高钾空心玻璃微球的制备

 以无机化合物为初始原料，选择合理的玻璃溶液配方和成球条件，用液滴法制备出直径200 μm，壁厚2 μm，K₂O摩尔分数大于10 %的空心玻璃微球（HGM）。利用扫描电镜X射线能量色谱仪对玻璃球壳的组分进行了分析。结果表明，所制备的高钾空心玻璃微球各项技术指标能基本满足神光-Ⅱ物理实验的要求，微球球壳成份实测结果与理论计算结果吻合。     

液滴法制备空心玻璃微球的模拟计算

 通过对液滴法制备空心玻璃微球的成球过程进行分析,建立了成球过程数学模型,定量描述了液滴的形成、液滴的封装、凝胶球壳的形成与干燥,发泡剂的分解,球壳的预热与熔炼、冷却与收集等过程中,液滴/球壳的大小、速率、壁厚、气压等随操作条件的变化,计算了抽气速率、发泡剂浓度、玻璃溶液浓度和初始液滴大小等的改变对成球过程的影响,并进行了初步验证实验。     

Hollow glass microsphere production for laser direct-driven fusion targets on Shen Guang II

A liquid-droplet technique was investigated to fabricate thin wall hollow glass microspheres (HGM) used in laser fusion experiments on Shen Guang II. Glass-forming compositions, operating conditions of the droplet generator and the vertical multiple-zone furnace were optimized. Thin wall HGM with diameters of about 100, 200, and 520 μm were fabricated, whose failure pressures, gas retention properties for D2, and chemical durability were all characterized. The results of the fusion experiments show that the HGM targets are quite satisfactory and the highest neutron yields obtained are 4x 109.     

用于ICF靶的空心玻璃微球的干凝胶法制备

 为用干凝胶法制备用于ICF靶的空心玻璃微球（HGM），研究了载气组份、温度和压力对成球过程和HGM品质的影响，优化了制备工艺参数。结果表明：提高载气中氦气的含量，有利于增加干凝胶粒子的成球率和HGM的纵横比；适当提高载气中氩气的含量，有利于提高HGM的表面质量。降低载气压力可以提高HGM的纵横比；升高载气温度可以提高干凝胶粒子成球率和HGM品质。当载气中氦气的体积分数在50%~80%，载气压力在(0.75~1.00)×10⁵ Pa，载气温度在1 500~1 650 ℃时，干凝胶粒子的成球率较高，HGM的球形度、同心度和表面光洁度较好。制备得到了直径100~500 μm、壁厚0.5~3.0 μm的HGM，其耐压强度、抗大气侵蚀性能和表面粗糙度等指标均满足ICF物理实验要求。     

神光Ⅱ激光直接驱动聚变靶空心玻璃微球的研制

为了用液滴法制备神光Ⅱ直接驱动内爆出中子实验要求的薄壁空心玻璃微球,研究了原料配方优化、液滴的初始速率、大小及玻璃形成物含量的控制、多区高温液滴炉内轴向温度分布等技术环节,优化了制备工艺,制备出直径分别为100,200和520μm等3种规格薄壁空心玻璃微球,其几何参数、耐压能力、保气性能等各项指标满足了打靶实验要求.     

空心玻璃微球与载气之间传热过程的影响因素

 为实现玻璃微球与载气之间传热过程的定量控制，建立了玻璃微球与载气之间的热传递模型，研究了载气组份、温度、压力以及微球直径和壁厚对玻璃微球与载气之间传热过程的影响。结果表明：在干凝胶法制备空心玻璃微球工艺中常用载气组份、温度和压力范围内，载气温度和压力对玻璃微球与载气之间传热阻力的影响都可以忽略，但载气中的氦气含量对微球与载气之间传热阻力的影响很显著。随着微球壁厚的增大，玻璃微球与载气之间传热阻力显著增加。因此，改变载气中的氦气含量可以作为控制微球与载气之间传热过程的有效方法，并且随着微球壁厚的增大，提高载气中的氦气含量对增强载气与微球之间传热性能的作用逐渐增强。     

液滴法制备高尺度比玻璃微球壳的研究

 定量给出了液滴法制备玻璃微球壳（HGM）的直径与壁厚之间的依存关系,确定了制备大直径薄壁HGM的液滴炉温度分布、抽气速率、溶液浓度和液滴发生器操作参数等工艺条件,制备出直径为300～450μm、壁厚为0.7～1.2μm、尺度比为300～700的HGM,表面粗糙度优于10nm,球形度和同心度均优于97%,耐外压能力大于0.91MPa,耐内压能力至少大于0.43MPa。