RU2139367C1 - Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишеней - Google Patents
Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишеней Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139367C1 RU2139367C1 RU98101471A RU98101471A RU2139367C1 RU 2139367 C1 RU2139367 C1 RU 2139367C1 RU 98101471 A RU98101471 A RU 98101471A RU 98101471 A RU98101471 A RU 98101471A RU 2139367 C1 RU2139367 C1 RU 2139367C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- sublayer
- sublimation
- target
- targets
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002061 vacuum sublimation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical class CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006359 Fluoroplast Polymers 0.000 description 1
- 229920004936 Lavsan® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области физики взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом, преимущественно в исследованиях термодеядерного управляемого синтеза. Способ включает нанесение на матрицу материалов мишени и последующее удаление матрицы, при этом перед нанесением материалов мишени на цилиндрическую матрицу наносят подслой из сублимируемого материала с температурой сублимации, меньшей минимальной температуры термостойкости материалов мишени, например, кадмий или магний, удаляют подслой путем сублимации в вакууме с последующим удалением матрицы механическим путем. Изобретение направлено на расширение выбора материалов корпусов мишений и возможности увеличения аспектного отношения.
Description
Изобретение относится к области физики взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом, преимущественно в исследованиях термоядерного управляемого синтеза, включая лазерный, других прикладных задачах, и может быть использовано при изготовлении мишеней, содержащих корпуса из одного или более слоев цилиндрической формы.
В современных исследованиях лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) используются мишени малых размеров, имеющих тонкостенные сферические корпуса, собираемые из двух полусфер. Полусферическая оболочка получается путем изготовления и подготовки матрицы, на основе концепции формования и снятия реплики, нанесения покрытия оболочки на рабочую поверхность матрицы и механического отделения полусферической оболочки от матрицы /G.M.Halpern, J. Vac. Sci. Technol. 17. N 5, 1190 (1980)/.
Однако при этом полусферические оболочки должны иметь достаточно большую прочность, преимущественно за счет увеличения толщины стенки, для сохранения формы при снятии оболочки с матрицы и, следовательно, невозможно изготовить оболочки с большим аспектным отношением А, то есть отношением радиуса к толщине корпуса. Кроме того, сферический корпус имеет неоднородность по экватору в месте соединения полусфер. Известным способом можно изготовить цилиндрические корпуса из двух половин, но недостатки способа остаются теми же.
Известен способ изготовления полиэтиленовых капилляров для рентгенографического исследования жидкостей, заключающийся в приготовлении раствора полиэтиленов в ксилоле, нанесении раствора полиэтилена на тонкостенную матрицу в виде пиррексовой трубочки с запаянными концами путем окунания 2 - 3 раза трубочки в раствор полиэтилена, после испарения ксилола обламывании концов стеклянной трубочки-матрицы и удалении ее путем "мокрого" химического травления в плавиковой кислоте, промывании и сушке готового полиэтиленового капилляра /А.И.Рысс. Изготовление полиэтиленовых капилляров для рентгенографического исследования жидкостей. ПТЭ, 1963, N 1, 201-203/. Этим способом получают полиэтиленовые капилляры с толщиной стенки 10 мкм при диаметре 2 мм.
Недостатком существующего способа является ограничение выбора материалов корпуса, обусловленное условием их химической инертности (нейтральности) к жидкостям, используемым при удалении матрицы. Например, такими материалами могут быть золото, платина, но не могут быть висмут, медь и т.д. Кроме того, действие сил поверхностного натяжения химреактивов на корпус при удалении матрицы не позволяет изготовить корпус с высоким аспектным отношением А. Эти недостатки сужают область использования корпусов, изготовленных известным способом.
Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей цилиндрических корпусов мишеней за счет расширения выбора материалов корпусов мишеней и возможности увеличения аспектного отношения.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе изготовления тонкостенных корпусов мишеней, включающем нанесение материала корпуса мишени на матрицу в виде стеклянного капилляра или стержня, последующего удаления матрицы, перед нанесением материалов мишени на матрицу на последнюю наносят в вакууме подслой из сублимируемого материала, с температурой сублимации, мишеней температуры термостойкости материалов мишени, например, кадмия или магния, последующего удаления подслоя путем сублимации в вакууме и удаления матрицы механическим путем.
