一种ICF靶用智能靶涂层的结构和性能表征

合成了一种材料N,N′-二苯并咪唑-苝二酰亚胺(PV),经多次真空升华提纯,产率为68%,纯度达95%以上。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外/可见吸收光谱（UV/Vis）、元素分析、热失重分析（TG）对该产物的结构和性能进行了表征。结果表明:苝四甲酸二酐（PTCDA）与邻苯二胺反应,易转化成二苯并咪唑苝类衍生物。该PV材料在450～750 nm范围内有两个强的吸收峰,其初始热分解温度约为510 ℃,热稳定性较好。     

一种ICF靶用智能靶涂层的结构和性能表征

 合成了一种材料N,N′-二苯并咪唑-苝二酰亚胺(PV),经多次真空升华提纯,产率为68%,纯度达95%以上。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外/可见吸收光谱（UV/Vis）、元素分析、热失重分析（TG）对该产物的结构和性能进行了表征。结果表明:苝四甲酸二酐（PTCDA）与邻苯二胺反应,易转化成二苯并咪唑苝类衍生物。该PV材料在450～750 nm范围内有两个强的吸收峰,其初始热分解温度约为510 ℃,热稳定性较好。     

磁性ICF玻璃靶丸的化学镀工艺

 采用化学镀工艺在ICF玻璃靶丸表面包覆了一层磁性的Ni-P合金镀层,制备出磁性ICF玻璃靶丸。研究了化学镀主盐质量浓度、还原剂质量浓度、络合剂质量浓度、施镀温度及镀液pH值对沉积速率与镀液稳定性的影响,获得了化学镀制备磁性ICF玻璃靶丸的最佳工艺为：主盐硫酸镍30 g/L,还原剂次亚磷酸钠30 g/L,络合剂柠檬酸钠50 g/L,pH值10,温度(40±2) ℃。     

ICF用低温冷冻靶制备系统设计

ICF(惯性约束聚变)点火用低温冷冻靶①,需要在常温下,把气体高压渗透入直径1mm以内,厚度um数量级的靶球体内,最终压力:100MPa～150MPa,再由制冷系统降温至20K以下,此过程中,靶球的温度场也降温至20K以内.降温及清洗结束后,由送靶机构取出用于分层和物理诊断等.本装置实现冷冻靶的气体渗透充填、冷却降温、分层时的精确控温等过程.     

ICF靶用泡沫铜的制备与表征

 以次磷酸钠为还原剂的化学镀进行导电化处理,研究了ICF靶用泡沫铜的电沉积工艺。采用扫描电子显微境和X射线衍射仪对制备过程中各阶段泡沫铜的微观结构进行了表征。结果表明：经化学镀后可获得晶粒尺寸小、分布均匀的铜沉积层。电沉积后铜沉积层主要由0.55 μm的小颗粒组成,并且出现突出大颗粒的形貌特征。在氢气氛围下,经700 ℃热处理后,铜颗粒进一步长大,沉积层结晶致密。制备的泡沫铜呈3维网络状结构,分布均匀,密度为0.19 g/cm³,孔径分布为400～600 μm,孔隙率达97.9％。     

磁性ICF靶丸的化学镀工艺制备与表征

采用化学镀工艺在ICF聚苯乙烯靶丸表面包覆了一层磁性的Ni-P合金镀层,并分别用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪以及振动样品磁强计对其形貌、组成、结构和磁性能进行了表征。结果表明：通过化学镀工艺制备的Ni-P合金镀层厚度约为4 μm,且为非晶结构,并具有一定的磁性;该磁性ICF靶丸可望用来进行磁悬浮实验研究。最后,对聚苯乙烯靶丸表面磁性涂层的制备机理进行了讨论。     

磁性ICF靶丸的化学镀工艺制备与表征

 采用化学镀工艺在ICF聚苯乙烯靶丸表面包覆了一层磁性的Ni-P合金镀层,并分别用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪以及振动样品磁强计对其形貌、组成、结构和磁性能进行了表征。结果表明：通过化学镀工艺制备的Ni-P合金镀层厚度约为4 μm,且为非晶结构,并具有一定的磁性;该磁性ICF靶丸可望用来进行磁悬浮实验研究。最后,对聚苯乙烯靶丸表面磁性涂层的制备机理进行了讨论。     

ICF靶材料和靶制备技术研究进展

 主要介绍了中国工程物理研究院ICF靶材料科学与靶制备技术在材料研究、靶丸制备技术、薄膜制备技术、精密微工艺及靶参数测量等方面的主要研究进展。在靶材料研究方面,近年相继研制成功全氘代聚苯乙烯（D-PS）有机材料、微靶掺杂和激光吸收与X射线转换金属纳米或团簇材料;探索了新型有机气凝胶储氢材料,开展了金属小团簇理论研究和纳米金属复合材料的研究工作。在靶制备技术与工艺方面,完成了PS单层、双层和三层塑料空心微球的研制工作;利用低温等离子体聚合涂层技术,建立了微球表面沉积纯CH薄膜以及金属掺杂CH薄膜的工艺和技术;在玻璃微球充氩技术研究中,开展了原子力扫描显微镜对玻璃球壳钻孔工艺研究以及粒子辐照改性充气技术研究,等等。     

