阅读说明：本技术 一种阻抗匹配靶制造方法 (Method for manufacturing impedance matching target ) 是由 谢军 杜凯 高莎莎 郑凤成 易泰民 蒋柏斌 王红莲 何智兵 张海军 杨洪 魏胜 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：一种阻抗匹配靶制造方法,采用单点金刚石车削技术加工标准材料台阶,采用机械研磨技术分别通过双面研磨、单面研磨、手工研磨加工待测材料薄膜,通过聚乙烯醇溶液将待测材料薄膜与标准材料台阶装配成阻抗匹配靶。本方法分别采用固态块材加工成标准材料与待测材料样品,可确保加工前后材料纯度、密度不变,满足阻抗匹配实验用靶材料尽可能为纯净密实材料的需求,降低材料密度、纯度变化造成的物理实验结果不确定度的增加,通过聚乙烯醇溶液将标准材料/待测材料样品粘接在一起,可满足标注材料与待测材料之间的力学平衡条件和界面连续条件。(A method for manufacturing an impedance matching target comprises the steps of processing standard material steps by adopting a single-point diamond turning technology, processing a thin film of a material to be detected by adopting a mechanical grinding technology through double-sided grinding, single-sided grinding and manual grinding respectively, and assembling the thin film of the material to be detected and the standard material steps into the impedance matching target through a polyvinyl alcohol solution. The method adopts solid block materials to process the standard material and the material sample to be detected respectively, can ensure that the purity and the density of the material are unchanged before and after processing, meet the requirement that a target material for an impedance matching experiment is a pure compact material as far as possible, reduce the increase of uncertainty of a physical experiment result caused by the change of the density and the purity of the material, bond the standard material/the material sample to be detected together through a polyvinyl alcohol solution, and can meet the mechanical balance condition and the interface continuous condition between a labeling material and the material to be detected.)

一种阻抗匹配靶制造方法

技术领域

本发明属于惯性约束聚变靶制备领域，具体涉及一种阻抗匹配靶制造方法。

背景技术

采用阻抗匹配法是进行材料冲击波实验研究的常用方法之一。阻抗匹配法是通过测量标准材料中的粒子速度或冲击波速度，根据标准材料与待测材料界面两侧的力学平衡条件(压力相等)和界面连续条件(粒子速度相等)，确定待测材料样品中的冲击压缩状态，因而要求薄膜之间紧密连接，界面无缝隙。为了减小实验用靶造成的物理实验结果的不确定度，实验用靶材料尽可能为纯净密实材料，即具有完全的化学计量比，且密度等于或非常接近晶体密度的固体材料，以减小材料密度误差对实验结果不确定度的影响。由于受驱动器激光能量的限制，物理实验用靶厚度一般只有几微米至几十微米。采用阻抗匹配靶标准材料一般为台阶样品，待测材料为薄膜样品。文献(1)(谢军，吴卫东，杜凯，等，Al/Cu阻抗匹配靶制备工艺研究，强激光与粒子束，17(9)，2005：1356-1358)报道了采用轧制态标准材料、Cu薄膜，通过真空扩散连接技术制备Al/Cu阻抗匹配靶；文献(2)(叶君建，周斌，何钜华，等，阻抗匹配靶制备及靶参数精密测量，原子能科学技术，42(9)，2008:825-828)报道了采用轧制态Al、Cu薄膜，采用煤油等液体材料，实现Al/Cu阻抗匹配靶的装配成形。但是，文献(1)采用金属薄膜，通过扩散连接技术，由于在高温高压下实现薄膜连接，往往会在形成金属间化合物，或者为了降低连接条件，会在金属间通过磁控溅射等方法认为引入扩散中间层，这些中间层会对物理实验结果造成不良影响；文献(2)采用煤油等液体连接，随着实验用靶放置时间变长，液体挥发后可能造成金属薄膜间脱层。而且，一些待测金属材料，由于材料性能、加工条件等限制，不能采用轧制、常规机械加工或者物理气相沉积方法制备。

发明内容

本发明是鉴于上述科学研究需求及生产现状，其目的在于提供一种阻抗匹配靶制造方法，保证标准材料台阶样品与待测材料薄膜之间实现无缝连接，保证标准材料与待测材料密度接近材料理论密度。

为了实现上述目的，本发明的一种阻抗匹配靶制造方法，其具体步骤在于：

一种阻抗匹配靶制造方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

(1)制备标准材料台阶；

(2)制备待测材料薄膜：

(2.1)从待测材料原材上下料，获得待测材料片材；

(2.2)通过双面磨抛技术将待测材料片材研磨为具备第一厚度的待测材料薄膜；

(2.3)采用瞬间快干胶将上述待测材料薄膜粘接在研磨块上，采用单面研磨技术将待测材料薄膜研磨至具备第二厚度；

(2.4)去除待测材料薄膜表面的瞬间快干胶；

(2.5)将待测材料薄膜放置在超细砂纸表面，通过橡胶块压住待测材料薄膜进行手工研抛，采用白光干涉仪监测薄膜厚度，直至厚度满足阻抗匹配靶要求为止，获得所需待测材料薄膜；

