[发明专利]一种纳米梯度化中子靶及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，包括衬底、纳米梯度层以及纳米膜层，所述纳米梯度层位于所述衬底和所述纳米膜层之间，所述纳米梯度层包括多层纳米级厚度的薄膜；从衬底到纳米膜层，所述薄膜的成分呈现纳米级梯度渐变。

2.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述薄膜在结构上形成纳米晶，所述纳米晶的晶粒尺寸＜50nm。

3.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述纳米梯度层中，所述薄膜的至少有一种成分呈现梯度递减，至少有另一种成分呈现梯度递增；相邻两层薄膜的同一成分相差0.05wt.％～15wt.％。

4.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述纳米梯度层中，每层所述薄膜的厚度为5nm～50nm；所述纳米梯度层的厚度为50nm～2μm；所述纳米膜层厚度为1μm～4μm。

5.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述纳米膜层包括纳米吸氘膜层或/和纳米吸氚膜层，所述纳米膜层的层数≥1层，可为一种或多种材料；所述纳米膜层的成分包括锆、钴、钛、铝、铁、钒、铌、镍、稀土元素及其合金中的至少一种。

6.根据权利要求1所述一种纳米梯度化中子靶，其特征在于，所述衬底材料包括钼、钨、铜、银、金、铂、钽、镍、铝及其合金中的至少一种。

7.一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对衬底表面进行预处理；

S2，根据衬底材料以及纳米膜层材料成分，利用磁控溅射方法在预处理后的衬底表面逐层镀制纳米级厚度的薄膜，各层薄膜在成分上呈现纳米级的梯度变化，结构上形成晶粒尺寸＜50nm的纳米晶；

S3，将镀膜后的中子靶放置于真空加热炉中，进行高温扩散处理，使每层纳米级厚度的薄膜相互扩散固溶，形成冶金结合；

S4，使中子靶活化，然后进行吸氘或/和吸氚至饱和状态。

8.根据权利要求7所述一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，S1中，所述预处理包括，将衬底表面打磨抛光至粗糙度≤2μm，并依次在有机溶剂中分别超声清洗5～30mim，随后在500～800℃温度下进行烧氢处理；

S2中，镀膜压力＜10Pa，功率＜500W。

9.根据权利要求7所述一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，S3中，所述高温扩散处理的温度为300℃～1000℃，时间为10min～600min，真空度小于10^-4Pa。

10.根据权利要求7所述一种纳米梯度化中子靶的制备方法，其特征在于，S4包括，抽真空至5×10^-4Pa以下，将靶片加热至500℃～1000℃，使中子靶活化30min～120min；随后通入氚气至1kPa～20kPa，进行吸氘或/和吸氚至饱和状态。