泡沫的制备进行了研究。首先通过聚苯乙烯(PS)氢化反应制备了聚环己基乙烯(PVCH),经过溶剂选择,确定以环己烷/1,4-二氧六环为溶剂体系,经热致相分离和冷冻干燥技术制备出低密度PVCH泡沫。通过分析溶液浓度对泡沫密度的影响,确定了泡沫密度与聚合物溶液质量浓度之间的关系,在0.04~0.15 g/cm3范围之内可实现对泡沫密度的有效控制。泡沫孔结构测试结果表明随着密度的增加,平均孔径有升高的趋势,孔径分布趋于单一化,孔径范围为23.63~0.83μm。     

低密度微孔聚合物泡沫的制备

 介绍了一种利用聚合物和溶剂的相分离，经过冷冻干燥来制备聚合物泡沫（特别是聚苯乙烯类泡沫）的通用技术。采用该技术制备的具有开放状孔洞结构的聚苯乙烯泡沫的密度为0.02~0.1g/cm3，平均孔径为1～20μm，而且泡沫具有各向同性，孔径非常均匀。通过对聚合物泡沫的表征，对影响泡沫形貌和密度的因素，如聚合物/溶剂体系，冷却速率等进行了研究，结果表明：所用溶剂对于该聚合物的Θ温度（溶剂与聚合物作用力为零的温度）必须高于该溶剂的熔点；采用单轴冷却方式可以减小由于溶液中心处和外围处的温差而引起的热应力对泡沫形貌的影响，冷却速率为100℃/min。     

低密度PMP聚合物泡沫成型控制

为了进一步提高低密度聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）聚合物泡沫的成型性能,满足惯性约束聚变物理实验的需求,采用热诱导倒相法结合原位成型和机械加工来进行低密度PMP聚合物泡沫的成型控制研究。 研究结果表明:在热诱导倒相法制备过程中,聚合物溶液形成凝胶后施加气压,再将其在加压状态下在液氮中淬火,可以大大减少得到的PMP/溶剂混合体中大的孔洞,提高其强度,并且在溶剂脱除后PMP泡沫收缩变小,微观结构更加均匀, 孔径更加细小。采用原位成型和机械加工的方法,可以实现低密度PMP聚合物泡沫的精密成型控制。     

制备低密度pmp泡沫中的热性能研究

在聚－4－甲基－1－戊烯（pmp）低密度泡沫的制备中,利用示差扫描量热分析仪对pmp聚合物在均四甲苯／萘所组成的溶剂／非溶剂二元体系中的凝胶化过程进行在线测量,测定了它的凝胶化范围以及凝胶化温度与冷却速率和pmp在溶剂;非溶剂体系中所占比例的关系。利用热重－示差扫描量热系统对所制备的低密度pmp泡沫的热性能进行了分析,得到了泡沫密度变化对热稳定性等的影响。     

低密度对二乙烯基苯泡沫的优化制备

针对惯性约束聚变(ICF)物理实验对具有微加工能力低密度CH泡沫材料的需求,介绍了对二乙烯基苯泡沫的高内相乳液(HIPE)法制备工艺,并讨论了引发剂含量、乳化剂含量、苯乙烯的比例和无机添加剂等对泡沫形貌结构的影响,获得了低密度对二乙烯基苯泡沫的优化制备配方。不同密度对二乙烯基苯泡沫的形貌结构、力学性能和加工性能的表征结果表明:所得泡沫由开孔状球形孔构成,球形孔的直径在1～10μm之间,孔壁上具有直径为0.2～2.0μm的圆形孔洞结构;在密度为50mg/cm3时,泡沫具有5MPa的弹性模量;通过微加工技术能够获得ICF所需柱状和片状低密度泡沫微靶样品,样品最小尺寸可达100μm。     

MORPHOLOGY OF SEMICRYSTALLINE FOAMS BASED ON POLYETHYLENE

The matrix polymer morphology of a collection of low-density polyethylene (LDPE) foams manufactured from a high-pressure nitrogen solution process is analyzed at different length scales. This morphology is compared with that of the extruded LDPE, which was used to produce the foams. The main sources for the differences between the morphologies of both kinds of material seem to be related to the geometrical arrangement of the polymer in thin cell walls and to the complicated mechanical and thermal history of the polymer that comprises the cell walls of the foams.     

μm量级钨掺杂PMP泡沫制备

以聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）为泡沫骨架,m量级钨为掺杂材料,超高分子量聚乙烯（UHWPE）为溶液粘度控制剂,通过热诱导倒相技术实现了低密度钨掺杂聚合物泡沫的制备。实验结果表明:当UHWPE质量分数为25%时,能够实现粒径10 m的钨在泡沫体内的均匀掺杂;泡沫密度为20 mg/cm3时,钨掺杂质量分数最高可达60%。     

制备低密度聚-4-甲基-1-戊烯泡沫中的热性能研究

 在聚-4-甲基-1-戊烯(pmp)低密度泡沫的制备中,利用示差扫描量热（DSC）分析仪对pmp聚合物在均四甲苯/萘所组成的溶剂/非溶剂二元体系中的凝胶化过程进行在线测量。测定了它的凝胶化范围以及凝胶化温度与冷却速率和pmp在溶剂/非溶剂体系中所占比例的关系。利用热重-示差扫描量热（TG-DSC）系统对所制备的低密度pmp泡沫的热性能进行了分析,得到了泡沫密度变化对热稳定性等的影响。