SiC是IV-IV族二元固態(tài)化合物,它具有力學(xué)性能優(yōu)良、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、熱導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn),有望成為激光慣性約束聚變（ICF）物理實(shí)驗(yàn)中的重要靶丸。ICF用SiC空心微球常采用干凝膠法制備,然而受限于其制備原理,該方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)大直徑（mm級(jí)）、直徑可調(diào)、壁厚均勻可控的高品質(zhì)SiC空心微球的制備。隨著我國(guó)ICF物理實(shí)驗(yàn)的不斷發(fā)展,對(duì)直徑、壁厚均勻可控的大直徑（mm級(jí)）SiC空心微球的需求日益迫切,不得不探索新的制備方法。因此,本論文對(duì)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）-高溫?zé)峤夥ㄖ苽銼iC空心微球進(jìn)行了初步探索,并對(duì)微球的表面粗糙度、密度等性能進(jìn)行了優(yōu)化,為制備ICF物理實(shí)驗(yàn)所需的直徑、壁厚均勻可控的大直徑SiC空心微球提供了實(shí)驗(yàn)及技術(shù)依據(jù)。本論文以四甲基硅烷（TMS）、氫氣（H₂）及反式二丁烯（T₂B）作為工作氣源,采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）方法在聚α甲基苯乙烯（PAMS）微球芯軸表面制備了摻硅的碳?xì)渚酆衔铮⊿i-GDP）涂層,經(jīng)過(guò)芯軸降解和高溫?zé)峤膺^(guò)程,成功制備了SiC空心微球。研究了Si-GDP制備參數(shù)（TMS流... 

【文章來(lái)源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SiC的四面體單元與sp3雜化軌道(a)四面體單元(b)sp3雜化軌道

1-2 干凝膠法制備 SiC 空心微球的工藝流程示意 diagram of preparation for SiC hollow shells via 基片為陽(yáng)極，靶材為陰極，兩極間施加的電能離子，這些高能離子轟擊靶材，使靶材核成膜的技術(shù)[51]。濺射法制備 SiC 空心微純度的碳化硅作為靶材，以等離子體輝光軸，在其表面濺射 SiC 涂層。在涂層制備使樣品盤內(nèi)的 GDP 芯軸隨機(jī)運(yùn)動(dòng)以確保涂 SiC 空心微球的過(guò)程中，影響 SiC 空心微真空度、靶材純度、工作壓強(qiáng)、射頻功率的 SiC 空心微球，因 SiC 純度較高，表面比較困難。此外，該方法沉積速率較慢，重影響了對(duì) SiC 空心微球壁厚的拓展，無(wú)

PECVD)-高溫?zé)峤夥ㄖ苽?SiC 空心微球的原理是以聚α甲基苯乙烯(PAMS)微球?yàn)樾据S，在芯軸表面沉積摻硅的碳?xì)渚酆衔?Si-GDP)涂層，再經(jīng)過(guò)芯軸降解和高溫?zé)峤膺^(guò)程，最終獲得 SiC 空心微球[55][56]。此方法最初由美國(guó)利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室 Hoppe 等人提出，用于制備 ICF 靶用空心玻璃微球[57]。制備空心玻璃微球和 SiC 空心微球的不同之處是，前者是在氧氣環(huán)境中熱解[58]，后者是在無(wú)氧環(huán)境下熱解[56]。圖 2-1 為 PECVD-高溫?zé)峤夥ㄖ苽?SiC 空心微球的工藝流程圖。第一步，以 PAMS 為芯軸，采用 PECVD 方法，在 PAMS 表面沉積 Si-GDP 涂層，形成 PAMS/Si-GDP 微球；第二步，將 PAMS/Si-GDP微球置于約 300 ℃惰性氣體 Ar 環(huán)境下，降解去除 PAMS 芯軸，得到外層的Si-GDP 微球；第三步，將溫度升高至 400~650 ℃使 Si-GDP 發(fā)生熱解并逐漸形成 SiC，進(jìn)一步升溫至 900 ℃實(shí)現(xiàn)微球的致密化并最終得到 SiC 空心微球�？梢钥闯�，采用 PECVD-高溫?zé)峤夥ㄖ苽?SiC 空心微球的的過(guò)程中，在具有高品質(zhì) PAMS 芯軸的前提下，影響 SiC 空心微球品質(zhì)的因素主要包含兩方面：一方面是 Si-GDP 涂層的制備條件；另一方面則是 Si-GDP 涂層的高

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四甲基硅流量對(duì)SiC空心微球成分及性能的影響[J]. 唐翠蘭,王濤,黃景林,何小珊,劉磊,王紅斌,何智兵.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2017(10)
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[6]輻照和碳化對(duì)SiC空心微球的影響[J]. 李婧,李潔,肖建建,馮建鴻,李波,張占文.  強(qiáng)激光與粒子束. 2014(05)
[7]爐內(nèi)成球法制備SiC空心陶瓷微球[J]. 李婧,馮建鴻,肖建建,劉一楊,李潔,張占文,李波.  原子能科學(xué)技術(shù). 2014(04)
[8]厚壁空心微球的球形度和壁厚均勻性的表征研究[J]. 劉梅芳,陳素芬,劉一楊,蘇琳,史瑞廷,漆小波,李波,張占文.  強(qiáng)激光與粒子束. 2014(02)
[9]工作壓強(qiáng)對(duì)射頻輝光放電H2/C4H8等離子狀態(tài)的影響[J]. 李蕊,何智兵,楊向東,何小珊,牛忠彩,賈曉琴.  物理學(xué)報(bào). 2013(05)
[10]射頻功率對(duì)輝光聚合物薄膜結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的影響[J]. 牛忠彩,何智兵,張穎,韋建軍,廖國(guó),杜凱,唐永建.  物理學(xué)報(bào). 2012(10)

博士論文
[1]快點(diǎn)火錐殼靶制備技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 杜凱.中國(guó)工程物理研究院 2014
[2]慣性約束聚變中的雙殼層靶制備技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 張占文.中國(guó)工程物理研究院 2007
[3]新穎液晶光閥及紫外光電二極管陣列的研究[D]. 沈大可.浙江大學(xué) 2003

碩士論文
[1]高光潔度類金剛石碳膜的制備與性能研究[D]. 劉興華.重慶大學(xué) 2008



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