本文關(guān)鍵詞：基于微流控裝置制備小尺寸聚丙烯腈特種靶丸及碳化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：慣性約束核聚變(ICF)是解決人類能源危機(jī)的根本途徑,而靶丸的成功制備是實(shí)現(xiàn)ICF實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)與前提。空心塑料微球的制備在ICF靶丸設(shè)計中占有重要地位,聚丙烯腈(PAN)微球以其較低的氘氚滲透率和較高的抗張強(qiáng)度而受到重視。本文以制備小尺寸(200-400 μm)PAN微球、PAN碳球?yàn)橹饕獌?nèi)容,初步涉及了非油體系的PAN微球的制備。本文的土要研究內(nèi)容如下：1,小尺寸(200-400 um)聚丙烯腈微球的制備：通過對微球的表面光潔度、球形度和壁厚均勻性等對比,乳液發(fā)生器制備的PAN微球明顯優(yōu)于攪拌法制備的PAN微球；通過對PAN溶液進(jìn)行抽濾和降低環(huán)境濕度,可以提高PAN微球的光潔度;探索了三相流速、硅油粘度(內(nèi)相和收集相)對PAN微球的影響；摸索了超臨界干燥時間對PAN微球內(nèi)硅殘余量的影響。(第二章內(nèi)容)2,聚丙烯腈碳球的制備：對PAN中空微球進(jìn)行預(yù)氧化處理,摸索出了PAN微球預(yù)氧化處理的最合適溫度;分別對PAN預(yù)氧化球進(jìn)行了不同碳化溫度的碳化處理,并且對各個碳化溫度制備下的PAN碳球進(jìn)行紅外分析、拉曼分析、電鏡分析、耐壓測量、保氣性能的檢測,以及球形度、表面粗糙度等測量：探索了不同碳化升溫速率對PAN碳球保氣性能的影響,不同的碳化降溫速率對PAN碳球結(jié)構(gòu)的影響,成功摸索出保氣性能較好的PAN碳球；對保氣性較好的碳球進(jìn)行了壁厚收縮、表面粗糙度變化、球形度變化、密度值變化以及導(dǎo)電性能的測量。 (第三章內(nèi)容)3,非油體系的聚丙烯腈微球的制備:利用乳液微封裝技術(shù)制備非油體系(硝基甲烷體系)的PAN雙重乳液。通過雙噴嘴的乳粒發(fā)生器初步可以制備出質(zhì)量較差的PAN微球。(第四章內(nèi)容)
【關(guān)鍵詞】：慣性約束核聚變靶丸 聚丙烯腈 微流控 碳化 硝基甲烷
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R943
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 能源問題8-9
• 1.1.2 慣性約束聚變(ICF)9-10
• 1.2 ICF靶丸的制備材料10-13
• 1.2.1 ICF實(shí)驗(yàn)燃料容器—靶丸10
• 1.2.2 靶丸制備材料10-11
• 1.2.3 PAN結(jié)構(gòu)及性能11-13
• 1.3 ICF靶丸的制備方法13-17
• 1.3.1 爐內(nèi)成球技術(shù)13-15
• 1.3.2 乳液微封裝技術(shù)15-16
• 1.3.3 降解芯軸技術(shù)16-17
• 1.4 靶丸制備技術(shù)的發(fā)展趨勢17
• 1.5 本論文的主要研究目的與內(nèi)容17-18
• 1.6 參考文獻(xiàn)18-20
• 第二章 基于微流控裝置制備小尺寸聚丙烯腈微球20-48
• 2.1 引言20-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.2.3 基于微流控裝置制備小尺寸PAN微球23-24
• 2.2.4 基于攪拌法小尺寸PAN微球24-25
• 2.2.5 PAN微球的干燥處理25
• 2.2.6 PAN旋涂膜的制備25-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-44
• 2.3.1 攪拌法與微流控技術(shù)制備的PAN微球比較26-28
• 2.3.2 PAN薄膜的制備28-32
• 2.3.3 三相流速對PAN微球尺寸大小的影響32-34
• 2.3.4 內(nèi)相與收集相硅油粘度對PAN微球的影響34-42
• 2.3.5 PAN微球的超臨界干燥處理42-44
• 2.4 小結(jié)44-45
• 2.5 參考文獻(xiàn)45-48
• 第三章 聚丙烯腈微球的碳化研究48-76
• 3.1 引言48-53
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分53-54
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑53
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器53
• 3.2.3 PAN微球的預(yù)氧化處理53-54
• 3.2.4 預(yù)氧球的碳化處理54
• 3.3 結(jié)果與討論54-71
• 3.3.1 預(yù)氧化條件對微球的影響54-56
• 3.3.2 碳化溫度對PAN中空微球的影響56-62
• 3.3.3 碳化升溫、降溫速率對PAN碳球的影響62-64
• 3.3.4 PAN碳球的特征64-71
• 3.3.4.1 PAN微球外觀變化64-65
• 3.3.4.2 X光照相技術(shù)測量65-66
• 3.3.4.3 PAN微球的密度變化66-67
• 3.3.4.4 PAN微球的表面光潔度變化67-68
• 3.3.4.5 PAN碳球表面焦油的形成68-70
• 3.3.4.6 PAN熙球的導(dǎo)電性能測量70-71
• 3.4 小結(jié)71-72
• 3.5 參考文獻(xiàn)72-76
• 第四章 非油體系PAN微球的制備76-86
• 4.1 引言76-77
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分77-79
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料77
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器77-78
• 4.2.3 基于攪拌法制備非油體系的PAN微球78
• 4.2.4 基于乳液發(fā)生器制備非油體系的PAN微球78-79
• 4.3 結(jié)果與討論79-83
• 4.3.1 PAN薄膜熱重分析79-80
• 4.3.2 攪拌法制備非油體系的PAN雙重乳液80
• 4.3.3 乳液發(fā)生器制備非油體系的PAN微球80-83
• 4.4 小結(jié)83-84
• 4.5 參考文獻(xiàn)84-86
• 第五章 總結(jié)與展望86-88
• 5.1 論文總結(jié)86
• 5.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)86
• 5.3 今后工作86-88
• 碩士期間發(fā)表的論文及申請的專利88-90
• 致謝90

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本文編號：303956