Принципиальное отличие предлагаемых операций состоит в том, что матрицу из стеклянного капилляра или стержня удаляют механическим путем за счет положительной разности диаметров корпуса мишени и матрицы, образующейся за счет удаляемого подслоя из кадмия или магния путем сублимации. Так как в операциях удаления подслоя и матрицы не используются жидкие химреактивы, выбор материалов не ограничивается их химической инертностью и, следовательно, расширяется. Кроме того, отсутствие действия сил поверхностного натяжения жидкостей на оболочку при удалении матрицы позволяет, при необходимости, изготавливать корпуса с высоким аспектным отношением. Матрица в виде цилиндрического стержня или трубки, на которую наносится подслой из сублимируемого материала, может быть изготовлена из любого материала, но наиболее отработана и доступна технология изготовления стеклянных капилляров и стержней с хорошей прямолинейностью и чистотой поверхности, близкой к зеркальной.
Пример 1. Изготавливают цилиндрическую матрицу из стеклянного капилляра диаметром 1,5 мм, наносят на поверхность капилляра вакуумным напылением с крашением капилляра вокруг собственной оси подслой из кадмия толщиной примерно 10 мкм, на него наносят слой висмута толщиной (0,5 - 1) мкм, на висмут осаждают полипараксилилен (ППК). Подслой из кадмия удаляют путем вакуумной сублимации при (200 - 260)oC. За счет образовавшегося между матрицей и корпусом мишени зазора в 20 мкм после удаления подслоя стеклянный капилляр-матрицу вынимают и цилиндрический корпус мишени готов. Разность между наружным диаметром стеклянной матрицы и внутренним диаметром корпуса, равная удвоенной толщине подслоя, должна быть больше максимальной величины неровностей поверхности цилиндрической матрицы.
Температура плавления кадмия 321oC. Кадмий сублимируется с приемлемой скоростью при (200 - 260)oC. Этот температурный режим позволяет использовать ряд полимерных материалов с повышенной термостойкостью, например, полипараксилилен, лавсан, фторопласт, то есть увеличить разнообразие мишеней и, следовательно, круг моделируемых процессов.
Не представляет особых сложностей обеспечить необходимую химическую чистоту кадмия и соответственно чистоту внутренней поверхности оболочки мишени. Цилиндрическая матрица (стержень) из кадмия диаметром 0,5 - 2 мм может быть изготовлена путем протягивания волочением через последовательный ряд фильер с уменьшающимся диаметром или экструзией через фильеру в пресс-форме при нагреве, под давлением. Второй способ позволяет получать более чистый кадмий с минимальным внесением примесей.
Пример 2. Изготавливают цилиндрическую матрицу из стеклянного стержня диаметром 0,5 мм, наносят на поверхность стержня подслой из магния толщиной 10 - 20 мкм, на подслой наносят слой титана толщиной 0,5 мкм, на него наносят слой меди толщиной 5 мкм. Подслой удаляют вакуумной сублимацией при 440 - 500oC. После удаления подслоя готовый корпус механически снимают с матрицы.
Использование предлагаемого способа изготовления тонкостенного цилиндрического корпуса мишени обеспечивает по сравнению с существующим способом значительное расширение набора используемых материалов для изготовления мишеней и способов их нанесения на матрицу, а также позволяет изготавливать корпуса с высоким аспектным отношением. Это позволяет расширить область моделируемых процессов с использованием мощных лазеров.
