一种辐照装置及透明靶制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术用于高压精密物理实验领域，特别涉及一种辐照装置及透明靶制备方法，辐照装置包括罩壳；粒子源，设在罩壳内部的顶部；靶材固定装置，设在罩壳内部的底部，靶材固定装置包括盖板、靶架、筒体和安装座，盖板装配在靶架中，靶架装配在筒体中，筒体固定在安装座上，透明靶制备方法，计算透明材料的电子数密度、平均激发势；计算所需粒子的能量；计算在透明材料中形成不透明界面需要的最少粒子注量与入射时间；对透明材料进行粒子辐照；辐照结束后令目标靶材冷却；检测不透明界面的气泡或颗粒的尺寸及平面性，以及不透明界面的深度，通过粒子辐照使粒子沉积在透明材料内一定深度处，形成一个不透明界面，厚度为纳米量级，具有精确可控性。可控性。可控性。

【技术实现步骤摘要】
一种辐照装置及透明靶制备方法


[0001]本专利技术用于高压精密物理实验领域，特别是涉及一种辐照装置及透明靶制备方法。

技术介绍

[0002]在动态压缩实验中，透明材料常常被用来附着在样品材料后方以测量应力波作用下界面处的状态。增加透明材料的目的是当应力波通过界面后，样品仍然可以维持接近原位的状态，并且可以对该状态下的样品进行观测。此处原位的意思是指当样品厚度无穷大时，样品内部某物质坐标点在应力波作用后的状态。但是透明材料的阻抗与样品材料的阻抗通常不一致，在实验测量后，还要利用阻抗匹配原理计算样品材料中的压力历史，并进行修正。因此，透明材料在高压高温极端条件下的阻抗等动力学响应特性都需要进行专门的精确测量。
[0003]测量透明材料动态响应特性时，需要借助于内嵌传感器获得材料内部不同物质坐标处的速度或压力历史。对于较厚透明材料，嵌入传感器自身厚度和阻抗差异的影响可忽略不计，直接用于测量压力波形。但当透明材料厚度小于毫米尺度时，嵌入式压力传感器厚度已经与透明材料的材厚度接近，影响不可忽略，导致内嵌传感器无法使用。
[0004]这时可以通过多层叠加的方式制作内含多个台阶界面的透明材料靶，每个界面都可以镀反射膜，通过光学方法测量每个台阶界面的速度历史来反推透明材料内部的应力波传播过程和应力波速度，进而反应透明材料的动态响应特性。但是这种方法需要将多层透明材料叠加在一起，中间用透明胶水固化连接。由于薄片的抛光面型差异以及部分面积镀金属膜的难度要求，会在多层透明材料的平行度和胶层厚度上引入实验误差。胶层厚度很难精确控制到2微米以下，所以当透明材料厚度进入微米量级时，胶层的存在已经对应力波的传播产生明显的影响。
[0005]高功率激光装置是目前实验室内较强的加载平台，可以获得非常高的压力，但是由于加载应力波的脉宽较短，实验样品的厚度通常小于100微米。要开展透明材料的动力学特性研究时，多个界面的间距一般为10
‑
20微米，如果采用置入金属膜反射面的方法，需要先加工10
‑
20微米厚度的薄片或台阶，然后镀金属膜，再通过夹胶的方式胶合。此时胶层厚度已经严重影响该类精密物理实验的进行。
[0006]传统的透明靶制靶方式在精密物理实验中有如下的缺点：激光实验中，靶材中材料厚度一般为微米量级，若再引入微米量级未测量厚度的胶层，则无论对后续测速结果的处理还是样品内部应力应变历史的反演都有着极大的影响，胶层的不均匀也会影响测量结果的准确性，严重时胶层会导致后面界面测量信号消失。微加工、镀膜和夹胶过程中，需要处理的环节很多，工艺复杂，需要多次清洗、烘干以及热处理，需要人为介入的环节太多，界面的处理很难达到良好的一致性，成品率极低。同时，对于大多数透明材料而言，多数为单晶样品，容易脆断，机加和镀膜会同时改变界面的晶体结构，对于实验而言也是灾难性的。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题中的至少之一，本专利技术提供一种辐照装置及透明靶制备方法，所采用的技术方案如下。
[0008]一种辐照装置，其特征在于，包括：
[0009]罩壳；
[0010]粒子源，所述粒子源设在所述罩壳内部的顶部；
[0011]靶材固定装置，所述靶材固定装置设在所述罩壳内部的底部，所述靶材固定装置包括盖板、靶架、筒体和安装座，所述盖板上设有通孔，所述通孔对准所述粒子源，所述盖板装配在所述靶架中，所述靶架装配在所述筒体中，所述筒体固定在所述安装座上。
[0012]根据本专利技术的另一些实施例的辐照装置，所述安装座包括底座、球体和连接板，所述球体转动装配在所述底座中，所述球体与所述连接板连接，所述筒体用于安装在所述连接板上。
[0013]一种透明靶制备方法，包括以下步骤：
[0014]根据目标靶材所用的透明材料，对透明材料的电子数密度、平均激发势进行确认或计算；
