干凝胶法制备惯性约束聚变靶用高渗透性空心玻璃微球

为制备惯性约束聚变靶用高渗透性空心玻璃球（hollow glass microspheres,HGM）,研究了初始玻璃配方、发泡剂种类、炉内载气组分和压力、精炼温度对干凝胶粒子的炉内成球过程和最终HGM的产率、质量和渗透性能的影响。结果表明：初始玻璃配方中的绝大部分碱金属氧化物在精炼过程中都从液态玻璃挥发进入载气,最终...     

惯性约束聚变靶用空心玻璃微球纵横比的调控

为实现对惯性约束聚变(ICF)靶用空心玻璃微球(HGM)纵横比的调控,基于对干凝胶法制备HGM炉内成球过程的分析,建立了HGM纵横比的定量控制模型,实验研究了载气组分和压力对HGM直径和纵横比的影响。结果表明:通过调节载气中氩气分压可以控制熔融玻璃液泡的膨胀程度,从而定量控制最终HGM的直径和纵横比。但是,通过大幅度降低载气中的氩气分压来提高HGM半径和纵横比是不可行的。为提高载气的传热能力,确保HGM球形度、表面粗糙度和合格率满足ICF制靶的要求,必须在载气中添加一定分压的氦气。除部分极端工艺条件外,提出的HGM纵横比控制模型预测值与实验结果吻合良好。     

干凝胶法制备惯性约束聚变靶用大直径空心玻璃微球

为实现惯性约束聚变靶用大直径空心玻璃微球的干凝胶法制备,从数值模拟和工艺实验2个方面研究了发泡剂种类及含量、炉内载气组分、压力和温度对大直径空心玻璃微球制备过程的影响。结果表明:采用碱金属的乙酸盐作为发泡剂可以显著提高干凝胶粒子的发泡效率,提高载气中的氦气含量和升高炉温可以提高干凝胶粒子在吸热阶段的升温速率、更为迅速有效地完成封装过程,从而有利于大直径空心玻璃微球的制备。虽然降低载气压力有利于显著增大空心玻璃微球的直径,但是空心玻璃微球的品质急剧下降。当载气中氦气的体积分数为50%～80%、载气压力为(0.75～1.0)×105Pa、炉温为1500～1700℃时,干凝胶粒子的成球率较高、大直径(700～1000μm)空心玻璃微球的球形度、同心度和表面光洁度较好。     

激光聚变靶用空心玻璃微球的成分设计

基于玻璃成分与性能之间的定量关系,以高强度、高化学稳定性、易熔和低粘度为目标,应用正交试验法对30种待选玻璃配方中Na2O、K2O、Al2O3、CaO的含量进行了优化,从中优选出了10种玻璃配方作为激光聚变实验靶用空心玻璃微球的候选配方.与国内外其它靶用空心微球玻璃的性能相比,候选配方的玻璃不仅化学稳定性和抗张强度有显著提高,而且各自的熔化温度、粘度等参数也满足空心玻璃微球炉内成球法的工艺要求.     

干凝胶法制备空心玻璃微球炉内成球过程的数值模拟

基于对干凝胶粒子在干凝胶炉内吸热、封装、发泡、精炼和冷却过程的传热、传质和运动分析,建立了空心玻璃微球炉内成球过程的数学模型,并模拟了干凝胶粒子在炉内自由下落过程中温度、速度和直径的变化、粒子/微球与载气之间的温差及热传递系数在成球过程中的变化趋势.结果表明,在吸热封装阶段,干凝胶粒子表面升温速率非常高(1000～2000℃/s),能在很短时间(1s)和距离(4.5cm)内完成封装过程.提高载气的传热性能并不能显著增大液态玻璃微球的降温速率,提高制备炉冷却区的轴向温度梯度是增加其降温速率以提高空心玻璃微球几何对称性和表面粗糙度的关键.实验与模拟结果基本一致.     

