[發明專利]氧同位素靶的制備方法

有效

• 申請號: 202010285698.1
• 申請日: 2020-04-13
• 公開（公告）號: CN111362304B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 樊啟文;孟波;王華
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C01G41/02
• 分類號: C01G41/02;C04B35/495;C04B35/622;C04B41/87;C23C14/08;C23C14/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.氧同位素靶的制備方法，其特征在于，該方法包括：

將氣體狀態的氧氣同位素¹⁷O₂或¹⁸O₂與鎢粉發生氧化還原反應生成粉狀W¹⁷O₃或W¹⁸O₃；

將得到的粉狀W¹⁷O₃或W¹⁸O₃利用物理氣相沉積法制備成W¹⁷O₃或W¹⁸O₃靶材；

該方法包括以下步驟：

(1)鎢粉脫氧處理；

(2)鎢粉與氣體狀態的¹⁷O₂或¹⁸O₂反應生成粉末狀W¹⁷O₃或W¹⁸O₃；

(3)將步驟(2)得到的粉末狀W¹⁷O₃或W¹⁸O₃壓制成片狀；

(4)將步驟(3)得到的片狀W¹⁷O₃或W¹⁸O₃放入物理氣相沉積設備中，將所需厚度的W¹⁷O₃或W¹⁸O₃蒸發并沉積在碳基襯上。

2.根據權利要求1所述的氧同位素靶的制備方法，其特征在于，所述脫氧處理是利用氫氣將表面氧化的鎢粉還原成W，具體反應式為WO₃+3H₂→W+3H₂O。

3.根據權利要求1或2所述的氧同位素靶的制備方法，其特征在于，所述脫氧處理的反應分為兩個階段，第一個階段是600～700℃下將WO₃還原成WO₂，該階段持續8～12min；第二階段在800～900℃下將WO₂還原成W，該階段持續13～17min。

4.根據權利要求1所述的氧同位素靶的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的反應是在真空條件下進行，真空度低于3×10^-4Pa；反應容器為石英管，反應溫度為350～450℃，反應時間持續5～7min。

5.根據權利要求1所述的氧同位素靶的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中物理氣相沉積的過程包括：將步驟(3)得到的片狀W¹⁷O₃或W¹⁸O₃材料放入鉭坩堝內，將W¹⁷O₃或W¹⁸O₃利用電阻加熱法蒸發沉積到碳基襯上。

6.根據權利要求1所述的氧同位素靶的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中物理氣相沉積步驟包括：

①碳基襯表面除雜

將物理氣相沉積設備抽真空至5～10Pa，開啟轟擊電源高壓至1000V，利用等離子體轟擊基襯表面進行清洗；

②W¹⁷O₃或W¹⁸O₃除雜

抽真空至真空度低于2×10^-4Pa，啟動烘烤電源；對鉭坩堝中的W¹⁷O₃或W¹⁸O₃在150～200℃下烘烤1h；

③蒸發沉積

啟動蒸發電源，將電流升至90～100A，使W¹⁷O₃或W¹⁸O₃材料蒸發并沉積在碳基襯上。