技术领域
[0001] 本发明属于激光惯性约束聚变(ICF)领域，具体涉及惯性约束聚变靶制备领域，尤其涉及一种Ta2O5气凝胶原位成型模具。
相关背景技术
[0002] 气凝胶是一种新型纳米多孔材料，在ICF靶物理的研究物理实验、辐射能量匀化、燃料吸附及诊断实验等研究中得到广泛应用。氧化钽Ta2O5气凝胶是ICF物理实验中一种重要的高Z金属氧化物气凝胶，具有较高的光学不透明度，其在ICF试验中具有重要的用途。
[0003] 在ICF靶中包括一种含有金腔内壁，内衬为Ta2O5气凝胶材料的靶型，目前制备这种金腔内壁内衬Ta2O5气凝胶材料的方法有两种：一种是Ta2O5气凝胶块体材料经过机械加工，制备成所需的零件，再通过装配将Ta2O5气凝胶靶材料装配到金腔内；另一种是直接在金腔靶零件腔体内原位制备充满腔体的气凝胶，再通过激光加工等方式去除腔体内多余的气凝胶，得到所需零件。由于Ta2O5气凝胶密度很低，材料强度很低，在机械加工切削力的作用下，Ta2O5气凝胶很容易开裂，成品率很低，甚至无法加工；而激光加工的烧蚀作用容易破坏Ta2O5气凝胶表面的结构和成分。
具体实施方式
[0017] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0019] 本实施例提供一种如图1所示的Ta2O5气凝胶原位成型模具，该模具包括：
[0020] 孔板1、金腔2、模芯3、定位环4和限制环5；其中：
[0021] 孔板1为含有通孔的平板，通孔的孔径与金腔2的外径保持一致；
[0022] 金腔2为圆柱形薄壁空腔；
[0023] 定位环4为圆环形状，其外径与金腔2的外径一致；
[0024] 模芯3为可溶性材料制成的台阶轴形状零件，模芯3直径小的一端的直径与定位环4的内径一致，模芯3直径大的一端的直径根据所需制备的内衬Ta2O5气凝胶6的厚度计算确定，金腔2的内半径与模芯3直径大端的半径之差为内衬Ta2O5气凝胶6的厚度；
[0025] 限制环5为圆环形状零件，限制环5的内直径与模芯3直径大的一端的直径一致。
[0026] 各部件之间的连接关系为：金腔2、定位环4设置在孔板1的圆孔内，定位环4在金腔2的下端，限制环5设置在金腔2的上端，模芯3穿在金腔2、定位环4、限制环5中间，金腔2、模芯3、定位环4、限制环5保持同轴。
[0027] 利用上述模具制备所述的内衬Ta2O5气凝胶6时，将模具置于溶胶溶液中，使溶液充满金腔2与模芯3之间的间隙，溶胶溶液经过凝胶化、干燥处理后，成为内衬Ta2O5气凝胶6。制备好内衬Ta2O5气凝胶6后，将模具置于溶解液中，使模芯3被溶解液溶解掉，将金腔2从孔板1的孔中取出，这样就获得了与金腔2结合在一起的内衬Ta2O5气凝胶6，如图2所示。