惯性约束聚变靶用空心玻璃微球的干凝胶法制备技术

干凝胶法是我国目前制备惯性约束聚变(ICF)靶用空心玻璃微球(HGM)的主要方法,其制备的HGM可在较宽的范围内满足ICF物理实验的要求。从干凝胶粒子/微球的溶胶-凝胶法制备技术和HGM的炉内成球原理出发,系统综述了近三十年来ICF靶用HGM干凝胶法制备技术研究的相关报道,分析总结了干凝胶法制备技术在HGM成分设计、元素掺杂、直径及球形度、壁厚及均匀性、耐压强度、渗透性能、表面粗糙度、性能一致性等方面的技术现状及难点,对干凝胶法制备HGM技术的瓶颈性问题及可能的解决方案进行了讨论。     

液滴法制备空心玻璃微球中初始液滴的定量形成

通过对液滴法制备激光聚变靶丸空心玻璃微球（HGM）中液滴形成过程予以分析,导出了射流初始速率、液滴直径及目标HGM直径分别与进为压力、小孔板孔径、射流振荡频率、溶液浓度及密度等因素的定量表达式,并在进料压力为13．7、18．7、23．6、28．5、33．4、38．3、43．2kPa和溶液中玻璃形成物浓度为1％、2％、4％、6％、8％、12％、16％下,测量了孔直径分别为108μm、142μm和168μm的小孔板的流量及流动系数,给出了射流初始速率、液滴直径及目标HGM中玻璃形成物含量的定量控制条件,实验结果符合定量表达式。     

空心玻璃微球制备技术研究进展

空心玻璃微球（hollow glass microspheres,HGM）是一种新型填料,具有质量轻、强度高、流动性好,隔热、耐腐蚀等优点,在众多领域具有广阔应用前景。目前,已实现产业化的HGM制备技术主要有固相粉末法、液相雾化法和软化学法。本文综述这3种方法制备HGM的基本原理和应用进展,并讨论了各自优缺点,通过对比HGM的性能参数,对不同制备方法存在的问题进行了归纳总结,指出了软化学法制备HGM技术是未来的发展趋势。简要介绍了国内外HGM制备技术的研究现状和发展趋势。未来的研究重点将集中于低能耗、高产率、高强度HGM的制备技术。     

PS-PVA-CH塑料空心微球充D2

研究了激光惯性约束聚变靶用PS-PVA-CH三层塑料空心微球采用热扩散法高温高压充氘气技术。实验研究表明,对于直径300 μm、PS壁厚5～7 μm、PVA壁厚3～5 μm、CH层厚4～6 μm的塑料微球,50℃充气的平衡时间为20～40 h,70℃的平衡时间为7～12 h,90℃的平衡时间为2～4 h。在室温25℃时,微球的气体渗透系数为（3.0～4.2）×10^-19 mol·m^-1·s^-1·Pa^-1,对应的保气半寿命为28～37 h。对于参数接近的微球,如果充气时间相同,充气外压与微球内压基本呈正比。当外压达到6.0 MPa时微球开始出现破损。     

空心玻璃微球化学镀镍研究

研究了先偶联、再活化的前处理工艺；分别考察了1．6、2．4、3．2、4．0、4．8g的5种装载量时磁性微球的形貌；对前处理过的微球进行化学镀镍得到镍包覆空心玻璃微球，分别使用扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对镍镀层的形貌结构、成分和晶体结构进行了表征。研究表明，偶联处理有助于空心玻璃微球在活化过程中吸附钯，使活化微球中钯的摩尔分数从0提高到0．1053％。控制装载量为2．4～4．0g/L，可以得到包覆完整、均匀的镍镀层；镀层的主要成分是Ni，其摩尔分数为98．2174％；镀层Ni的晶体结构为面心立方结构，与单质镍相似.     

