一种纳米梯度化中子靶及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，包括衬底、纳米梯度层以及纳米膜层，所述纳米梯度层位于所述衬底和所述纳米膜层之间，所述纳米梯度层包括多层纳米级厚度的薄膜；从衬底到纳米膜层，所述薄膜的成分呈现纳米级梯度渐变。2.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述薄膜在结构上形成纳米晶，所述纳米晶的晶粒尺寸＜50nm。3.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述纳米梯度层中，所述薄膜的至少有一种成分呈现梯度递减，至少有另一种成分呈现梯度递增；相邻两层薄膜的同一成分相差0.05wt.％～15wt.％。4.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述纳米梯度层中，每层所述薄膜的厚度为5nm～50nm；所述纳米梯度层的厚度为50nm～2μm；所述纳米膜层厚度为1μm～4μm。5.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述纳米膜层包括纳米吸氘膜层或/和纳米吸氚膜层，所述纳米膜层的层数≥1层，可为一种或多种材料；所述纳米膜层的成分包括锆、钴、钛、铝、铁、钒、铌、镍、稀土元素及其合金中的至少一种。6.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述衬底材料包括钼、钨、铜、银、金、铂、钽、镍、铝及其合金中的至少一种。7.一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，对衬底表面进行预处理；s2，根据衬底材料以及纳米膜层材料成分，利用磁控溅射方法在预处理后的衬底表面逐层镀制纳米级厚度的薄膜，各层薄膜在成分上呈现纳米级的梯度变化，结构上形成晶粒尺寸＜50nm的纳米晶；s3，将镀膜后的中子靶放置于真空加热炉中，进行高温扩散处理，使每层纳米级厚度的薄膜相互扩散固溶，形成冶金结合；s4，使中子靶活化，然后进行吸氘或/和吸氚至饱和状态。8.根据权利要求7所述一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，s1中，所述预处理包括，将衬底表面打磨抛光至粗糙度≤2μm，并依次在有机溶剂中分别超声清洗5～30mim，随后在500～800℃温度下进行烧氢处理；s2中，镀膜压力＜10pa，功率＜500w。9.根据权利要求7所述一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，s3中，所述高温扩散处理的温度为300℃～1000℃，时间为10min～600min，真空度小于10
‑4pa。10.根据权利要求7所述一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，s4包括，抽真空至5
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10
‑4pa以下，将靶片加热至500℃～1000℃，使中子靶活化30min～120min；随后通入氚气至1kpa～20kpa，进行吸氘或/和吸氚至饱和状态。

技术总结
本发明涉及一种纳米梯度化中子靶及其制备方法，纳米梯度中子靶包括衬底、纳米梯度层以及纳米膜层，所述纳米梯度层位于所述衬底和所述纳米膜层之间，所述纳米梯度层包括多层纳米级厚度的薄膜；从衬底到纳米膜层，所述薄膜的成分呈现纳米级梯度渐变。本发明纳米梯度化中子靶所采用的纳米梯度结构能够有效提高中子靶结合力。本发明创新的将纳米梯度化结构引入中子靶，通过在衬底和纳米膜层之间引入在成分上纳米梯度变化的过渡层，缓解了衬底材料与纳米膜层晶格匹配度差造成膜基结合力不强的问题。同时由于纳米层状结构形成的纳米晶减缓中子靶吸氘或/和吸氚后的体积膨胀问题。中子靶吸氘或/和吸氚后的体积膨胀问题。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：中科超睿(青岛)技术有限公司
技术研发日：2021.06.11
技术公布日：2021/10/29