[发明专利]一种CH聚合物球壳靶的制备方法

说明书

本发明提供一种CH聚合物球壳靶的制备方法，所述方法包括：提供CH聚合物溶液；将所述CH聚合物溶液在平面基底上形成薄膜，得到聚合物平面膜；将所述聚合物平面膜从所述平面基底剥离后，平铺在固定于网格中的球模上；将所述聚合物平面膜和所述球模一同置于烘箱中缓慢升至预设温度，并保温预设时长后随炉冷却，得到球冠膜；对所述球冠膜激光切割后沿切割轮廓进行剥离，得到CH聚合物球壳靶。本发明的制备方法具有简单高效的优点，所制备的CH聚合物球壳靶适用于惯性约束聚变实验。

技术领域

本发明涉及聚合物加工成型技术领域，具体地，涉及一种CH聚合物球壳靶的制备方法。

背景技术

近年来，能源问题日益严峻，作为绿色能源之一的核能，因其清洁、环保、低耗等众多优点备受关注，而其中可控的核聚变更是被发达国家重点研究。激光惯性约束聚变(ICF)是目前可控核聚变的研究热点，它利用激光或离子束提供能量，作用在填有燃料的微球靶丸外壳，利用反作用力压缩燃料，达到点火条件，进而释放聚变能。

在ICF物理实验研究中，非晶碳氢(CH)常被用作微球表面烧蚀层材料，开展CH薄膜研究对ICF实验用靶具有重要的意义。而掺杂有其它元素的CH聚合物微球，由于杂质元素原子序数较大，在燃料压缩过程中极易生成超热电子，引起界面混合，给实验带来不利影响，因而纯CH聚合物微球靶的研究尤为重要。

经对现有技术的检索和对比，G.-R.Yang等人(“High deposition rate parylenefilms”，Journal ofCrystal Growth,1998,18:385)通过蒸发沉积的方法，在真空条件下，将聚对二甲苯(parylene)在100摄氏度以上加热升华为气态，再经690摄氏度高温裂解成单体进入低温沉积室，从而在基体表面聚合，形成聚合物薄膜，遗憾的是，该方法沉积速度极慢，室温下耗时一天才能沉积1微米不到，难以满足常规打靶几十微米的实验需求，尽管可以通过降低基底温度提升沉积速率，但会降低膜的聚合度和结晶度，影响使用性能，同时该方法对设备比较依赖，高温和高真空使得成本较高。

Nisisako,T.等人(“Microstructured Devices for Preparing ControlledMultiple Emulsions”,Chemical EngineeringTechnology,2008,31:1091)通过乳液技术制备聚合物微球，采用三种不同的液相：第一水相(W1)，纯水；有机相(O)，聚合物溶液；第二水相(W2)，表面活性剂的水溶液。首先将O相加入搅拌的W1相，形成W1/O乳液，再将W1/O乳液加入W2相中形成W1/O/W2乳液，将体系保持一定温度，随着溶剂的挥发，聚合物溶液小液滴逐渐固化，再经过过滤、真空干燥得到空心聚合物微球。该方法虽然速度快，但是尺寸难以控制，所制备的球壳直径往往分布范围极宽，后期的筛选难度大，耗时长。

张占文等人(“Improvement of sphericity of thick-walled polystyreneshell”,Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2015,484:463)改进乳液技术，引入微流控装置，装置为双重同轴三孔发生器，内相和外相分别为纯水和含表面活性剂的水溶液，油相为聚苯乙烯溶液。通过微流控方法所制得的聚合物微球的直径分布范围在一定程度上得到了改善，但后续依旧需要人工筛选出符合要求的微球，同样耗时长，成本高。