(3)通过聚乙烯醇溶液将步骤(2.5)获得的待测材料薄膜粘接至步骤(1)获得的标准材料台阶，即获得阻抗匹配靶。

进一步，步骤(1)具体为，采用线切割方式从标准材料原材上下料，采用单点金刚石车削技术加工制备标准材料台阶样品。

进一步，步骤(2)具体为，采用线切割方式从待测材料原材上下料，获得待测材料片材。

进一步，步骤(1)、步骤(2)中，所述的标准材料原材、所述的待测材料原材的纯度均大于等于99.99％。

进一步，步骤(1)中，所述的标准材料台阶样品表面粗糙度小于Rq50nm。

进一步，步骤(2.2)中，所述的第一厚度大致为100μm。

进一步，步骤(2.3)中，所述的第二厚度大致为20μm。

进一步，步骤(3)中，所述的聚乙烯醇溶液浓度2％～10％。

本方法的有益之处在于：本方法分别采用固态块材加工成标准材料与待测材料样品，可确保加工前后材料纯度、密度不变，满足阻抗匹配实验用靶材料为纯净密实材料的需求，降低材料密度、纯度变化造成的物理实验结果不确定度的增加，通过聚乙烯醇溶液并施加一定的压力将标准材料与待测材料样品粘接在一起，可满足标准材料与待测材料之间无缝、无中间金属过渡层连接，满足阻抗匹配实验要求的力学平衡条件和界面连续条件。

附图说明

图1为本发明的一种阻抗匹配靶结构示意图；

图中，1.标准材料台阶2.带测材料薄膜。

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。

一种阻抗匹配靶制造方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

(1)制备标准材料台阶1；

(2)制备待测材料薄膜2：

(2.1)从待测材料原材上下料，获得待测材料片材；

(2.2)通过双面磨抛技术将待测材料片材研磨为具备第一厚度的待测材料薄膜；

(2.3)采用瞬间快干胶将上述待测材料薄膜粘接在研磨块上，采用单面研磨技术将待测材料薄膜研磨至具备第二厚度；

(2.4)去除待测材料薄膜表面的瞬间快干胶；

(2.5)将待测材料薄膜放置在超细砂纸表面，通过橡胶块压住待测材料薄膜进行手工研抛，采用白光干涉仪监测薄膜厚度，直至厚度满足阻抗匹配靶要求为止，获得所需待测材料薄膜；

(3)采用聚乙烯醇溶液并施加一定压力，将步骤(2.5)获得的待测材料薄膜2粘接至步骤(1)获得的标准材料台阶1，即获得如图(1)所示的阻抗匹配靶。该步骤通过白光干涉仪测量粘接后的阻抗匹配靶厚度及表面粗糙度等参数，检测粘接后的标准材料台阶厚度、待测材料薄膜厚度，通过比较粘接前后厚度测量值，可判断待测材料是否与标准材料紧密贴合，如果前后测量值偏差较小或一致，则标准材料台阶与待测材料薄膜实现紧密连接。

本发明通过标准材料铝与待测材料铁之间的无缝、无中间金属过渡层紧密连接，满足了阻抗匹配实验要求的力学平衡条件和界面连续条件。

进一步，步骤(1)具体为，采用线切割方式从标准材料原材上下料，采用单点金刚石车削技术加工制备标准材料台阶样品，并通过白光干涉仪检测台阶厚度。

进一步，步骤(2)具体为，采用线切割方式从待测材料原材上下料，获得待测材料片材。

进一步，步骤(1)、步骤(2)中，所述的标准材料原材、所述的待测材料原材的纯度均大于等于99.99％。

进一步，步骤(1)中，所述的标准材料台阶1表面粗糙度小于Rq50nm。

进一步，步骤(2.2)中，所述的第一厚度大致为100μm。

进一步，步骤(2.3)中，所述的第二厚度大致为20μm。

进一步，步骤(3)中，所述的聚乙烯醇溶液浓度2％～10％。

本发明的阻抗匹配靶制造方法分别采用固态块材加工成标准材料与待测材料样品，可确保加工前后材料纯度、密度不变，满足阻抗匹配实验用靶材料尽可能为纯净密实材料的需求，降低材料密度、纯度变化造成的物理实验结果不确定度的增加，通过聚乙烯醇溶液将标准材料/待测材料样品粘接在一起，可满足标注材料与待测材料之间的力学平衡条件和界面连续条件。

实施例1

制备标准材料为铝，基底厚度30μm，台阶厚度15μm，待测材料为铁薄膜12μm的阻抗匹配靶。

采用线切割技术从纯度为99.99％纯铝材料上下料，通过单点金刚石车削技术加工标准材料台阶样品；保证基底厚度30μm，台阶厚度15μm，表面粗糙度小于Rq50nm，通过白光干涉仪测量标准材料台阶厚度；

采用线切割从纯度为99.99％纯铁材料上下料，获得厚度约1mm纯铁材料片材；

通过双面磨抛技术将纯铁材料研磨至厚度约100μm；

采用瞬间快干胶将约100μm厚的纯铁材料粘接在研磨块上；

采用单面研磨技术将纯铁材料薄膜研磨至约20μm；

通过丙酮去除瞬间快干胶，获得厚度约20μm的纯铁材料薄膜；

将纯铁材料薄膜放置在超细砂纸表面，通过橡胶块压住纯铁材料薄膜进行手工研抛，采用白光干涉仪监测薄膜厚度，直至厚度为12μm为止；

通过浓度为2％的聚乙烯醇溶液并紧压将待纯铁料薄膜粘接在铝台阶上，得到铝/铁阻抗匹配靶，采用白光干涉仪监测铝/铁阻抗匹配靶的厚度及粗糙度，直至其厚度、粗糙度与铝台阶和纯铁材料薄膜厚度值一致，即，获得铝台阶/铁薄膜之间紧密连接的阻抗匹配靶。