电镀技巧作为一种为罕用的金属膜层制备技巧,正在惯性束缚聚变(ICF)钻研中有着十分宽泛的使用,是ICF靶制备的要害技巧环节。作为巨大异形工件电镀,ICF靶的制备不只具有了普通电镀进程的复杂性,另有不少本身的特性。起首,ICF靶及其整机的尺寸较小(普通仅无数百微米至毫米量级),且多存正在台阶、拐角等,招致尖端效应极端重大;其次,因为物理试验的非凡要求,对镀层品质要求很高,包罗纯度、平均性、致密性以及光亮度等;再次,对杂质等的容忍度低,因为工件外表积很小,大批的无机杂质、有机杂质以及颗粒物等便可正在阴极构成很高的外表浓度,从而重大影响镀层品质。尤为是近几年来,跟着我国ICF物理试验钻研的深化倒退,对微靶的要求日趋精细化、多样化以及复杂化,这使ICF靶及其整机的制备面对愈来愈多的应战。

本文起首对ICF微靶金镀件各类外表缺点的宏观描摹进行了表征,剖析了缺点的可能诱因;讨论了杂质对微靶电镀的危害,剖析了镀金层的成份,确定了影响镀层品质的元素为钛以及碳;钻研了金属杂质对金的阴极复原进程的影响;剖析了金属杂质、无机杂质和颗粒物等杂质的起源;采纳螯合萃取的办法对钛杂质进行去除了,螯合剂为8-羟基喹啉,萃取剂为三氯甲烷,钻研了萃取次数对杂质含量的影响,确定了合适的萃取次数为3次;钻研了萃取操尴尬刁难镀液功能的影响,初步剖析了影响机理;剖析了旧电镀架的缺点及其以及镀层缺点之间的关系,包罗电镀架招致的异样堆积、铜基底的侵蚀以及电镀进程中的电流散布;扼要剖析了铜杂质对镀层纯度以及外表品质的影响;剖析了无机杂质以及颗粒物对镀层品质的影响,采纳活性炭吸附去除了无机杂质,常压过滤以去除了颗粒物。终极确定招致麻点等外表缺点的次要缘由为各类杂质的存正在以及电镀架设计的没有正当,并针对旧电镀架的有余,设计了新型电镀架。

对没有同电流密度下的镀层描摹进行了表征,剖析了电流密度对金层品质的影响,确定了好的电流密度范畴为：金浓度为13-22g/L时,电流密度的好范畴为2.4-3.2mA/cm2;金浓度为5-13g/L时,好范畴为2.0-2.6 mA/cm2;钻研了预镀电流以及预镀工夫对预镀品质的影响,初步确定了较佳的预镀工艺,即7.5mA/cm2预镀约1min以及12.5mA/cm2预镀约30s可取得较佳的预镀成果;扼要剖析了基底材质对镀层品质的影响,确定了基底前解决的根本准则,即基底只管即便滑润圆滑,电镀前除了油要,并进行弱浸蚀活化解决以除了去外表钝化膜;对辅佐络合剂1-羟基乙叉-1,1-二膦酸(HEDP)含量对镀层描摹的影响进行了表征,剖析了HEDP对镀液功能以及镀层品质的影响,证实了采纳HEDP进行镀液功能改进的可行性;经过剖析确定了招致三通靶毛病的次要缘由为导电胶的涂抹工艺,并对毛病的孕育发生机理进行了剖析,采纳阶梯降低温度以及电流密度等办法对三通靶制备工艺进行了改良,达到了预期的成果;剖析了影响镀金层平均性的工艺环节;经过与偕行的协作,设计了新的电镀金管制零碎计划,对现有电镀零碎从硬件到工艺进行了全体改良。 钻研了超声波电镀使用于ICF靶整机电镀的可行性。剖析了电镀进程中染指超声波对镀层外表品质、电流密度、镀层堆积速率和镀液稳固性的影响,并初步讨论了孕育发生这些影响的机理;剖析了试验罕用超声波安装的缺陷,针对缺陷设计了一种微靶电镀公用新型的超声波电镀安装,为进一步的钻研打下了根底。

经过系列试验钻研,开发了新的屏蔽片以及屏蔽筒电镀制备工艺。针对物理试验对屏蔽片以及屏蔽筒的品质要求,抉择了合适的电镀镍配方以及工艺参数;对电源参数进行了优化,包罗电流波形以及电流密度,即屏蔽片电镀电源波形为直流,电流密度2-5mA/cm2,屏蔽筒电镀采纳直流电镀,电流密度好区间为15-30mA/cm2;剖析患上出屏蔽片电镀初期发黑的缘由为基底过蚀,确定好酸蚀工夫为10-20s,且电镀初期必需施加搅拌;采纳体积比3：1的硝酸以及氢氟酸夹杂溶液浸蚀的办法进步了屏蔽片以及铝基底之间的连系力;剖析了铝芯轴溶解进程中屏蔽片发黑的缘由次要是镀件与侵蚀液接触工夫太长,采纳减速屏蔽片以及基底别离的措施以克制屏蔽片发黑,并对发黑的样品用稀盐酸进行浸泡以复原其色泽;剖析了屏蔽筒发作决裂的缘由次要为镀层连系力的没有平均以及侵蚀进程中气泡的孕育发生;经过建设数学模子剖析了影响该工艺的要素,借助置换反响升高了镍层以及基底之间的连系力,开收回新的别离镍层以及基底的工艺,并确定热解决温度为200℃,;剖析患上出屏蔽筒外表针孔孕育发生的缘由为置换反响工夫太长、增加剂(次要是1,4-丁炔二醇以及十二烷基硫酸钠)含量太低以及阳极面积太小,并经过试验确定置换工夫不克不及超越5min,增加剂的补加量为用量下限以及上限之差。