中子发生器用TiMo合金薄膜氚靶制备及储氢性能研究

针对中子发生器用氚靶存在的储氢量小、易粉化、工作温度低等问题,采用磁控溅射法制备TiMo合金薄膜氚靶。氚靶是由Ф15 mm×2 mm的Cu基底,厚度为200 nm的Au阻挡层,厚度为2μm的TiMo合金薄膜储氢层以及厚度为20 nm的Ta保护层组成。其中,采用镶嵌靶调节TiMo合金薄膜中Mo的含量,采用容量法对氚靶样品的储氢含量进行测试,重点研究了Mo含量、基底温度和测试温度对TiMo合金薄膜氚靶储氢量的影响。结果表明,随着Mo含量的提高,氚靶样品的抗粉化性能和薄膜附着力逐渐提高。随着基底温度的升高,样品的储氢能力逐渐提高。TiMo合金薄膜氚靶样品的优化制备工艺参数为:基底温度300℃,Mo含量为40%(质量分数)。优化工艺制备的样品具有优异的高温储氢性能。在200~280℃的测试温度范围内,随着测试温度的升高,氚靶的储氢量逐渐提高,最大储氢量达到12.95%(质量分数)。经过5次吸放氢试验后,氚靶表面未出现粉化脱落的现象。

激光火工品用MgAlH储氢薄膜的制备及驱动飞片性能研究

采用磁控溅射技术在直径为5.8 mm的蓝宝石基底上制备厚度约为1μm的MgAlH储氢薄膜,溅射气氛为体积流量比3∶1的氩氢混合气,采用SEM和XRD技术对MgAlH薄膜的微观结构和成分进行表征。研究结果表明,相较于MgAl薄膜,制备的MgAlH薄膜表面比较粗糙,致密度较低。XRD分析结果表明,MgAlH薄膜中存在MgH2相。根据薄膜样品的XRD图谱,利用K值法计算得到MgAlH薄膜中MgH2的相对含量为质量分数30%。相较于MgAl薄膜,MgAlH薄膜的热导率未发生明显改变,但其光吸收率提高了18%左右。将MgAlH储氢薄膜装配成飞片靶,利用PDV系统对薄膜驱动飞片速度进行测试,结果表明,相较于纯MgAl薄膜,MgAlH储氢薄膜驱动飞片的速度提升了15%。