CN115091131A - 一种镍ch复合黑腔制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍CH复合黑腔制造方法，该方法采用聚醚砜作芯轴材料，通过金刚石车削加工聚醚砜芯轴，获得表面粗糙度较小的芯轴，接着采用磁控溅射技术在聚醚砜芯轴表面溅射数微米厚镍层，并通过气相沉积技术在表面制备CH层，之后通过飞秒激光加工切断黑腔入射孔附近的镍/CH层，并通过金刚石车削技术对芯轴进行二次加工，远离黑腔有效区域去除镀层，露出芯轴材料，最后为避免去芯轴过程中溶胀和提高去除效率，再采用铣削加工去除芯轴中心区域材料，最后通过丙酮或氯仿溶液去除聚醚砜芯轴，获得镍CH复合黑腔。
Description
技术领域
本发明属于机械制造领域，具体涉及一种镍CH复合黑腔制造方法。
背景技术
在间接驱动惯性约束聚变研究中，光子能量为数千电子伏的高亮度X射线源在激光等离子体研究中扮演者重要的角色，如等离子体的背光阴影照相、荧光技术和材料测试等。
高强度的激光束与特别设计的靶相互作用，产生“次稠密等离子”是创建高亮度X射线光源的一种有效途径。通过激光与特别设计的金属薄壁腔靶相互作用，利用腔几何汇聚效应产生次稠密等离子体，可实现keV能区较高的X光辐射转换效率。薄壁镍黑腔上述产生高亮度X射线光源常采用的靶型，由于薄壁黑腔的腔壁仅几微米，其难以成型，因此，在薄壁金属腔外表面一般会设置厚度几十微米的CH(聚对二甲苯)作为支撑层，以确保黑腔具有足够的强度。目前，薄壁镍/CH黑腔的制备未见相关文献报道，因此如何制备金属层厚度仅几微米，CH层厚度几十微米的复合黑腔是目前惯性约束聚变研究面临的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种镍CH复合黑腔制造方法，该方法能够实现镍CH复合黑腔的制造，填补了目前薄壁镍/CH黑腔的制备的空白。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种镍CH复合黑腔制造方法，所述方法包括：
S1：通过金刚石车削加工聚醚砜芯轴；
S2：采用磁控溅射技术在聚醚砜芯轴表面溅射镍层；
S3：通过热裂解气相沉积技术在表面制备CH层；
S4：通过飞秒激光加工技术切断靠近黑腔两端入射孔处的镍/CH层，直至加工到聚醚砜芯轴为止；
S5：通过金刚石车削技术切除远离黑腔有效区域处的镍/CH层，直至加工到聚醚砜芯轴为止；
S6：通过精密铣削技术从入射孔切入，去除腔体内部分聚醚砜芯轴材料；
S7：采用有机溶液溶解聚醚砜芯轴，获得镍/聚对二甲苯(Ni/CH)黑腔。
优选的，所述聚醚砜芯轴表面粗糙度＜50nm。
优选的，所述镍层的厚度为1～10μm。
优选的，所述CH层的厚度为20～40μm。
优选的，所述的有机溶液为丙酮或氯仿溶液。
本发明的有益效果是：本发明公开的镍CH复合黑腔制造方法(1)通过金刚石车削加工技术，获得表面粗糙度小于50nm的聚醚砜芯轴，由于芯轴的粗糙度与黑腔内表面的粗糙度基本一致，因此其有助于形成表面粗糙度较小的黑腔内壁；(2)选择聚醚砜材料作芯轴，克服了现有技术中铝作芯轴材料不适合薄壁Ni/CH黑腔的问题，且利用丙酮或氯仿与聚醚砜发生化学反应，而不与镍、聚对二甲苯发生化学反应的特点，可有效去除芯轴材料，保留镍、CH材料；(3)在去除入射孔周围的镍/CH层时，首先通过飞秒激光预先切断黑腔入射孔附近的镍/CH层，再通过金刚石车削远离黑腔入射孔区域去除镍/聚对二甲苯层，避免直接采用金刚石车削进行二次加工时，聚对二甲苯薄膜撕裂导致镍/聚对二甲苯黑腔损坏；(4)通过精密铣削技术去除腔体内部分聚醚砜芯轴材料，以避免溶解聚醚砜芯轴时溶胀导致镍/聚对二甲苯黑腔产生裂纹或损坏。
附图说明
图1为本发明实施例中镍CH复合黑腔制造的流程示意图。
具体实施方式
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
一种镍CH复合黑腔制造方法，该方法能够实现镍CH复合黑腔的制造，填补了目前薄壁镍/CH黑腔的制备的空白，其过程如图1所示：
(1)通过金刚石车削加工聚醚砜芯轴，得到表面粗糙度小于50nm的聚醚砜芯轴；
(2)采用磁控溅射技术在聚醚砜芯轴表面溅射厚度为1～10μm镍层；
(3)通过热裂解气相沉积技术在镍层表面制备厚度为20～40μmCH层；
(4)为了避免直接利用金刚石去入射口处的镍/CH层，导致黑腔有效区域的镍/CH层撕扯毁坏，首先通过飞秒激光加工技术切断靠近黑腔两端入射孔处的镍/CH层，直至加工到聚醚砜芯轴为止；如图所示，即在黑腔两端入射孔处凸出的部分的镍/CH层切割出一个环形缺口，这样可以将黑腔有效区域的镍/CH层与下一步要去除的镍/CH层提前分割开；
(5)通过金刚石车削技术切除远离黑腔有效区域处的镍/CH层，直至加工到聚醚砜芯轴为止，如图所示，将黑腔有效区域外的镍/CH层进行了去除；
(6)为避免去芯轴过程中溶胀和提高去除效率，先通过精密铣削技术从入射孔切入，去除腔体内部分聚醚砜芯轴材料；
(7)采用有机溶液丙酮或氯仿溶液溶解聚醚砜芯轴，获得镍/聚对二甲苯(Ni/CH)黑腔。
Claims (5)
1.一种镍CH复合黑腔制造方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：通过金刚石车削加工以聚醚砜作为原料的芯轴；
S2：采用磁控溅射技术在聚醚砜芯轴表面溅射镍层；
S3：通过热裂解气相沉积技术在表面制备CH层；
S4：通过飞秒激光加工技术切断靠近黑腔两端入射孔处的镍/CH层，直至加工到聚醚砜芯轴为止；
S5：通过金刚石车削技术切除远离黑腔有效区域处的镍/CH层，直至加工到聚醚砜芯轴为止；
S6：通过精密铣削技术从入射孔切入，去除腔体内部分聚醚砜芯轴材料；
S7：采用有机溶液溶解聚醚砜芯轴，获得镍/聚对二甲苯(Ni/CH)黑腔。
2.根据权利要求1所述的镍CH复合黑腔制造方法，其特征在于，所述聚醚砜芯轴表面粗糙度＜50nm。
3.根据权利要求1所述的镍CH复合黑腔制造方法，其特征在于，所述镍层的厚度为1～10μm。
4.根据权利要求1所述的镍CH复合黑腔制造方法，其特征在于，所述CH层的厚度为20～40μm。
5.根据权利要求1所述的镍CH复合黑腔制造方法，其特征在于，所述的有机溶液为丙酮或氯仿溶液。
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