ICF靶支撑定位机器人系统研究

在对惯性约束核聚变(ICF)靶支撑定位功能分析的基础上,设计并制造了一套用于靶精密定位机器人系统,主要包括靶库机构、换靶机构、送靶机构和6自由度精密并联机器人机构,论述了各部分的工作原理和组成。系统在末端采用并联机器人来实现对靶的精密定位,测试了靶场环境下系统的运动指标。测试结果显示：系统可在真空条件下实现对靶的精确定位、换靶、送靶工作,靶定位精度达到μm级,定位时间随精度的提高而延长。     

ICF低温冷冻靶制备技术进展

 综述了激光惯性约束聚变研究中的低温冷冻靶的各种制备方法, 提出了在我国高功率激光装置上进行冷冻靶实验的制靶技术路线。     

惯性约束聚变靶中硅支撑冷却臂的制备

论述了基于反应离子深刻蚀技术加工惯性约束聚变（ICF）靶的硅支撑冷却臂。利用扫描电子显微镜、白光干涉仪和视觉显微系统等对所制备的硅支撑冷却臂的形貌、侧壁陡直度和卡爪径向形变量等参数进行了表征分析。分析结果表明,硅支撑冷却臂的侧壁陡直度大于88,卡爪径向形变量大于20 m,符合靶的设计要求。     

ICF靶丸中液氢层厚度的确定

 利用靶丸内部的质量守恒，提出了计算惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的函数关系式，从而得到了求解惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的一般模型，并在此基础上对影响液氢层厚度的各类因素如温度、充气密度等进行了讨论。该模型的分析方法同样适用于惯性约束聚变中的燃料气体氘、氚或者氘氚混合物。     

Effect of deposition and annealing temperature on mechanical properties of TaN film

Tantalum nitride films (TaN) were synthesized by microwave ECR-DC sputtering. The effects of deposition and annealing temperature on mechanical properties of TaN films were investigated. Cross-section pattern, microstructure and binding energy of the films were investigated by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. Mechanical properties were evaluated using nano-indentation and scratch tester. The results showed that the maximal hardness value of approximately 40 GPa was deposited in the TaN sample at 573 K. While the preparation temperature decreased, the hardness, modulus and adhesion of TaN film also decreased. Hardness and modulus also decreased with the increase in annealing temperature. Meanwhile the adhesion strength was also sensitive to the annealing temperature, with a maximum adhesion strength of 40 N measured in the TaN film annealed at 448 K. The results demonstrated that a desirable mechanical property of TaN films deposited by DC reactive magnetron sputtering can be obtained by controlling the deposition and annealing temperature.     

X射线法测量的ICF靶丸参数的图像分析

 在ICF靶丸参数测量中，采用接触X射线显微辐射照相法获得靶核的X射线吸收底片图像，将该底片放置于显微镜下并用CCD获得了数字化图像。基于该数字化图像信息，编写了一套完整的计算机算法来计算靶参数。采用辐向平均法标定出靶中心，采用图像强度函数对半径的二阶微分来确定出靶层分界位置，计算精度约为0.2pixels。     

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。     

热处理条件对PVA薄膜阻氢性能的影响

 采用XRD测定了PVA薄膜在不同热处理条件下的结晶度，并用自行设计的渗氢系数测量系统研究了在不同热处理条件下的PVA薄膜阻氢性能的变化规律。结果表明，PVA薄膜的热处理温度越高，其结晶度越高，越有利于提高PVA薄膜的阻氢性能，但热处理温度宜选择在180℃以下，以防止PVA薄膜热降解，另一方面，在PVA的玻璃化转变温度以下进行热处理同样能够提高PVA薄膜的阻氢性能，而醇解度较低的PVA薄膜在玻璃化转变温度以下经热处理后的阻氢性能提高的幅度较大。     

Effect of Sn particle size on the intermetallic compound formations of cold sprayed Sn-Ni coatings

Comparative studies on the intermetallic compound (IMC) formations of small (aggregated) and large Sn (irregular) with Ni and Cu in cold gas dynamic sprayed coatings were carried out. The Sn with high purity were selected and prepared as raw materials mixture in order to be sprayed onto Ni and Cu plate-shape substrates. The small particles of Sn (<1 μm) were successfully coated under conventional coating parameters when they are mixed with larger powder materials. And microstructural observation regards to compound formation similarly worked out for both small and large Sn mixture. However, the intermetallic formation behavior was turned out to be different. After post-annealing, the larger Sn particles in the composite coating formed larger amount of IMC with Ni than small Sn although, owing to larger interfacial area, more intensive reactivities were expected. Also, there were significant differences in the size and distribution of eutectic pores as well.     

Microstructural characterization and recrystallization kinetics of cold rolled copper

The recrystallization kinetics in pure copper deformed by cold rolling is mainly investigated by differential scanning calorimetry (DSC) under non-isothermal conditions. DSC curves show exothermic peaks corresponding to the stored energy released during recrystallization process. Variation of the heating rate and application of different methods allowed us to calculate two kinetic parameters of recrystallization: (i) the activation energy of the process was calculated using three different methods and (ii) the Avrami exponent was estimated using the Matusita method. On other hand, the microstructural evolution during recrystallization and grain growth of cold rolled copper were investigated at a temperature of 450 °C by scanning electron microscopy (SEM) and electron back scattered diffraction (EBSD).