【摘要】：在ICF(Inertial Confinement Fusion)—慣性約束聚變技術(shù)研究中,發(fā)展最佳的Qg爆靶型是ICF靶制備研究的一項(xiàng)主要任務(wù),理想靶丸要求微球具有均一的空心結(jié)構(gòu)且尺寸達(dá)到毫米級(jí)。透明氧化鋁空心球因其優(yōu)異的物理化學(xué)性能,對(duì)ICF靶丸的應(yīng)用擁有巨大的潛在價(jià)值。本文運(yùn)用多相乳液法,通過自制的微乳液滴發(fā)生裝置,以液體石蠟為內(nèi)核,氧化鋁溶膠為外殼層組成的復(fù)合液滴作為前驅(qū)體,經(jīng)過旋轉(zhuǎn)固化和高溫?zé)Y(jié)過程,制備出直徑在毫米級(jí)具有一定透光性的氧化鋁空心球。采用傅立葉紅外光譜儀(FT-IR)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及原子力顯微鏡(AFM)等對(duì)樣品形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和表征,并對(duì)影響球體形貌的裝置幾何結(jié)構(gòu)、固化條件、燒結(jié)溫度與氣氛等各種因素進(jìn)行了對(duì)比研究。研究結(jié)果顯示,在滿足水相密度和粘度略大于或者接近油相的情況下,通過特制的幾何裝置,形成的復(fù)合液滴具有均一核殼結(jié)構(gòu)。液滴在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀內(nèi),90℃溫度下沿水平旋轉(zhuǎn)軌跡并且旋轉(zhuǎn)速度控制在20r/min到60r/min之間時(shí),固化后所得凝膠球可以保持完整的球形和核殼結(jié)構(gòu)。經(jīng)過高溫煅燒后,制備出的氧化鋁空心微球擁有均一的空心結(jié)構(gòu),球形度在98%以上。通過調(diào)節(jié)注射器的速度控制油水相的流動(dòng)速度在1~10m L·h-1內(nèi),燒制后空心球壁厚和直徑分別在30~80μm和800~2000μm范圍可控,AFM測(cè)試顯示球體表面均方根粗糙度為22nm,XRD圖譜表明主要晶型為穩(wěn)定的ɑ-Al2O3。摻雜0.1wt.%La2O3和0.1wt.%Mg O時(shí),真空環(huán)境下進(jìn)行1700℃高溫煅燒可促進(jìn)燒結(jié)的致密化,致使晶粒規(guī)則生長(zhǎng),球體表面氣孔消散,進(jìn)一步改善氧化鋁陶瓷球殼的透光性,樣品在532nm激光下的光透過率可達(dá)到30%以上。
【圖文】：

放出[11]。利用激光產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變內(nèi)爆需要的能流和壓接驅(qū)動(dòng)和間接驅(qū)動(dòng)兩種途徑(圖 1-1)。在直接驅(qū)動(dòng)中,多束激光輻照在含有熱核燃料的聚變靶丸上,激光能量被靶丸外層低密的電子吸收,電子熱傳導(dǎo)將能量輸運(yùn)到靶殼的高密度區(qū),以此驅(qū)生內(nèi)爆(圖 1-1-a)。在間接驅(qū)動(dòng)中,激光能量被圍繞靶丸的黑腔吸收并部分轉(zhuǎn)換成 X 光能量。約束在黑腔內(nèi)的 X 光被燃料的靶燒蝕壓力,驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆(圖 1-1-b)。然而聚變反應(yīng)需要極為苛刻先要求在點(diǎn)火瞬間的溫度達(dá)到一億度 K 左右；其次，參與反應(yīng)要足夠高，并能維持一定的反應(yīng)時(shí)間，即“nτ”值要大于或達(dá)(s/cm3)以上，這就是著名的勞遜判據(jù)。許多國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)已光裝置上作了很多的基礎(chǔ)性的研究工作。法國(guó)、美國(guó)等已建造百萬焦耳級(jí)激光能量輸出的超大型激光器，法國(guó)兆焦耳激光美國(guó) NIF 期望能夠?qū)崿F(xiàn)激光熱核“點(diǎn)火”。

空心微球的制備方法目前無機(jī)空心微球的制備方法可以歸結(jié)為兩大類種：(1)模板法[16-18]板法[19-20]。其中模板法里面分為硬模板法、軟模板法和犧牲模板法板法里面分為溶膠-凝膠法、噴霧法等。1 模板法.1 硬模板法模板法的一般過程是首先通過物理或化學(xué)方法得到核-殼型復(fù)合然后通過加熱、鍛燒或溶劑溶解等方法去除球體內(nèi)核，，最終得到具結(jié)構(gòu)的殼層，其過程可見圖 1-2。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL632

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本文編號(hào)：2671108