高温高密度等离子体箍缩用钼丝材料研究

摘要

本研究以Z-pinch实验装置中等离子体源的负载金属材料为背景。在物理实验中，金属丝阵具有重要的作用。金属丝的直径，每根丝的质量偏差，以及表面粗糙度将影响内爆中等离子体壳的非对称性不稳定。同时，不同的金属丝材料对物理实验的过程和结果会产生影响。　　为满足物理实验的要求，进行了以钼丝为材料的两个方面的研究：电解抛光法制备超细钼丝的研究和钼丝的亚硫酸盐脉冲镀金的研究。文章描述了超细钼丝和超细镀金钼丝的制备方法及原理、实验过程、结果表征、实验结果及讨论。实验采用单变量实验，考虑了各种因素对实验结果的影响，通过实验掌握规律，对实验条件进行优化，制备合格超细钼丝和镀金超细钼丝。 主要工作内容和结论简述如下：1.为了制备直径更小的超细钼丝，对电解抛光仪进行了改进。脉冲电镀设备的也进行乐改进。2.以35μm的钼丝做为原料丝，采用电解抛光法制备超细钼丝。实验研究了电解电压、收丝速度、电解液浓度、溶液温度对钼丝直径减少量、表面形貌、粗糙度的影响。了解腐蚀规律后，优化实验条件，制备超细钼丝，对在制备过程中应注意的问题进行讨论。实验结果证明该实验装置可制备5～10μm的超细钼丝，其表面的粗糙度有明显的改善，并具有一定的抗拉强度，满足了Z巾inch物理实验了要求。3.将钼丝原料丝先进行电解抛光预处理，采用亚硫酸盐脉冲镀金工艺制备镀金钼丝。实验研究了脉冲通断时间、阴极电流密度、阳极电流密度、不同的镀前处理、溶液的pH值、溶液的温度、阴阳电极距离、电镀时间对钼丝表面镀金层颗粒大小(即孔隙率)、镀层厚度的影响，镀金层厚度对整平能力、钼丝导电率的影响。实验证明，该工艺可以在超细钼丝表面获得致密的且与钼基体具有一定结合力的镀层，1μm的镀金层就可以有效的覆盖钼丝表面，防止表面被氧化，且为Z-pinch物理实验提供了另外一种材料的丝阵负载丝。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1选题背景

1.2本工作的意义

1.2.1丝阵负载的产生及其工作原理

1.2.2装置对丝阵负载的要求

1.3研究工作的可行性

1.3.1电解抛光法制备超细钼丝的可行性

1.3.2脉冲亚硫酸盐工艺钼丝镀金的可行性

1.4金属钼的性质

1.4.1钼的物理性质

1.4.2钼的化学性质

1.5金属钼的应用

1.6电解加工的应用和发展

1.7电镀的应用现状和发展

参考文献

第二章基本原理

2.1电解抛光中的电化学原理

2.1.1电解和法拉第定律

2.1.2电解抛光中的超电压

2.1.3电解抛光中化学反应

2.1.4电解抛光的减径作用

2.1.5电解抛光的整平作用

2.2电镀的电化学原理

2.2.1电结晶过程

2.2.2脉冲电镀中晶体生成与晶核形成的比较

2.2.3电容效应

2.2.4脉冲电镀的电流分布

2.2.5过电位对电流分布的影响

参考文献

第三章实验设备的改进

3.1电解抛光仪的改进

3.1.1实验设备

3.1.2问题的产生及分析

3.1.3改进措施

3.2脉冲电镀的改进

3.2.1实验设备及分析

3.2.2电镀电路的改变

3.2.3挂具的改进

参考文献

第四章电解抛光法制备超细钼丝

4.1实验条件及实验过程

4.1.1实验条件

4.1.2实验过程

4.2实验方法及测量手段

4.3实验结果及其分析

4.3.1不同条件下对钼丝减径的影响

4.3.2不同条件下对钼丝表面形貌的影响

4.4钼丝的制备

4.4.1钼丝制备直径的控制

4.4.2超细钼丝的长度的控制

4.4.3钼丝的强度测试

4.5小结

参考文献

第五章亚硫酸盐脉冲镀金

5.1实验条件及实验过程

5.1.1实验条件

5.1.2实验过程

5.2实验结果及分析

5.2.1阴极电流密度对镀层的影响

5.2.2脉冲电源导通时间对镀层的影响

5.2.3脉冲断开时间对镀层的影响

5.2.4溶液PH值对镀层的影响

5.2.5溶液温度对镀层的影响

5.2.6溶液流速对镀层的影响

5.2.7阳极电流密度变化对镀层的影响

5.2.8镀前处理对镀层的影响

5.2.9钼丝表面颗粒随时间的变化

5.2.10不同条件对镀层厚度的影响

5.3镀金钼丝结合能力的测试

5.4小结

参考文献

结论

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