[发明专利]一种碳气凝胶包覆金属球的制备方法及应用

权利要求书

1.一种碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将金属盐溶液逐滴加入到海藻酸钠溶液中，并进行充分搅拌得到湿凝胶；

步骤二、将湿凝胶倒入球形模具中使其充满球形磨具的一半体积；静置一夜后在其中间放入金属球，继续加入湿凝胶充满模具；再静置一夜后取出得到湿凝胶包覆金属球；

步骤三、将湿凝胶包覆金属球放在无水丙酮液体中浸泡，将其中的水分置换为丙酮；

步骤四、将步骤三置换后的固体固体样品进行超临界干燥，得到气凝胶包覆金属球；

步骤五、将气凝胶包覆金属球放在管式炉中，在惰性气体保护下煅烧，得到碳气凝胶包覆金属球。

2.如权利要求1所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液为二价金属盐溶液。

3.如权利要求2所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述二价金属盐溶液为MnCl₂·4H₂O、CoCl₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O中的一种或者几种。

4.如权利要求1所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液的配制方法为：每100mL水中加入0.1～0.5g金属盐；所述海藻酸钠溶液的质量分数为0.5～2.0wt％。

5.如权利要求1所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1：1.5～2.5。

6.如权利要求1所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述金属球为钨球、铜球、泡沫钨球、泡沫铜球中的任意一种；所述金属球的直径为1～15mm。

7.如权利要求6所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述金属球在使用前进行预处理，其预处理过程为：将金属球放入双介质阻挡放电仪，通过介质阻挡放电仪产生低温等离子体进行处理；所述低温等离子体进行处理的气氛为空气或二氧化碳；低温等离子体进行处理的放电间隙为5～10mm，放电电压为30～85V，处理时间为10～20min。

8.如权利要求1所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，

所述步骤三中，浸泡的时间为2～6天，并在每24h换一次丙酮；

所述步骤四中，将步骤三置换后的固体固体样品放入超临界干燥装置的高压釜内，进行超临界干燥，干燥2～5天后，关闭装置并放气直至高压釜内压力为0，然后开釜取样即干燥完成，得到气凝胶包覆金属球。

9.如权利要求1所述的碳气凝胶包覆金属球的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，将干燥后的气凝胶包覆金属球放在管式炉中，通氩气并以1～10℃/min的升温速率升到300～800℃，退火1～5h；得到碳气凝胶包覆金属球。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的制备方法制备的碳气凝胶包覆金属球在核聚变反应堆或聚变裂变混合反应堆中作为能量引爆核心靶丸的应用。