[發(fā)明專利]一種激光驅(qū)動(dòng)飛片靶結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811073558.7
• 申請(qǐng)日: 2018-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN108994448B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高原;王亮;覃文志;李勇;吉祥波;唐舵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號(hào): B23K26/00
• 分類號(hào): B23K26/00;C23C14/28
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 劉興亮

本發(fā)明公開了一種激光驅(qū)動(dòng)飛片靶結(jié)構(gòu)及其制備方法，所述飛片靶包括依次設(shè)置的光學(xué)窗口層、燒蝕層和飛片層，所述燒蝕層設(shè)置在所述光學(xué)窗口層和所述飛片層之間，所述燒蝕層的材料為鋁與鎂、鈦、鍺中任意一種金屬組成的二元合金，在光學(xué)窗口上先沉積合金薄膜材料作為飛片靶的燒蝕層，然后沉積或粘接單金屬鋁作為飛片層。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)鋁飛片靶對(duì)激光能量利用率低的問題，有利于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的廣泛使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光驅(qū)動(dòng)飛片技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光驅(qū)動(dòng)飛片靶結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

激光驅(qū)動(dòng)飛片技術(shù)利用高能激光燒蝕沉積在光學(xué)窗口上的飛片靶材料，飛片靶被燒蝕部分(燒蝕層)材料在激光作用下發(fā)生急劇相變，產(chǎn)生高溫高壓等離子體，驅(qū)動(dòng)剩余未被燒蝕部分(飛片層)材料形成高速飛片對(duì)外做功。該技術(shù)具有抗電磁干擾、響應(yīng)迅速、時(shí)間控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，在含能材料起爆、金屬箔板成型、空間碎片清除等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

激光驅(qū)動(dòng)飛片技術(shù)中，飛片靶將吸收的激光能量轉(zhuǎn)換為飛片動(dòng)能，是換能的關(guān)鍵部件，其材料性質(zhì)決定了產(chǎn)生等離子體的性能，進(jìn)而影響飛片做功性能。目前最常用的飛片靶是單層鋁膜，但單層膜燒蝕深度難以控制，且鋁的激光吸收率較低，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)飛片靶對(duì)激光能量的利用率不高。在單層鋁膜前引入光吸收率較高的材料作為燒蝕層，可通過調(diào)節(jié)燒蝕層厚度有效控制燒蝕深度，提高飛片性能。金屬合金可通過調(diào)節(jié)組分配比實(shí)現(xiàn)光吸收率的可控調(diào)制，從而提高飛片性能，將其作為飛片靶燒蝕層有利于促進(jìn)該技術(shù)的廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種激光驅(qū)動(dòng)飛片靶結(jié)構(gòu)及其制備方法，該方法解決了傳統(tǒng)鋁飛片靶對(duì)激光能量利用率低的問題，有利于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的廣泛使用。

為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種激光驅(qū)動(dòng)飛片靶結(jié)構(gòu)，所述飛片靶包括依次設(shè)置的光學(xué)窗口層、燒蝕層和飛片層，所述燒蝕層設(shè)置在所述光學(xué)窗口層和所述飛片層之間，所述燒蝕層的材料為鋁與鎂、鈦、鍺中任意一種金屬的二元合金。

進(jìn)一步的，所述光學(xué)窗口層的材料為藍(lán)寶石、K9玻璃、融石英玻璃中的任意一種。

進(jìn)一步的，所述燒蝕層的光吸收率大于10％。

進(jìn)一步的，所述飛片層的材料為金屬鋁，所述金屬鋁的純度大于99％。

本發(fā)明還提供了一種激光驅(qū)動(dòng)飛片靶結(jié)構(gòu)的制備方法，具體為，在光學(xué)窗口層上沉積合金薄膜材料作為飛片靶的燒蝕層，然后在燒蝕層上沉積或粘接單金屬鋁作為飛片層，得到激光驅(qū)動(dòng)飛片靶。

進(jìn)一步的，所述燒蝕層的沉積方法選自物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積中，所述燒蝕層的厚度為10nm～4μm。

進(jìn)一步的，所述飛片層的沉積方法為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、膠粘中的任意一種，所述飛片層的厚度為3μm～100μm。

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說明，首先通過物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積的方法在光學(xué)窗口(藍(lán)寶石、K9玻璃、融石英玻璃等)表面沉積10nm～4μm的合金薄膜材料作為飛片靶燒蝕層，然后在合金薄膜表面通過物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積或膠粘方法沉積或粘接3μm～100μm的金屬鋁作為飛片層。

本發(fā)明采用在鋁飛片靶和光學(xué)窗口間沉積一層合金材料的方法，通過優(yōu)化合金組分及配比，改善了飛片靶燒蝕層的光吸收性能，提高了飛片靶對(duì)激光能量的利用率，有望實(shí)現(xiàn)激光驅(qū)動(dòng)飛片技術(shù)的廣泛使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的激光驅(qū)動(dòng)飛片靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-光學(xué)窗口層，2-燒蝕層，3-飛片層；

圖2為實(shí)施例1和對(duì)照例1中制備的藍(lán)寶石/鋁飛片靶(圖a)和藍(lán)寶石/鋁鈦合金/鋁飛片靶(圖b)的陰影成像照片；