中子发生器用TiMo合金薄膜氚靶制备及储氢性能研究

摘要

针对中子发生器用氚靶存在的储氢量小、 易粉化、 工作温度低等问题,采用磁控溅射法制备TiMo合金薄膜氚靶.氚靶是由?15 mm×2 mm的Cu基底,厚度为200 nm的Au阻挡层,厚度为2μm的TiMo合金薄膜储氢层以及厚度为20 nm的Ta保护层组成.其中,采用镶嵌靶调节TiMo合金薄膜中Mo的含量,采用容量法对氚靶样品的储氢含量进行测试,重点研究了Mo含量、 基底温度和测试温度对TiMo合金薄膜氚靶储氢量的影响.结果表明,随着Mo含量的提高,氚靶样品的抗粉化性能和薄膜附着力逐渐提高.随着基底温度的升高,样品的储氢能力逐渐提高.TiMo合金薄膜氚靶样品的优化制备工艺参数为:基底温度300℃,Mo含量为40％(质量分数).优化工艺制备的样品具有优异的高温储氢性能.在200～280℃的测试温度范围内,随着测试温度的升高,氚靶的储氢量逐渐提高,最大储氢量达到12.95％(质量分数).经过5次吸放氢试验后,氚靶表面未出现粉化脱落的现象.