激光惯性约束聚变靶制备技术研究进展

在实验室实现聚变反应释放的能量大于点燃聚变反应所需能量的阈值是当今世界ICF研究的主要目标,实现这一目标仍需要深入研究一系列的关键物理问题。在ICF研究中,制靶能力的发展与提升至关重要,靶的质量是实验成功的核心要素之一。本文介绍了国际ICF靶制备工作近年来在新型烧蚀层材料靶丸、新型靶丸支撑技术、优化黑腔材料与构型以及减小燃料填充管直径等方面取得的一系列进展,并结合ICF物理需求,简要阐述了ICF靶的发展趋势。     

纳米级β-磷酸钙的合成

通过Ca(OH)2/H3PO4/H2O体系合成了一系列的纳米级β-磷酸钙,研究了反应物浓度、反应时间对β-磷酸钙中Ca/P比的影响,应用IR,TEM,XRD对其形态和组成进行了表征并和Ca(NO3),4H2O/(NH4)2HPO4/H2O体系所制得的β-磷酸钙进行了比较.研究表明:两种方法都可以直接制备纳米级β-磷酸钙,烧结后晶体结构更完善.     

联苯并环丁烯的制备及其聚合物的热稳定性

苯并环丁烯树脂具有优异的综合性能,可作为微电子器件中的高性能介电薄膜材料。其优异的性能满足大规模集成电路(MCM)、微电机系统(MEMS)、液晶显示器等器件的苛刻性能要求,在微电子领域有着极为重要的应用且前景广阔[1,2,3]。苯并环丁烯单体的种类较多,其聚合物大多具有优异的     

可生物降解聚酯酰胺共聚物的合成与表征

以两种合成的酰胺二元醇和癸二酸为原料合成了可生物降解的聚酯酰胺共聚物,研究了该癸半晶性聚合物的合成、结晶及其生物降解性,并应用ＩＲ,＾１Ｈ ＮＭＲ,ＳＥＭ及ＤＳＣ进行了表征。     

薄膜-泡沫复合平面调制靶的制备

利用浇注法制备了具有正弦波调制图纹的溴代聚苯乙烯薄膜,并在此基础上将低密度聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)泡沫溶胶浇注在薄膜调制图纹的表面,从而得到了薄膜-泡沫复合平面调制靶样品。较为详细的讨论了具有正弦波调制图纹的复合平面调制靶的制备方法并通过台阶仪、显微镜观测了薄膜表面条纹的起伏以及薄膜-泡沫截面的复合情况,实验结果发现,采用此种方法得到的复合平面调制靶样品,其薄膜厚度、泡沫密度易于控制,薄膜、泡沫调制界面清晰,易于微靶的加工与装配。     

溴掺杂CH聚合物靶材料的研制北大核心CSCD

利用对溴苯乙烯与苯乙烯的自由基共聚反应成功制备了溴掺杂CH聚合物靶材料,溴原子的原子分数通过对溴苯乙烯和苯乙烯的投料比调节,已经合成了溴代原子分数0．6％～4．2％的掺溴靶材料。通过热重和凝胶渗透色谱仪测试了薄膜的热分解温度和聚合物的分子量,聚合物的热分解温度达到385℃,重均分子量达到41．5万,由其通过浇铸法制备的调制薄膜具有很好的韧性。     

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。     

聚环己基乙烯的合成工艺及其性能

靶用氘代聚合物的合成与性能研究一直是ICF领域的研究热点。采用聚苯乙烯(PS)经氢化反应制备出非氘代聚环己基乙烯(PVCH),利用傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪和凝胶渗透色谱对PVCH结构进行了表征,表征结果与目标结构吻合良好,同时摸索出最优合成条件,并通过差式扫描量热仪和热重分析仪对其热性能进行分析。结果表明:PVCH相对于PS的玻璃化转变温度和初始分解温度都有所提高,分别达到146℃和345℃;PVCH在溶解度方面也得到改善,可以完全溶于石油醚和环己烷中。     

气袋靶制备技术

为了研究柱腔内气体对激光-等离子体相互作用及内爆对称性的影响,详细给出了气袋靶制备及其在神光-Ⅱ靶场的应用情况。对气袋靶的靶型设计、靶材料选择及薄膜制备和充气工艺进行了系统的研究。制备的气袋靶主要由厚度为400 nm的聚酰亚胺薄膜和厚度为400 m的铝支撑环构成,利用装配在支撑环上的充气管实现对气袋靶的充气,当充气完成后,整个气袋靶膨胀为球状。     

二乙基硅氧烷双苯并环丁烯的合成及其聚合物性能

利用硅氢加成反应,以4-乙烯基苯并环丁烯(4-VBCB)和1,1,3,3-四甲基-1,3-二氢二硅氧烷（TMHS）为原料,一步法合成了二乙基硅氧烷双苯并环丁烯（DES-bis-BCB）,并对以其为单体在热引发条件下生成的预聚体进行了结构表征。 利用原子力显微镜和热重分析对预聚体的成膜性能和热性能进行了分析。 结果显示,薄膜的均方根（RMS）糙度为0.53 nm,初始分解温度为390 ℃,表明二乙基硅氧烷双苯并环丁烯聚合物具有良好的成膜性能和优异的热稳定性能。