CN110091130A - 一种磁重联镍线圈靶制造方法 - Google Patents

一种磁重联镍线圈靶制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁重联镍线圈靶制造方法。该方法包括以下步骤：a.采用精密铣削技术加工铝模芯；b.在铝模芯表面电镀镍层；c.在镍层上加工孔，孔深度大于等于镍层的厚度，得到磁重联镍线圈靶粗坯；d.采用慢走丝线切割加工磁重联镍线圈靶粗坯的外形轮廓，得到磁重联镍线圈靶坯子；e.通过NaOH溶液腐蚀磁重联镍线圈靶坯子的铝模芯，清洗后得到所需的磁重联镍线圈靶。本发明的磁重联镍线圈靶制造方法保证了磁重联镍线圈靶的整体性、平整性和加工精度，能够满足磁重联物理实验需求。

Description

一种磁重联镍线圈靶制造方法
技术领域
本发明属于精密微细加工领域，具体涉及一种磁重联镍线圈靶制造方法。
背景技术
磁重联是等离子体物理中能量转化的一个基本过程，在实验室天体物理研究中，可以通过平面靶实现高β磁重联过程，现在可通过强激光与线圈靶作用实现低β磁重联过程。磁重联线圈靶由宽约100μm的U型金属线圈连接两个厚度几十至100μm的圆形金属平面或方形金属平面，物理实验中（文献：Fujioka, S. et al. Kilotesla Magnetic Fielddue to a Capacitor-Coil Target Driven by High Power Laser. Sci. Rep. 3, 1170;DOI:10.1038/srep01170 (2013).）,往往采用镍作为线圈材料开展磁重联物理实验，然而，镍线圈厚度一般在100μm左右，且镍的机械加工性能差，不能采用金刚石刀具加工，采用机械加工方法制造这种薄壁低刚度零件存在较大的困难，目前难以实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种磁重联镍线圈靶制造方法。
本发明的磁重联镍线圈靶制造方法，包括以下步骤：
a.采用精密铣削技术加工铝模芯；
b.在铝模芯表面电镀镍层；
c.在镍层上加工孔，孔深度大于等于镍层的厚度，得到磁重联镍线圈靶粗坯；
d.采用慢走丝线切割加工磁重联镍线圈靶粗坯的外形轮廓，得到磁重联镍线圈靶坯子；
e.通过NaOH溶液腐蚀磁重联镍线圈靶坯子的铝模芯，清洗后得到所需的磁重联镍线圈靶。
步骤c所述的孔为圆孔或方孔。
步骤c所述的孔的加工方法为电火花加工方法或激光加工方法。
步骤e所述的NaOH溶液浓度为5%~30%。
本发明的磁重联镍线圈靶制造方法具有以下优点：
1.采用电镀镍工艺制备镍线圈，避免了机械加工镍至100μm左右厚度时，由于加工应力存在而产生的变形，保证了镍层成为一个整体；
2.采用精密铣削技术加工铝模芯，保证了镍线圈表面的平整性；
3.采用较低浓度的NaOH溶液腐蚀铝模芯，避免剧烈化学反应产生的气泡等因素导致镍层变形。
附图说明
图1为本发明的磁重联镍线圈靶制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的磁重联镍线圈靶制造方法包括以下步骤：
a.采用精密铣削技术加工铝模芯；
b.在铝模芯表面电镀镍层；
c.在镍层上加工孔，孔深度大于等于镍层的厚度，得到磁重联镍线圈靶粗坯；
d.采用慢走丝线切割加工磁重联镍线圈靶粗坯的外形轮廓，得到磁重联镍线圈靶坯子；
e.通过NaOH溶液腐蚀磁重联镍线圈靶坯子的铝模芯，清洗后得到所需的磁重联镍线圈靶。
步骤c所述的孔为圆孔或方孔。
步骤c所述的孔的加工方法为电火花加工方法或激光加工方法。
步骤e所述的NaOH溶液浓度为5%~30%。
实施例1
制备镍层间距离600μm，镍层厚度100μm的圆形磁重联镍线圈靶。其制备工艺过程如下：
（1）选择厚度大于600μm的铝板为原料，采用精密铣削技术加工成铝模芯，铝模芯厚度600μm、边缘为半径300μm的半圆柱；
（2）在铝模芯表面电镀镍层，镍层厚度为100μm；
（3）采用电火花加工技术在镍线圈表面的镍层上加工圆孔，圆孔的深度大于等于镍层的厚度100μm；
（4）采用慢走丝线切割加工外形轮廓；
（5）通过浓度为5%~30%的NaOH溶液腐蚀铝模芯，清洗后得到所需的磁重联镍线圈靶。
实施例2
制备镍层间距离500μm，镍层厚度80μm的方形磁重联镍线圈靶。其制备工艺过程如下：
（1）选择厚度大于500μm的铝板为原料，采用精密铣削技术加工成铝模芯，铝模芯厚度500μm、边缘为半径250μm的半圆柱；
（2）在铝模芯表面电镀镍层，镍层厚度为80μm；
（3）采用激光加工技术在镍线圈表面镍层上加工方孔，圆孔的深度大于等于镍层的厚度80μm；
（4）采用慢走丝线切割加工外形轮廓；
通过浓度为5%~30%的NaOH溶液腐蚀铝模芯，清洗后得到所需的磁重联镍线圈靶。

Claims (4)

1.一种磁重联镍线圈靶制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.采用精密铣削技术加工铝模芯；
b.在铝模芯表面电镀镍层；
c.在镍层上加工孔，孔深度大于等于镍层的厚度，得到磁重联镍线圈靶粗坯；
d.采用慢走丝线切割加工磁重联镍线圈靶粗坯的外形轮廓，得到磁重联镍线圈靶坯子；
e.通过NaOH溶液腐蚀磁重联镍线圈靶坯子的铝模芯，清洗后得到所需的磁重联镍线圈靶。
2.根据权利要求1所述的磁重联镍线圈靶制造方法，其特征在于：步骤c所述的孔为圆孔或方孔。
3.根据权利要求1所述的磁重联镍线圈靶制造方法，其特征在于：步骤c所述的孔的加工方法为电火花加工方法或激光加工方法。
4.根据权利要求1所述的磁重联镍线圈靶制造方法，其特征在于：步骤e所述的NaOH溶液浓度为5%~30%。
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