[0015]根据透明材料上所需的台阶厚度计算所需粒子的能量；
[0016]根据所选透明材料的热容和沸点，计算在透明材料中形成不透明界面需要的最少粒子注量与入射时间；
[0017]打开粒子源，对透明材料进行粒子辐照，以在透明材料中形成不透明界面；
[0018]辐照结束后令目标靶材冷却；
[0019]利用光学方法检测不透明界面的气泡或颗粒的尺寸及平面性，并测量不透明界面的深度。
[0020]本专利技术实施例的透明靶制备方法至少具有如下有益效果：本专利技术通过粒子辐照使得粒子主要沉积在透明材料内一定深度处，形成一个不透明界面，其厚度为纳米量级，因此在不使用单点金刚石车床的情况下，可以在透明材料中形成提供清晰、超薄的不透明界面，从而杜绝了镀反射膜、胶层等的引入，有效减少镀反射膜、胶层等对应力波的传播的影响。
[0021]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，根据透明材料中所需的不透明界面形状，对目标靶材通过掩膜片进行掩膜覆盖。
[0022]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，掩膜片用胶粘贴在靶材上。
[0023]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，掩膜片用盖板压紧在靶架上。
[0024]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，辐照结束后对目标靶材进行退火处理，令目标靶材在靶材的熔点下持续一段时间，再逐渐降低温度至室温。
[0025]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，光学方法包括白光干涉法或共聚焦法。
[0026]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，打开粒子源辐照前，对目标靶材周围环境进行真空处理。
[0027]根据本专利技术的另一些实施例的透明靶制备方法，通过调节粒子源的辐照能量或者粒子源的辐射角度来控制透明材料中不透明界面的深度。
附图说明
[0028]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0029]图1是本专利技术的辐照装置去掉罩壳后的爆炸图；
[0030]图2是本专利技术的透明靶制备方法中平均激发势和电子数密度的确定流程示意图；
[0031]图3是本专利技术的透明靶制备方法中调节粒子源辐射角度的确定流程示意图。
具体实施方式
[0032]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0033]本专利技术中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本专利技术的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]本专利技术中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本专利技术的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐照装置，其特征在于，包括：罩壳；粒子源，所述粒子源设在所述罩壳内部的顶部；靶材固定装置，所述靶材固定装置设在所述罩壳内部的底部，所述靶材固定装置包括盖板、靶架、筒体和安装座，所述盖板上设有通孔，所述通孔对准所述粒子源，所述盖板装配在所述靶架中，所述靶架装配在所述筒体中，所述筒体固定在所述安装座上。2.根据权利要求1所述的透明靶制备方法，其特征在于：所述安装座包括底座、球体和连接板，所述球体转动装配在所述底座中，所述球体与所述连接板连接，所述筒体用于安装在所述连接板上。3.一种透明靶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据目标靶材所用的透明材料，对透明材料的电子数密度、平均激发势进行确认或计算；根据透明材料上所需的台阶厚度计算所需粒子的能量；根据所选透明材料的热容和沸点，计算在透明材料中形成不透明界面需要的最少粒子注量与入射时间；打开粒子源，对透明材料进行粒子辐照，以在透明材料中形成不透明界面；辐照结束后令目标靶材冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红平，陶沛东，李牧，祝航，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：