表面改性过程对空心玻璃微球性能的影响研究

空心玻璃微球是制备复合泡沫材料的关键原料,对其进行表面改性有利于改善复合材料的性能。但目前的研究甚少关注处理过程对微球性能的影响,不利于复合材料的进一步优化设计。因此,本文拟在制备空心玻璃微球的基础上,通过改变处理液组成、处理时间等条件,测试微球粒子密度、抗压强度等变化情况,研究改性过程对其性能的影响。实验结果表明,改性过程中水会侵蚀玻璃壳体,导致其粒子密度随处理时间的延长、酸度的增大而降低,抗压强度也随之下降。采用适当浓度的Al2(SO4)3水溶液处理微球可以在其表面形成新的膜层,改善抗压强度。     

炉内温度对聚碳硅烷粒子成球性能的影响

由聚碳硅烷粒子作为原料,通过粒子下落进入负压高温炉内,粒子达到流动状态,在发泡剂作用下内部起泡膨胀,最终得到空心微球.实验所用聚碳硅烷粒子尺寸为110～180 μm,载气为Ar/He（体积比为2：1）,载气压力为0.09MPa.在这些固定条件下,研究了炉内温度对聚碳硅烷粒子成球性能的影响.结果表明：随着炉内温度从200℃升高到1 000℃,聚碳硅烷成球率、微球平均直径和表面光洁度先增加后下降,最高平均成球率为73%,最大平均直径为375μm,最好表面平均粗糙度Ra仅为0.7 nm.制备空心微球合适的温度约为700℃.     

新型中空纤维陶瓷膜的制备方法

新型中空纤维陶瓷膜由于具有装填密度大、单位体积膜有效分离面积大、膜壁薄、渗透通量高和节省原料、易于实现分离设备小型化等独特优点而受到广泛关注,在用于多孔和致密陶瓷分离膜、固体氧化物燃料电池、微通道反应器、催化剂载体等方面都有着潜在的应用前景。本文在概括中空纤维陶瓷膜特点的基础上,综述了中空纤维陶瓷膜的制备方法及研究进展,着重分析比较了不同制备方法的优缺点。将相转化法应用于中空纤维陶瓷膜的制备,可实现通过一步成型制造具有自支撑非对称结构的复合陶瓷膜,有利于提高膜的渗透通量,简化膜制备工艺和显著降低制造成本。     

水热法制备ZnS微球及其生长机理研究

以硝酸锌和硫脲为原料,乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)为螯合剂,用水热法制备了ZnS微球。用扫描电子显微镜(SEM)对产物的形貌进行了表征,结果表明反应温度以及反应pH对产物粒径大小、表面形貌有很大影响。当反应温度为180℃、pH值为9,反应时间为12h时,所制备的产物约为500nm的球状颗粒。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备

本丈研究了聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维微滤膜的制备。采用亲水聚合物材料（如PMMA、改性聚醚硅油等）对聚偏氟乙烯材料进行共混改性,显著提高了膜材料的亲水性;同时由于材料性质的改变,导致膜材料在成膜时的凝胶特性和相转化发生变化,所成膜的孔径、通水量、孔隙率、表面性能等也发生改变。通过选择合适的共混体系,可制备出高性能、高孔隙率、表面亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜。     

粉煤灰空心微珠性能的测试研究

从粉煤灰中提取了空心微珠（HGB），并按粒度进行了分类。对不同尺寸的空心微珠的密度、壁厚及pH值等物理性能进行了测量；实验结果表明：75－100μm的空心微珠密度最大、微珠的壁厚与粒径比值最大、抗压强度最高。选取这一粒度范围的空心微珠制备了涂料。对其进行隔热性能研究,证明具有良好的隔热效果，说明这一粒度范围空心微珠适合用作隔热材料的填料。     

空心玻璃微球改性酚醛树脂的研究

研究了空心玻璃微球对酚醛树脂(PF)的影响,通过光学显微镜和红外光谱证实了空心玻璃微球的存在.加入质量分数为5%的空心玻璃微球时,PF的硬度和热稳定性均得到提高,在空心玻璃微球小于等于15 μm时高于纯PF.固定空心玻璃微球为15 μm,PF的硬度和热稳定性随着玻璃微球含量的增加先迅速后缓慢提高;冲击强度则随含量的增加先增加后降低,在质量分数5%时达到最大值.     

核废料处理用玻璃微珠一次成形的探索

玻璃微珠是一种新型硅酸盐材料,它具有许多独特的优点,如圆度、均匀度、透明度、硬度和反射特性等.随着科学技术的迅速发展,玻璃微珠的用途日益扩大,品种不断增加.本文介绍核废料处理用玻璃微珠的生产制造方法和设备.