多辊轧机冷轧技术在靶材料制备中的应用

 叙述了多辊轧机轧制金属薄膜原理,以Ti膜制备为例,借助多辊轧机冷轧技术进行1.5 μm厚钛薄带的制备工艺研究。对薄膜的特性测试结果表明：工作辊的表面粗糙度对于轧制薄膜的表面粗糙度的影响很大,降低工作辊表面的粗糙度可以得到粗糙度为25.2 nm的金属薄膜。     

钛膜的电解抛光技术研究

分析了硫酸、硝酸、氢氟酸;硫酸、乙酸、氢氟酸;乙醇、正丁醇、氯化锌、氯化铝;高氯酸、乙酸;硫酸、甲醇这５种不同电解液组成对钛薄膜表面粗糙度、表面形貌的影响,得出硫酸、甲醇混合溶液是一种较理想的电解液体系。设置合适的抛光电压、温度、时间、泵速等工艺参数,制备出了表面平整光滑,平均粗糙度小于30 nm的钛膜。分析了硫酸、甲醇电解液阳极电压与试样表面减薄速率的关系：试样的减薄速率开始随电压的升高而增大;当电压达到28～34 V时,减薄速率随电压变化很慢,当电压继续增大时,减薄速率又会迅速增大,金属膜继续溶解。     

退火工艺对ICF靶用冷轧镍膜的影响

 为了满足惯性约束聚变（ICF）和状态方程（EOS）实验以及靶装配工艺的需要,在薄膜轧制过程中间以及轧制工艺完成以后需要对镍膜进行热处理来改善其组织结构和力学性能。对多辊轧机冷轧的方法制备的厚11 mm镍膜中间退火工艺进行了研究,根据确定的合适的退火工艺退火后继续轧制得到成品镍膜厚7 mm,表面粗糙度小于50 nm,基本满足目前状态方程实验对箔膜的要求。金相显微照片表明镍膜晶粒经500 ℃保温1 h退火由轧制前的条带状变为等轴晶;镍膜硬度经500 ℃退火后由4 GPa降低到了2.3 GPa左右;XRD衍射测试表明镍膜经500 ℃以上温度退火后,高角度的衍射峰开始出现,织构得到一定程度的改善。由此可以确定镍膜合适的中间退火温度为520 ℃保温1 h。     

沉积态铀薄膜表面氧化的X射线光电子能谱

含铀(U)薄膜在激光惯性约束聚变的实验研究中有重要的用途.研究其在不同气氛下的氧化性能可以为微靶制备、储存及物理实验提供关键的实验数据.通过超高真空磁控溅射技术制备了纯U薄膜及金-铀(Au-U)复合平面膜,将其在大气、高纯氩(Ar)气及超高真空度环境中暴露一段时间后,利用X射线光电子能谱仪结合Ar~+束深度剖析技术考察U层中氧(O)元素分布及价态,分析氧化产物及机理.结果显示,初始状态的U薄膜中未检测到O的存在.Au-U复合薄膜中的微观缺陷减弱了Au防护层的屏蔽效果,使其在3周左右时间内严重氧化,产物为U表面致密的氧化膜及缺陷周围的点状腐蚀物,主要成分均为二氧化铀(UO_2).在高纯Ar气中纯U薄膜仅暴露6 h后表面即被严重氧化,生成厚度不均匀的UO_2.在超高真空度环境下保存12 h后,纯U薄膜表面也发生明显氧化,生成厚度不足1 nm的UO_2.Ar~+束对铀氧化物的刻蚀会因择优溅射效应而使UO_2被还原成非化学计量的UO_(2-x),但这种效应受O含量的影响.     

切削用量对铝靶表面质量的影响

 采用单点金刚石切削技术，完成了对ICF实验用铝靶的切削加工，重点研究了切削用量对加工表面质量的影响。实验结果表明：采用较小的进给速度，较大的主轴转速能够获得较低的表面粗糙度，切削深度对表面质量影响较小。通过Form Talysurf 表面轮廓仪测量，结果表明表面粗糙度小于50 nm。     

多辊轧机冷轧技术在靶材料制备中的应用

叙述了多辊轧机轧制金属薄膜原理,以Ti膜制备为例,借助多辊轧机冷轧技术进行1.5 μm厚钛薄带的制备工艺研究。对薄膜的特性测试结果表明：工作辊的表面粗糙度对于轧制薄膜的表面粗糙度的影响很大,降低工作辊表面的粗糙度可以得到粗糙度为25.2 nm的金属薄膜。     

机械研磨法制备晶体密度钼膜技术研究

 具有晶体理论密度的高质量金属薄膜对于材料的高温高压状态方程研究十分重要。通过机械研磨抛光技术制备出厚度大于20 μm,均方根粗糙度小于100 nm,厚度一致性好于99％的钼膜。研究了工艺条件对薄膜表面形貌、厚度一致性与表面粗糙度等的影响。机械研磨抛光时,采用较小粒径的磨料和材质较软的研具,可以获得较高的表面质量。在研磨过程中,工件的边缘受到的磨料切削作用最强,采用工件在工装表面均匀分布的形式,薄膜的厚度一致性有较大改善。探讨了目前制备极薄的薄膜工艺存在的问题及可能的解决办法。     

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     

机械研磨法制备晶体密度钼膜技术研究

具有晶体理论密度的高质量金属薄膜对于材料的高温高压状态方程研究十分重要。通过机械研磨抛光技术制备出厚度大于20 μm,均方根粗糙度小于100 nm,厚度一致性好于99％的钼膜。研究了工艺条件对薄膜表面形貌、厚度一致性与表面粗糙度等的影响。机械研磨抛光时,采用较小粒径的磨料和材质较软的研具,可以获得较高的表面质量。在研磨过程中,工件的边缘受到的磨料切削作用最强,采用工件在工装表面均匀分布的形式,薄膜的厚度一致性有较大改善。探讨了目前制备极薄的薄膜工艺存在的问题及可能的解决办法。     

电解抛光法制备金属钨箔膜

研究了在硫酸甲醇体系中进行电解抛光制备状态方程（EOS）靶用钨薄膜。分析了钨的阳极极化曲线,对薄膜的表面形貌、晶粒取向、密度和厚度一致性进行了测试和分析,并制备出均方根粗糙度小于50 nm、厚度一致性好于99%、能够保持原材料密度的钨箔膜,满足激光驱动材料高温高压状态方程研究的标准靶材料的需求,证明电解抛光是制备低表面粗糙度、块材密度的EOS所用金属箔材的有效手段。