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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。