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目前制备的ICF靶丸在进行核爆聚实验时都需要一个固定的支撑,这个支撑点降低靶丸结构的对称性,同时降低了爆聚的能量增益,阻碍ICF靶丸实用化。因此,文中提出用化学镀技术制备出磁性ICF靶丸的构想,以实现打靶实验时靶丸的无接触定位,增大能量增益。
本文采用化学镀技术,在悬浮聚合法制备聚苯乙烯微球的基础上制备了磁性聚苯乙烯微球,利用SEM、XRD、AFM、VSM等对制备的聚苯乙烯微球和磁性聚苯乙烯微球进行了分析和表征,得到以下结果:(1)制备的聚苯乙烯微球表面光滑,无破损,无缺陷,粒度比较均匀;球形度高达99.96%;轮廓算术平均粗糙度Ra为13.984nm,轮廓均方根粗糙度Rq为19.592nm。(2)聚苯乙烯微球化学沉积镍-磷合金的的最佳工艺条件为:NiSO4·6H2O40g/L,NaH2PO2·H2O35g/L,柠檬酸钠10g/L,pH9,温度为55℃,反应时间3h。
(3)优化实验的磁性微球磁性能,其比饱和磁化强度为6.87emu/g,饱和磁化强度为7.21KA/m;球形度高达99.39%;最小轮廓均方根粗糙度Rq为77.181nm,最小轮廓算术平均粗糙度Ra为51.021nm,可以满足ICF靶丸的打靶要求。
文中使用方便可行的化学镀镍方法对聚苯乙烯微球进行包覆,可以得到密度低、包覆率高、包覆完整的磁性聚苯乙烯微球,这种制备工艺可用于制备ICF靶丸,从而使ICF靶丸在实验中实现无接触支撑,提高爆聚的对称性和爆聚效率。