储氢薄膜是用于中子发生器用氚靶的核心材料,其储氢量是决定氚靶性能的关键指标。另外,在激光火工品用爆炸箔中引入储氢薄膜,实现氢爆能和化学能相结合可提高其能量转换效率。本论文针对中子发生器用氚靶工作温度高、易粉碎、储氢量小等问题,采用磁控溅射法制备氚靶。重点研究了基底温度、Mo含量、工作温度对TiMo薄膜氚靶储氢性能的影响。另外,针对激光火工品能量转换效率低的问题,提出将储氢薄膜用于激光驱动飞片换能元。采用磁控溅射法制备MgAl薄膜,主要开展了不同Al含量对MgAl薄膜吸氢性能的影响及氢含量对激光飞片速度的影响。论文的主要工作如下:1.设计了中子发生器用氚靶结构,该结构主要由4部分构成,分别是Cu基底、Au阻挡层、TiMo合金储氢层、Ta保护层。其中Cu基底直径为15 mm,厚度为2 mm,200 nm厚的Au阻挡层是为了防止储氢层中的氢气向Cu基底扩散,20nm厚的Ta保护层能在空气中生成一层致密的Ta₂O₅,可有效隔绝大气中的水汽、氧等向储氢层扩散。采用磁控溅射法分别沉积Au阻挡层、TiMo储氢层、Ta保护层。采用高温加压的方法对制备的氚靶样品进行储氢处理,采用静态容量法测试氚靶的吸氢量。研究结果表明,TiMo薄膜表面平整无缺陷,且Mo含量为40 wt.%和55 wt.%的TiMo合金薄膜均生成了稳定的β-Ti相结构。随着Mo含量的增加,TiMo合金薄膜氚靶的储氢量降低,Mo含量为0 wt.%、23 wt.%、40 wt.%的薄膜样品的储氢量分别为7 wt.%、6.23 wt.%、1.8 wt.%。随着基底温度的升高,薄膜氚靶的储氢量逐渐升高,Mo含量为40%的TiMo薄膜氚靶在基底温度为室温和300℃下的储氢量分别为1.81 wt.%和3.01wt.%。Mo含量为40 wt.%的氚靶样品随着工作温度的增加储氢量逐渐升高,在工作温度为280℃下氚靶经过5次吸放氢实验后储氢量达到12.95 wt.%,且样品没有发生粉化、开裂等现象。在TiMo合金中掺杂Zr和Al金属形成Ti₃₈Zr₃₆Mo₂₅和Ti₇₂Al_l3Mo₂₅三元合金薄膜,Ti₃₈Zr₃₆Mo₂₅薄膜氚靶最高氢吸收含量为1.36 wt.%,Ti₇₂Al_l3Mo₂₅薄膜氚靶最高氢吸收含量为2.87 wt.%。该多层膜结构的氚靶抗粉化性能、储氢量均得到有效提升。2.利用磁控溅射技术在直径为5.8 mm的蓝宝石基底上分别制备了Mg、Mg₈₇Al₁₃、Mg₅₉Al₄₁、Mg₂₅Al₇₅、Al等5种激光飞片用储氢薄膜,在沉积过程中通入气体流量比为3:1的氩氢混合气沉积储氢薄膜。采用XRD衍射谱结果计算样品中的氢含量。研究结果表明,相较于纯氩气氛沉积的薄膜,在氩氢混合气中沉积的薄膜表面比较粗糙,缺陷较多。XRD测试结果表明,在MgAl合金薄膜中只有Mg₈₇Al₁₃、Mg₅₉Al₄₁两种薄膜存在氢化物相。Mg₈₇Al₁₃薄膜中MgH₂的相对含量为30 wt.%,Mg₅₉Al₄₁薄膜中MgH₂的含量为30.5 wt.%。相较于未储氢薄膜,储氢薄膜的导热性能降低,且物理吸附的氢含量越高,薄膜的导热性能越差。在光波长为1064 nm下,Mg和MgH薄膜的光吸收率分别为23%和32%,Mg₈₇Al₁₃和Mg₈₇Al₁₃H薄膜的光吸收率分别为25.7%和43.5%。表明储氢薄膜对激光的吸收率更高,这有利于提高激光火工品的能量转换效率。将沉积的薄膜样品装配成激光冲击片雷管,利用PDV对飞片速度进行测试,飞片材料为50μm的Al箔。测试结果表明,纯Mg薄膜驱动飞片的最高速度为1800 m/s,吸氢后的纯Mg薄膜驱动飞片的最高速度为2006 m/s,飞片速度提升了11.4%。Mg₈₇Al₁₃薄膜驱动飞片的最高速度为1381m/s,吸氢后的Mg₈₇Al₁₃薄膜驱动飞片最高速度为1589 m/s,速度提升了大约15%。吸氢后的Mg₅₉Al₄₁、Mg₂₅Al₇₅、Al薄膜驱动飞片的最高速度依次为1741 m/s、1627m/s、1968 m/s。相较于没有储氢的爆炸膜,储氢薄膜激光冲击片雷管的飞片速度都获得了显著提升,表明在激光火工品中引入氢实现了氢爆能和爆炸能的结合,显著提高了火工品的能量转换效率。