高温高密度等离子体箍缩用钼丝材料研究

论文摘要

本研究以Z-pinch实验装置中等离子体源的负载金属材料为背景。在物理实验中,金属丝阵具有重要的作用。金属丝的直径,每根丝的质量偏差,以及表面粗糙度将影响内爆中等离子体壳的非对称性不稳定。同时,不同的金属丝材料对物理实验的过程和结果会产生影响。 为满足物理实验的要求,进行了以钼丝为材料的两个方面的研究:电解抛光法制备超细钼丝的研究和钼丝的亚硫酸盐脉冲镀金的研究。文章描述了超细钼丝和超细镀金钼丝的制备方法及原理、实验过程、结果表征、实验结果及讨论。实验采用单变量实验,考虑了各种因素对实验结果的影响,通过实验掌握规律,对实验条件进行优化,制备合格超细钼丝和镀金超细钼丝。主要工作内容和结论简述如下: 1.为了制备直径更小的超细钼丝,我们对电解抛光仪进行了改进:缩短走丝的距离,减少定滑轮的个数;减少排线轮的转动惯量、固有力矩;电解液入口进行引流,减少水流对丝的横向冲力。脉冲电镀设备的改进:改进电路,避免阴极辅助法,从而减少了杂质离子的引进;改进挂具,使得布丝变得便利。 2.以35μm的钼丝做为原料丝,采用电解抛光法制备超细钼丝。实验研究了电解电压、收丝速度、电解液浓度、溶液温度对钼丝直径减少量、表面形貌、粗糙度的影响。了解腐蚀规律后,优化实验条件,制备超细钼丝,对在制备过程中应注意的问题进行讨论。实验结果证明该实验装置可制备5～10μm的超细钼丝,其表面的粗糙度有明显的改善,并具有一定的抗拉强度,满足了Z-pinch物理实验了要求。 3.将钼丝原料丝先进行电解抛光预处理,采用亚硫酸盐脉冲镀金工艺制备镀金镅丝。实验研究了脉冲通断时间、阴极电流密度、阳极电流密度、不同的

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景
• 1.2 本工作的意义
• 1.2.1 丝阵负载的产生及其工作原理
• 1.2.2 装置对丝阵负载的要求
• 1.3 研究工作的可行性
• 1.3.1 电解抛光法制备超细钼丝的可行性
• 1.3.2 脉冲亚硫酸盐工艺钼丝镀金的可行性
• 1.4 金属钼的性质
• 1.4.1 钼的物理性质
• 1.4.2 钼的化学性质
• 1.5 金属钼的应用
• 1.6 电解加工的应用和发展
• 1.7 电镀的应用现状和发展
• 参考文献
• 第二章 基本原理
• 2.1 电解抛光中的电化学原理
• 2.1.1 电解和法拉第定律
• 2.1.2 电解抛光中的超电压
• 2.1.3 电解抛光中化学反应
• 2.1.4 电解抛光的减径作用
• 2.1.5 电解抛光的整平作用
• 2.2 电镀的电化学原理
• 2.2.1 电结晶过程
• 2.2.2 脉冲电镀中晶体生成与晶核形成的比较
• 2.2.3 电容效应
• 2.2.4 脉冲电镀的电流分布
• 2.2.5 过电位对电流分布的影响
• 参考文献
• 第三章 实验设备的改进
• 3.1 电解抛光仪的改进
• 3.1.1 实验设备
• 3.1.2 问题的产生及分析
• 3.1.3 改进措施
• 3.2 脉冲电镀的改进
• 3.2.1 实验设备及分析
• 3.2.2 电镀电路的改变
• 3.2.3 挂具的改进
• 参考文献
• 第四章 电解抛光法制备超细钼丝
• 4.1 实验条件及实验过程
• 4.1.1 实验条件
• 4.1.2 实验过程
• 4.2 实验方法及测量手段
• 4.3 实验结果及其分析
• 4.3.1 不同条件下对钼丝减径的影响
• 4.3.1.1 温度对钼丝减径的影响
• 4.3.1.2 电解电压对钼丝减径的影响
• 4.3.1.3 收丝速度对钼丝减径的影响
• 4.3.1.4 电解液浓度的影响
• 4.3.2 不同条件下对钼丝表面形貌的影响
• 4.3.2.1 温度对表面形貌的影响
• 4.3.2.2 收丝速度对钼丝表面形貌的影响
• 4.3.2.3 电解电压对钼丝表面形貌的影响
• 4.3.2.4 电解液浓度对钼丝表面形貌的影响
• 4.4 钼丝的制备
• 4.4.1 钼丝制备直径的控制
• 4.4.2 超细钼丝的长度的控制
• 4.4.3 钼丝的强度测试
• 4.5 小结
• 参考文献
• 第五章 亚硫酸盐脉冲镀金
• 5.1 实验条件及实验过程
• 5.1.1 实验条件
• 5.1.2 实验过程
• 5.1.2.1 亚硫酸盐镀金液的配制
• 5.1.2.2 主要操作步骤
• 5.2 实验结果及分析
• 5.2.1 阴极电流密度对镀层的影响
• 5.2.2 脉冲电源导通时间对镀层的影响
• 5.2.3 脉冲断开时间对镀层的影响
• 5.2.4 溶液 PH值对镀层的影响
• 5.2.5 溶液温度对镀层的影响
• 5.2.6 溶液流速对镀层的影响
• 5.2.7 阳极电流密度变化对镀层的影响
• 5.2.8 镀前处理对镀层的影响
• 5.2.9 钼丝表面颗粒随时间的变化
• 5.2.10 不同条件对镀层厚度的影响
• 5.3 镀金钼丝结合能力的测试
• 5.4 小结
• 参考文献
• 结论
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 声明
• 致谢