【摘 要】
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纳米多孔泡沫金属材料作为一种理想的背光源靶材料近年来成为国内外制靶领域的研究热点.其中,Eychmuller等人报道了以金属盐为前驱体,NaBH4为还原剂制备了多种贵金属气凝胶(Ag、Au、Pt等),但最终气凝胶的微结构不易调控,且可加工性相对较差.陈珂等人通过模板限制还原法以Ta2O5气凝胶为模板制备了微结构可控的Ta单质气凝胶.美国劳伦兹利弗莫尔实验室(LLNL)采用离子浸渍法将铜离子掺入低密
【机 构】
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同济大学物理科学与工程学院,上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海200092
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纳米多孔泡沫金属材料作为一种理想的背光源靶材料近年来成为国内外制靶领域的研究热点.其中,Eychmuller等人报道了以金属盐为前驱体,NaBH4为还原剂制备了多种贵金属气凝胶(Ag、Au、Pt等),但最终气凝胶的微结构不易调控,且可加工性相对较差.陈珂等人通过模板限制还原法以Ta2O5气凝胶为模板制备了微结构可控的Ta单质气凝胶.美国劳伦兹利弗莫尔实验室(LLNL)采用离子浸渍法将铜离子掺入低密度的碳纳米管(CNT),并结合湿化还原工艺获得了Cu/CNT复合气凝胶,而制备具有自支撑结构的铜气凝胶材料鲜有报道.本文在室温条件下,以DIS法制备了铜基湿凝胶模板,结合醇热还原方法制备了密度约为900mg·cm-3块体的铜泡沫金属气凝胶.通过微观结构的表征和机理分析发现,还原过程中初始的铜基凝胶颗粒在高温-高压条件下分散开,并逐渐被乙二醇还原生成尺寸为1-5nm的铜纳米颗粒,均匀地分散在PAA网络中.PAA不仅作为凝胶的位阻剂和引导剂,还包裹在铜粒子周围形成了抗氧化层.还原后的产物由纳米量级的胶体颗粒堆积而成,其基本保留了模板相似的多孔形貌.最终样品中含有少量的氧可能与PAA或铜颗粒的二次氧化有关.此外,由于铜这种中Z元素在元素周期表中的特殊位置,其通过醇热法制备相应的纳米多孔泡沫材料有望成为一种理想的X射线背光源靶材料.
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