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微球(hollowglassmicrospheres，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HGM中二氧化硅含量高于95%。虽然初始玻璃配方对最终HGM的渗透性能影响很小，但对干凝胶粒子的发泡效率、空心微球的产率、以及最终HGM的质量有显著影响。采用碱金属的乙酸盐作为发泡剂有助于制备高渗透HGM。提高精炼区温度和延长精炼区长度有利于增加HGM对氘气的渗透速率。高渗透HGM在室温下对氘气的渗透系数约为4×10–20mol/(m·s·Pa)，略高于石英玻璃对氘气的渗透性能。