Z-pinch靶用氘代聚苯乙烯丝的研制及表征

为满足Z-pinch D-D出中子实验对固体燃料容器的要求,设计了1套简易的拉丝装置,并用聚苯乙烯(PS)为原料进行了工艺条件实验,确定出较佳的实验条件.以1 g氘代聚苯乙烯(DPS)为原料,在确定出的实验条件下,控制合适的拉丝速度,可拉出直径为30～100 μm、均匀、具有一定强度的DPS丝.所制备的DPS丝在Z-pinch D-D出中子实验中得到了应用,取得了最大中子产额为2×109 cm-1的实验结果.

氘代聚苯乙烯丝的力学特性

在Z-pinch出中子实验的研究中,氘代聚苯乙烯(DPS)丝和氘代聚乙烯丝是理想的固体燃料容器。实验采用微型熔融纺丝法制备出直径为30～100μm的聚合物丝样品。通过对聚苯乙烯(PS)丝以及DPS丝的力学性能研究观测到,当伸长率为1%时,PS丝的应力松弛率较小;在不同的外力作用下,PS丝表现出良好的尺寸稳定性。随着DPS丝直径的减小,其强度和伸长率均增加,当直径减小到100μm以下时,丝强度急剧上升。在较小的外力作用下,DPS丝表现出良好的尺寸稳定性。DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。

Z箍缩靶用聚合物丝的弛豫特性

聚苯乙烯（PS），聚乙烯（PE）及其的氘代物是z箍缩驱动惯性约束聚变（ICF）实验中的重要固体燃料容器材料，针对物理实验对其形状的特殊要求，利用高压毛细管流变仪及HAUL—OFF熔体拉伸测试单元进行熔融纺丝，制备出直径为30～100μm的聚合物丝样品。通过对PS，PE以及氘代聚苯乙烯（DPS）丝的力学弛豫性质研究发现：在相同的恒定应力下，实验用PS丝的蠕变量明显小于PE丝，PS丝表现出更好的尺寸稳定性；当定伸长为1％时，PS丝的松弛率明显小于PE丝；DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。