Claims (1)
- Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишений, включающий нанесение на матрицу материалов мишени и последующее удаление матрицы, отличающийся тем, что перед нанесением материалов мишени на цилиндрическую матрицу наносят подслой из сублимируемого материала с температурой сублимации, меньшей минимальной температуры термостойкости материалов мишени, например, кадмий или магний, удаляют подслой путем сублимации в вакууме, с последующим удалением матрицы механическим путем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101471A RU2139367C1 (ru) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишеней |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101471A RU2139367C1 (ru) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишеней |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98101471A RU98101471A (ru) | 1999-10-10 |
| RU2139367C1 true RU2139367C1 (ru) | 1999-10-10 |
Family
ID=20201617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101471A RU2139367C1 (ru) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишеней |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139367C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2228579C2 (ru) * | 2002-04-10 | 2004-05-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Способ наполнения микрооболочек газом |
| RU2587164C1 (ru) * | 2015-02-16 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ изготовления оболочечной мишени (варианты) |
| CN118390012A (zh) * | 2024-06-27 | 2024-07-26 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种以自支撑碳膜为衬底的镉靶及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618306A2 (en) * | 1988-05-16 | 1994-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target |
| EP0638659A2 (en) * | 1993-08-05 | 1995-02-15 | Guardian Industries Corp. | Sputter-coating target and method of use |
| EP0659901A1 (de) * | 1993-12-20 | 1995-06-28 | LEYBOLD MATERIALS GmbH | Target für Magnetron-Kathodenzerstäubungsanlage aus einer Kobalt-Basislegierung |
| RU2069454C1 (ru) * | 1993-10-19 | 1996-11-20 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Способ изготовления тонкопленочной углеродной мишени |
-
1998
- 1998-01-27 RU RU98101471A patent/RU2139367C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618306A2 (en) * | 1988-05-16 | 1994-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target |
| EP0638659A2 (en) * | 1993-08-05 | 1995-02-15 | Guardian Industries Corp. | Sputter-coating target and method of use |
| RU2069454C1 (ru) * | 1993-10-19 | 1996-11-20 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Способ изготовления тонкопленочной углеродной мишени |
| EP0659901A1 (de) * | 1993-12-20 | 1995-06-28 | LEYBOLD MATERIALS GmbH | Target für Magnetron-Kathodenzerstäubungsanlage aus einer Kobalt-Basislegierung |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Рысс А.И. Изготовление полиэтиленовых капилляров для рентгенографического исследования жидкостей, ПТЭ, 1963, N 1, с. 201 - 203, с. 13 - 16. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2228579C2 (ru) * | 2002-04-10 | 2004-05-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Способ наполнения микрооболочек газом |
| RU2587164C1 (ru) * | 2015-02-16 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ изготовления оболочечной мишени (варианты) |
| CN118390012A (zh) * | 2024-06-27 | 2024-07-26 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种以自支撑碳膜为衬底的镉靶及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5658515A (en) | Polymer micromold and fabrication process | |
| US6576406B1 (en) | Micro-lithographic method and apparatus using three-dimensional mask | |
| Sakurai | Quasi-biennial variation of the solar neutrino flux and solar activity | |
| EP0714345B1 (en) | A thin-wall, seamless, porous polytetrafluoroethylene tube | |
| US4600546A (en) | Process for the production of an implant as a bone substitute | |
| RU2139367C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных цилиндрических корпусов мишеней | |
| SU568340A3 (ru) | Способ получени утолщений на трубах | |
| RU98118462A (ru) | Способ изготовления полых металлических объектов | |
| JP3116410B2 (ja) | 着色ポリテトラフルオロエチレン多孔質体の製造方法 | |
| RU2117710C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных корпусов мишеней | |
| US3819067A (en) | Heat treating apparatus | |
| JPS595037A (ja) | 多孔質四弗化エチレン樹脂成型物の製造方法 | |
| CN111330148A (zh) | 一种分层制造的可植入式柔性神经电极及其制备方法 | |
| US4908235A (en) | Process for the production of a bilayer membrane | |
| JPH0247412B2 (ru) | ||
| US10391466B2 (en) | Fabrication of nanoporous aerogels via freeze substitution of nanowire suspensions | |
| US5997796A (en) | Implant having integrally-textured, hemocompatible, blood-contacting surfaces and method for producing the same | |
| DK0428456T3 (da) | Fremgangsmåde ved fremstilling af kompositte rør på basis af væv og harpiks | |
| US3880606A (en) | Method of producing a mass unbalanced spherical gyroscope rotor | |
| US4529615A (en) | Method of producing self-supporting constructional elements | |
| Ohya et al. | Preparation of composite microporous glass membrane on ceramic tubing | |
| JPH0663969A (ja) | 筒状成形品の製造方法 | |
| SU1092146A2 (ru) | Способ изготовлени трубчатых керамических изделий | |
| GB2249088A (en) | Hollow sphere or foam containing an internal coating and vacuum | |
| US20210252773A1 (en) | Three-dimensional freeze extrusion for the manufacture of homogeneous and graded rods and tubes |