5-37  ICF靶所用掺杂聚合物及泡沫的研制

张  林  尹  强  杜  凯  万小波  李  俊

针对ICF靶所用掺杂聚合物及其泡沫的研制，制备出铜掺杂聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）泡沫和掺溴聚合物材料。在掺杂聚合物泡沫过程中采用了超声波振荡的方式，提高了纳米铜粉在PMP泡沫骨架中的分布均匀性。掺杂纳米铜粉CH泡沫已用于今年“神光”Ⅱ试验中，并取得了较好的物理实验结果。利用溴（Br₂）和PMP在光照条件下发生的自由基取代反应，制备了部分溴代聚4-甲基-1-戊烯样品。通过控制加入溴的量来控制最终产物中溴的掺杂量。利用红外光谱与元素分析确证样品中溴原子的存在。样品在150℃以前比较稳定，但在150 ℃以后就会失去溴化氢（HBr）。这对制造靶材料要求的泡沫材料提出了较高的要求。本课题还进行了低密度泡沫铜制备技术和无氰化学镀铁工艺研究。制备得到体积密度约3%的泡沫铜以及化学镀铁样品。

以PMP（Aldrich公司）为聚合物骨架材料，在四氯化碳溶液中使之与液溴反应，利用光取代反应制备具有一定掺杂量的溴代PMP材料（如图1）。

用红外光谱对所得的样品进行了检测，以确定在PMP的骨架上是否掺杂了溴原子。比较Br-PMP与PMP样品的红外光谱可以看出，溴代样品在545cm^-1处的C-Br伸缩振动峰非常的明显，由此可以证实样品中Br-PMP的存在。

本年度在去年研究的基础上，掺杂材料改变为纳米铜粉，在制备过程中采用超声波震荡技术，提高了纳米铜粉在溶剂中的分布均匀性，为今年“神光”Ⅱ实验提供了优良的掺杂泡沫。通过X光照片可清楚的发现在掺铜PMP泡沫上未发现有明显的铜粉存在的黑点，证明纳米铜粉与PMP骨架已充分掺杂均匀。

采用气相蒸发法制备了低密度泡沫铜，利用Ar气流快速冷却汽化了的金属，再让金属沉积在基片上，在气流量120 L/h，Ar气压力200 Pa情况下获得密度达到2.9%固体密度的泡沫铜样品。

利用Ni-P合金化的机体表面激活铁的自催化活性，在机体表面成功进行了化学镀，确定了最佳的镀液组成。得到镀层厚度为10 mm，在化学镀铁样品中铁的质量分数为70%。