RF气凝胶空心微球制备初步探究.pdfVIP

RF气凝胶空心微球制各初步研究 付志兵唐永建王朝阳侯海乾 (中国1二甲￡物理研究院激光聚变研究中心， 四川绵刚621900) 在激光惯性约束聚变(ICF)点火研究中，需要高密度氘氚燃料形成具有 球形度好、表面光滑的球壳，以利于燃料被激光均匀压缩并最终点火。问苯二 酚 甲醛(RF)气凝胶由于其结构和密度可调，对液体氘氚燃料有着良好的浸 润能力，自1989年出现以来就备受关注。RF气凝胶可以制各成直径为1～2mm、 成为一种重要的点火各选靶丸材料。由于RF气凝胶微球的透明性特点，可以 使用光学方法来检测冷冻氘氘的状态，另外还可以通过红外等光线对氘氚冰层 进行加热再凝聚，从而达到改善氘氚形态的目的。国外在RF气凝胶微球的制 备和应用上开展较多，口本的Osaka大学已经多次将RF空心微球在快点火实 验中应用，国内也有多家单位对其进行研究，但工艺条件尚不稳定，微球球壳 的球形度、壁厚均匀性与及成活率很难得到保证。本文对微流体注射成型技术 制各RF气凝胶空心微球进行了初步研究，主要研究了三相选择对乳液稳定性 影响，流速控制对直径和壁厚的影响。 在三相选择方面，水相是RF溶胶体系需要考虑的因素有：1)RF溶液 的配比，既要考虑能够得到需要的RF气 凝胶密度，又要考虑与内外油相的密度匹 配，2)RF溶胶体系的粘度，主要通过豫 聚时间控制，使其与内外油相的粘度匹配。 内油相需要选择与水相密度匹配的溶剂， 而且还要考虑在交换过程中容易去除，我 们选择了l一甲基萘为内油相。外油相需要 图1RF空心微球x光照片 选择密度尽量与前两相混合密度的溶剂， 另外还需要具有合适的粘度，这样才能保证乳液体系的稳定，一般使用混合溶 92 剂。 可以通过控制三相的流速来调节I讧空心微球的直径与壁厚，三相的流速 既牵涉到各项物质的供给，也牵涉到复杂的流体力学问题。在物质供给一定时， 外相流速变大，其剪切力并然增加，则乳液直径减小。因此需要选择一个合适 的三相流速才能得到所需要直径和壁厚的I玎空心微球，图l为制备的R．F空心 微球X光照片。