磁控溅射沉积铝/贫铀与金/贫铀镀层的界面研究

采用磁控溅射技术沉积制铝/贫铀/铝(Al/DU/Al)、金/贫铀/金(Au/DU/Au) "三明治" 薄膜样品. 利用高分辨扫描电镜、 X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、 扫描俄歇微探针对Al/DU/Al, Au/DU/Au样品的Al/DU, Au/DU界面行为进行表征与研究. 结果表明: 沉积态DU层以柱状晶生长; Al/DU界面扩散明显, 物理扩散过程中伴随着Al, DU化学反应形成Al₂U, Al₃U金属化合物; 金属化合物的形成导致界面处Al 2p电子结合能向高能端移动, U 4f电子向低能端移动; 微量O在Al/DU界面处以Al₂O₃及铀氧化物形式存在; DU镀层中以铀氧化形式存在; 沉积态的Au/DU界面扩散为简单的物理扩散, 团簇效应导致Au/DU界面处Al 2p, U 4f电子结合能均向高能端移动; 在Au/DU界面及DU镀层中, 微量O以铀氧化物形式存在; Al/DU界面扩散强于Au/DU; 相同厚度的Al, Au保护镀层, Al镀层保护效果优于Au镀层. 关键词： Al/DU界面 Au/DU界面 磁控溅射 界面扩散     

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.     

ICF冷冻靶微管充气过程中气体压力测量

利用自主设计的冷冻靶微管充气系统,通过在常温环境下向靶盒注入氘气,研究了充气管两端压强差与充气管长度、充气速率及充气时间之间的相互关系。研究表明:微管注入法充气过程中,充气管两端的压强差先增大然后减小最终趋于0;充气管长度越小,充气速率越大,充气管两端压强差达到平衡所需的时间越短。该实验结果与根据修正后的Hagen-Poiseuille方程所得到的理论计算值相吻合。     

热驱动液态金属芯片散热器的功率特性

为解决高集成度计算机芯片、光电器件等引发的热障问题并降低能耗,本文基于前期研究基础,试验探索不同加热功率下基于芯片自身发热量来驱动液态金属循环,从而达到冷却芯片的方案.分析表明,该方法能有效降低芯片表面与环境之间的热阻.试验显示,热量通过热电片转化的电能,驱动液态金属电磁泵,并且在未设置风扇的情况下实现了50W的散热量;而且,加热功率越高,热电片产生电流越大,从而驱动力越强.这种热驱动型液态金属芯片散热器是一种完全静音、自适应、无需外部能苗输入的先进芯片散热器.     

燃料均化过程中红外光体加热率控制模拟

通过光线追迹程序对红外光在黑腔中的传播进行模拟,得到红外光聚焦位置不同时靶壳和燃料的体加热率。模拟结果表明:当燃料冰层实现均化时,相比靶壳,燃料吸收了少部分红外光能量。靶壳和燃料的体加热率随着红外光在黑腔上的聚焦位置而改变,聚焦位置偏移量的增加,靶壳的红外光加热率峰值对应的高度角逐渐变大,而燃料的红外光体加热率逐渐变小。因此,通过改变红外光的聚焦位置对靶丸以特定的体积热率加热,从而达到燃料均化所需的温度场。     

X射线相衬成像法在线表征冷冻靶技术

阐述了冷冻靶类球面物体X射线相衬成像机理;Tracepro软件模拟研究证明了X射线相衬成像法能用于冷冻靶燃料层参数的表征;研制了在线表征冷冻靶的X射线相衬成像实验装置,利用该装置开展了二乙烯基苯泡沫球壳及实际氘氘冷冻靶的X射线相衬成像实验研究,获得了玻璃微球内氘氘冷冻层X射线相衬图像,成像分辨力达1.5 m;利用X射线相衬成像法可同时表征烧蚀球壳及冷冻燃料层,为惯性约束聚变实验提供冷冻靶参数。     

低温制冷机振动测试与分析

提出采用激光多普勒效应测量GM低温制冷机振动,并搭建实验台测试了RDK-408S型GM制冷机各方向的振动大小。实验结果表明,型号为RDK-408S的GM制冷机振动频率约为1 Hz,轴线方向的振动最大,约为30 m,x方向也存在脉冲振动,达到30 m,都远远大于激光约束聚变研究中所需要的振动要求,必须采取具体措施进行减振或隔振。     

二元室温金属流体热导率的理论计算与实验研究

室温金属流体在芯片散热领域中正日益显示重要价值,但相关材料的热物性比较缺乏.本文基于Faber-Ziman理论和Wiedemann-Franz-Lorenz定律,采用Ashcroft-Langrethp硬球模型偏结构因子以及空核心模型赝势计算了液态二元镓铟及钠钾合金的热导率.结果表明:相比于钠钾合金的热导率随原子组分浓度呈抛物线变化,镓铟合金的热导率与原子组分浓度呈单调变化关系,同时镓铟合金的热导率随着温度升高而升高.作为对比,本文同时也对镓铟合金的热导率进行了实验测定.结合所获数据及钠钾合金文献数据对比,表明计算结果与实验值符合得较好.本文工作为进一步研究二元合金热导率打下了基础.     

纳米流体研究的新动向

纳米流体近年来成为多个领域内的研究热点，特别是在流体物性测试、机理分析及新的应用上均取得长足进展．文章以该方向上最新完成的几类富有启发性的工作，如纳米流体热管、基于纳米液滴的纳米流体、纳米金属流体及借助于纳米颗粒控制纳米流体流动等进展予以剖析，归纳出了其中有待解决的一些重要科学问题，并指出一些可能的新应用。