导流型热蒸发沉积制备微球表面聚酰胺酸涂层.pdf

第23卷第6期 强 激 光 与 粒 子 束 V01．23，No．6 2011年6月 HIGHP()WERLASERANDPARTICLEBEAMS Jun．，2011 文章编号： 100l一4322(2011)06一1527一06 导流型热蒸发沉积制备微球表面聚酰胺酸涂层’ 黄 勇， 张占文， 刘一扬， 李 波， 陈淑芬， 漆小波 (中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900) 摘 要： 在自行研制的导流型热蒸发沉积装置上开展了微球表面聚酰胺酸(PAA)涂层制备工艺研究。 探讨了单体原料处理和改变升温过程对沉积速率的影响。两种单体分别采用两个相互独立的蒸发源加热蒸 发，使用两个晶振膜厚测量探头．通过对膜厚探头、样品盘和导流管端头三者的空间位置和对称关系的调整和 实验标定．实现了两种单体近似等化学计量比的沉积。采用间歇性压电振动或敲击配合样品盘的旋转作为微 球运动的激励方式，在聚一a-甲基苯乙烯(PAMS)微球上制备出均匀的表面质量好的PAA涂层。 关键词： 聚酰亚胺；聚酰胺酸； 导流型热蒸发沉积I 沉积速率； 涂层 中图分类号： TL639．11 文献标志码： A doi：10．3788／HPLP1527 激光惯性约束聚变(1CF)是利用高能量激光，脉冲式均匀地作用于充有氘氚燃料的微球靶丸表面，压缩氘 氚主燃料层使局部氘氚区域形成高温高密度热斑，从而达到点火条件。在高温高密度热核燃料飞散之前，进行 充分热核燃烧并发生聚变反应[1‘2]，从而释放出聚变能。ICF实验使用的靶丸由作为气体燃料容器的空心微球 和球内气体组成。空心塑料微球(HPM)是目前用于ICF实验的主要的一类靶丸，通常要求靶丸材料在常态 下化学物理性能稳定、易成球、工艺重复性好、氢同位素渗透率低、抗氚p射线辐射性能优异等。目前多采用聚 nm波长处 提出了更高的要求，如对材料的拉伸强度、弹性模量、热膨胀系数、室温透气性、热导性、电导性、351 的不透明性，以及耐受辐射环境下脆化的能力和低温环境下耐久力等都有较高的要求¨]。聚酰亚胺(PI)是一 种综合性能优异的有机高分子材料[s]。它是可满足上述性能要求的为数不多的几类聚合物材料。因而成为点 火靶的主要候选靶丸之一。由于ICF实验对PI微球质量要求较高，球形度一般要求大于98％，壁厚均匀性优 于95％，表面粗糙度优于10～30nm。在PI微球的制备方法中，与基于溶液体系的浸涂、旋涂[61和喷涂，炉内 成球和采用乳液微封装技术等方法相比，真空气相沉积方法最适合于制备ICF实验要求较高的PI微球。聚酰 亚胺空心微球的研制已有十多年的历史，国外已制备出靶质量的聚酰亚胺微球。1引，国内聚酰亚胺微球的研究 才刚刚起步。 均匀涂层；第二步：热处理，即热降解掉内层芯轴，同时外层PAA热环化转化成Pl，最终得到空心P1微球。本 文是其中比较关键的第一步PAA涂层制备工艺的实验研究。 1 PAA涂层制备过程和导流型热蒸发沉积装置简介 两者反应生成聚酰胺酸并最终生成聚酰亚胺的反应过程为 饥N9D呲 乒警_( ODA PAA ·收稿日期：2010·04-14-修订日期：2010一12-20 基金项目：国家霞夫专项工程资助课题 作者简介：黄 勇(1966一)．男．I：程师．从事激光聚变用靶丸制备与充气研究·hy9homeyouxiang@yBhoo．cn． 通信作者：张占文(1973一)．男．博士．副研究员．从事激光聚变jH靶丸制备与充气研究Ibjzzwl973@163．com． 万方数据 强 激 光 与 粒 子 束 第23卷 在微球涂层的制备过程中，由于微球需要在弹跳盘 八 D 内作随机自由的运动，传统的白下而上的蒸发方式很难 PM“∑