1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 德阳市环境监测中心站, 四川 德阳 618000
利用微流控技术实现了毫米量级多元丙烯酸酯(TMPTA)空心泡沫微球的制备。通过对微流体通道的设计与流场分析, 获得了具有最佳流场均匀性分布的Y型微流控通道；利用软模板技术实现了Y型通道微流控芯片的组装, 并开展了TMPTA泡沫微球的结构控制研究。研究结果表明: 在模板尺寸一定的情况下, 能够通过调节各相流速实现对微球壁厚和直径的有效控制；微球壳层密度可通过控制单体浓度来调节。通过优化控制条件, 实现了密度20~100 mg/cm3、直径大于3 mm的空心泡沫微球的制备。
微流控技术 泡沫微球 毫米量级 microfluidic technology foam shells TMPTA TMPTA millimeter-scale 强激光与粒子束
2015, 27(5): 052003
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川绵阳 621900
2 西南科技大学 材料科学与工程学院， 四川 绵阳 621010
采用相界面跟踪（VOF）数值模拟方法，研究了轴流型微流控芯片中流速比、界面张力、粘度等对乳液粒子粒径的影响。模拟结果表明:乳液粒子粒径与流速比的对数存在线性关系，在一定范围内，当流速比增大时，粒径变小；当界面张力小于0.025 N/m时，乳液粒径随界面张力增大而增加，当界面张力超过0.03 N/m时，乳液粒径变化趋于平缓；分散相粘度对乳液粒径的影响甚微。以聚乙烯醇（PVA）水溶液为连续相，二乙烯基苯（DVB）溶液为分散相，采用自制的聚二甲基硅氧烷（PDMS）轴流型微流控芯进行了DVB乳液粒子成型实验研究，获得了0.5~3.0 mm的DVB乳液粒子。
微流控法 二乙烯基苯 乳液粒子 数值模拟 轴流 microfluidic method divinyl benzene emulsion droplets simulation co-flowing 强激光与粒子束
2014, 26(5): 052009
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
将二氧化硅(SiO2)微球为模板材料分散在聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)溶液中, 通过对流自组装方法将其涂覆于基片上, 经过热致相分离(TIPS)过程形成含SiO2微球模板的PMP薄膜, 然后通过氢氟酸(HF)溶液腐蚀除去SiO2微球, 获得了具有规则多孔结构的PMP聚合物薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)对含SiO2微球的PMP薄膜以及除去SiO2微球后的PMP多孔薄膜的微结构进行了表征。研究结果表明: SiO2微球在聚合物中呈有序排列, 腐蚀除去SiO2微球后PMP薄膜有效复制了SiO2微球形成的有序结构, 形成了有序多孔PMP薄膜。
有序多孔 热致相分离/模板法 对流自组装 PMP PMP regular porous TIPS/template method convective assembly 强激光与粒子束
2014, 26(2): 022020
1 西南科技大学 材料科学与工程学院， 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 等离子体物理重点实验室， 四川 绵阳 621900
分别以正硅酸甲酯、醋酸铜为硅源和铜源，通过溶胶凝胶法及CO2超临界干燥技术制备了一系列Cu掺杂SiO2复合气凝胶。采用红外谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、比表面积和孔隙度分析仪(BET)、动态热机械分析仪(DMA)对样品进行了表征。结果表明随着铜含量的增加，复合气凝胶密度增加，比表面积降低，平均孔径增加，实际掺杂比与理论掺杂比对应增加。该复合气凝胶具有三维网状结构，密度低(＜40 mg/cm3)，比表面积高(＞390 m2/g)，成型性较好，有望应用于惯性约束聚变(ICF)实验。
Cu掺杂SiO2复合气凝胶 溶胶凝胶法 超临界干燥 惯性约束聚变 Cu-doped SiO2 composite aerogels sol-gel supercritical drying inertial confinement fusion 强激光与粒子束
2014, 26(1): 012003
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
以聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)为泡沫骨架，μm量级钨为掺杂材料，超高分子量聚乙烯(UHWPE)为溶液粘度控制剂，通过热诱导倒相技术实现了低密度钨掺杂聚合物泡沫的制备。实验结果表明：当UHWPE质量分数为25%时，能够实现粒径10 μm的钨在泡沫体内的均匀掺杂；泡沫密度为20 mg/cm3时，钨掺杂质量分数最高可达60%。
聚-4-甲基-1-戊烯 聚合物泡沫 钨 掺杂 poly(4-methyl-1-pentene) polymer foam tungsten doping 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2905
1 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过数值模拟对T型通道中微液滴粒径控制的主要因素进行探讨，并结合实验验证确定了稳定控制液滴粒径的条件。结果表明离散相与连续相入口管径比及流速比是控制粒径的主要因素，并获得了50,80,120 μm粒径的SiO2微球(入口管径比为5，流速比为4,6,10)，其球形度大于93%，单分散性小于5%。实验结果与数值模拟匹配性较好。
二氧化硅 T型 微球 微流控 silicon T-junction particles microfluidic
