直接置换法制备包覆型纳米铜-银双金属粉末

 以AgNO₃为主盐，采用直接置换法初步制备了包覆型纳米铜-银双金属粉末，分析了工艺条件对包覆效果的影响，并用透射电子显微镜、X射线能量色散谱仪和X射线衍射仪进行了表征。实验结果表明：纳米铜-银双金属粉末为包覆型结构，平均粒径约70 nm，分散性较好，表面银的原子分数达到74.28%。在洗涤过程中加入一定量的保护剂，有效解决了纳米铜粉的氧化问题。     

ICF模拟靶和低温冷冻气体的表征

由于DT或DD固态层的折射率很低，而且，其厚度只有几微米到几十微米。这使得光通过DT或DD燃料层时产生的光学路径也只有几微米到几十微米，远小于ICF靶丸。因此，尽管长期以来使用传统的光学干涉仪测定透明ICF靶丸的壁厚，它们却很难用来精确测定DT或DD固态层的厚度。相反，全息照相技术允许直接测定燃料层的厚度，而极大地忽略ICF靶丸的壁厚。在现在的研究中，已经建立全息照相装置，并且已用来测量ICF模拟靶丸的壁厚和气体的厚度。     

ICF靶用空心玻璃微球耐压性能测试

 利用自行研制的空心微球耐外压装置和充气装置，测试了目前激光惯性约束聚变实验打靶使用的空心玻璃微球耐内压能力和耐外压能力。空心玻璃微球采用液滴法制备，直径为180～250 mm、壁厚为0.8~4.0 mm。理论计算表明，当微球纵横比超过90时，耐外压能力与球壳材料的杨氏模量有关，由此测量得到的空心玻璃微球杨氏模量为55~75 GPa。玻璃微球的耐内压能力主要与球壳材料的抗拉强度有关，实验测量得到的玻璃微球抗拉强度为90~140 MPa。     

放电等离子烧结制备纳米Ni块体材料

 采用自悬浮定向流法制备纳米Ni粉体,利用放电等离子烧结技术制备出了直径10 mm、厚2 mm,致密度为96.8 %,显微硬度为4.17 GPa的纳米块体材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计分析了烧结块体样品的相组成、晶粒尺寸、微观形貌和显微硬度。研究表明：随烧结温度的升高,块体样品的致密度和晶粒尺寸增大,当烧结温度为650 ℃时,致密度最高,晶粒尺寸为44.8 nm;显微硬度随烧结温度的增高先增大后减小,当烧结温度为550 ℃时,显微硬度最大为4.33 GPa;较高烧结温度下,断口微观形貌的纳米级韧窝出现,显示了韧性断裂的特征。     

无抖动ICF冷冻靶干涉图像的获取

提出一种克服由于冷冻靶制冷系统和真空系统工作时引起的振动所带来的干涉图像抖动的方法。通过两个完全相同的CCD同步捕获冷冻靶干涉图像和空间位置图像,以位置图像来标定冷冻靶的振动情况,从而获得冷冻靶在不同状态下的干涉图像。在标定冷冻靶位置的过程中,提出了频率估计、投影标定、特征匹配和全匹配这4种算法,并给出了对应的数字图像处理算法流程。     

纳米NiAl-Ni和Ni3Al-Ni合金的低温电阻特性

为了深入理解纳米Al-Ni合金低温下的电子输运过程，使用自主研发的电磁感应加热-自悬浮定向流法制备出Al，Ni和Al-Ni纳米合金粉末，并采用真空热压设备将纳米粉末压制成纳米晶块体，利用自主搭建的低温热电测量系统研究了Al-Ni纳米合金的电阻率随温度(8~300 K)的变化规律。研究结果表明:Al-Ni纳米合金由于形成有序晶相而仍然与Al，Ni纳米晶一样，电阻率随温度的降低而降低。纳米Ni₃Al-Ni和NiAl-Ni在居里温度点附近出现了电阻率随温度变化的极大值点，因为单质Ni的影响，Ni₃Al-Ni的居里温度比粗晶Ni₃Al提高了20 K。由于磁子-电子散射作用和声子-电子散射作用，纳米Ni₃Al-Ni，NiAl-Ni和Ni的电阻率在低温下(8~40 K)与温度呈T2和T4关系。     

低温冷冻靶微管燃料充注流动冷凝特性

低温冷冻靶是惯性约束核聚变装置的关键部件之一。冷冻靶靶丸位于黑腔内部，需要利用微管完成燃料充注。针对燃料在微管内发生气液相变后流入靶丸这一关键过程，研究了微通道流体与常规流体流动传热的差异。基于微通道特性对流体流动传热方程进行修正，同时建立了气液相变模型，对微充气管内燃料充注过程进行了数值计算分析。得到重力和表面张力的影响，在微通道中，重力作用可以忽略，表面张力起重要作用。得到了微尺度效应包括速度滑移和温度跳跃对流动传热过程的影响。对多种充气管结构进行比较分析，为选型提供指导。通过选择不同进口条件和出口条件，对充注量控制和充注条件选择提供了指导方案，实际充注时需要同时提高进口温度和压力，保证连续可控充注。     

氮分子固体中配位环境对其分子振动的影响

研究了孤立氮分子与处于氮分子固体中氮分子之间的振动频率差异.基于α-N_2晶体结构建立了5种不同氮分子数的氮分子固体团簇模型,采用密度泛函理论计算了孤立自由氮分子及各固体模型中氮分子的振动频率,并对它们的频率进行了比较和讨论.比较发现:受集体效应的影响,处于分子固体模型中的所有氮分子的键长较孤立自由氮分子的键长更短,振动频率更高;就固体模型本身而言,分子数越多,平均振动频率越大,而且,内部氮分子的振动频率总是大于表面氮分子的振动频率,整体来说,频率大小关系为v_(内部)v_(表面)v_(孤立).讨论分析认为这种频率差异主要是由于孤立自由氮分子、固体表面和内部分子的配位关系不同引起的;表面分子存在大量配位缺陷,与其相互作用的分子相对较少,氮分子键力较弱,从而频率更低.     

红外光诱导氘氘固体再分布的研究

研究了红外光辐射诱导氘氘(DD)固体空间分布变化的内在机理, 探讨了红外光波长和辐射时间对固体冰层空间分布变化和结构的影响. 研究表明: 在特定波长红外光的辐射加热作用下, DD固体冰层的结构呈现出由多晶向单晶变化的趋势, 其空间分布变得均匀、透明. 有效的红外光加热波长为3140 nm, 在其输出功率为100 μupW时, DD固体的再分布时间约为18 min.     

背光阴影成像表征降温速率对ICF冷冻冰层均化的影响

利用背光阴影成像技术研究了降温速率对惯性约束聚变(ICF)球形氘氘冷冻靶中燃料冰层均化的影响.实验中,首先对ICF冷冻靶温度场进行标定以确定靶丸处的温度,然后利用背光阴影成像系统对降温过程中靶丸内燃料冰层的空间变化进行实时原位测量,得到了不同降温条件下冷冻靶背光阴影成像图像中亮环的功率谱.实验结果表明:相比快速降温,台阶式缓慢降温有利于形成均匀的燃料冰层;同时验证了背光阴影成像技术表征ICF冷冻靶内冷冻冰层均化的有效性.