本發(fā)明屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及核物理實(shí)驗(yàn)所需的質(zhì)量厚度為400～2000μg/cm2自支撐Ir靶的制備工藝。
背景技術(shù)：
自支撐靶，相對(duì)于有襯靶而言，是指在使用過(guò)程中無(wú)載體支撐的靶，厚度范圍從幾十納米到幾十微米。在很多核科學(xué)研究中，尤其是在低能核物理、激光核物理、原子與分子物理、天體核物理和核化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都需要以自支撐靶作為靶膜、剝離膜、X射線反射鏡或X射線過(guò)濾器等。自支撐Ir靶是常用的自支撐靶之一。
制備自支撐靶常用方法包括軋制法、磁控濺射法等、重離子濺射法等。由于金屬Ir屬于延展性極差的高熔點(diǎn)脆性極強(qiáng)的金屬，通常不采用軋制法制備。對(duì)于質(zhì)量厚度小于400μg/cm2自支撐Ir靶，可利用磁控濺射法將其直接濺射在襯底上，然后采用漂膜法撈取。但是利用上述方法制備質(zhì)量厚度大于400μg/cm2自支撐Ir靶時(shí)，會(huì)出現(xiàn)靶膜卷曲、平整性極差的情況，無(wú)法應(yīng)用于核物理實(shí)驗(yàn)中。因此，目前缺乏一種能夠制備質(zhì)量厚度大于400μg/cm2尤其是質(zhì)量厚度在400～2000μg/cm2范圍內(nèi)的自支撐Ir靶的制備工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
(一)發(fā)明目的
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種質(zhì)量厚度為400～2000μg/cm2、平整性好、厚度均勻性好的自支撐Ir靶的制備工藝。
(二)技術(shù)方案
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
一種質(zhì)量厚度為400～2000μg/cm2自支撐Ir靶的制備工藝，該工藝主要包括以下五個(gè)步驟：
(1)以銅箔為基襯，用聚焦重離子濺射法在該基襯上濺射沉積質(zhì)量厚度為100～250μg/cm2的Ir沉積層，得到銅基Ir膜；
(2)將步驟(1)得到的銅基Ir膜放置在硝酸溶液表面，其中銅基面直接接觸硝酸溶液，待銅基被硝酸腐蝕溶解完全后，得到與銅基襯分離的Ir沉積層；
(3)利用載玻片將步驟(2)得到的Ir沉積層轉(zhuǎn)移至去離子水表面以清洗Ir沉積層表面的硝酸溶液；
(4)將上述清洗過(guò)的Ir沉積層利用靶框固定；
(5)以步驟(4)得到的Ir沉積層作為基襯，再次利用聚焦重離子濺射沉積法在該基襯上濺射沉積Ir，直至得到所需質(zhì)量厚度的自支撐Ir靶。
優(yōu)選地，步驟(1)中Ir沉積層的質(zhì)量厚度為250μg/cm2。
優(yōu)選地，所述銅箔的厚度為15～20μm。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％。
優(yōu)選地，步驟(1)、步驟(5)中所述重離子濺射法所采用的工藝參數(shù)為濺射離子類型為Ar+，加速電壓為-8500V，聚焦電壓為-500V，放電電壓為-800V，磁場(chǎng)電壓為9.1V，放電氣壓為5.6Pa，真空室真空度為1×10-3Pa。
優(yōu)選地，步驟(4)中所述的靶框?yàn)殂~環(huán)。
(三)有益效果
本發(fā)明采用兩次聚焦重離子濺射法與襯底腐蝕法相結(jié)合的工藝成功制備了質(zhì)量厚度為400～2000μg/cm2且平整性和均勻性能夠滿足核物理實(shí)驗(yàn)要求的自支撐Ir靶，制備成功率在90％以上。主要的有益效果如下：①在本發(fā)明提供的制備工藝中，先利用聚焦重離子濺射法將100～250μg/cm2的Ir沉積層沉積在銅基襯表面，然后利用硝酸溶液將銅基襯腐蝕，得到Ir該沉積層，再利用聚焦重離子濺射法在Ir沉積層上沉積Ir，得到滿足厚度要求的Ir靶。該方法避免了直接將所需厚度的Ir沉積在銅基襯表面而帶來(lái)的漂膜時(shí)Ir沉積層卷曲甚至沉入溶液底部的現(xiàn)象，同時(shí)以厚度較小的Ir沉積層為襯底，也是本發(fā)明具有的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)之處，既得到了所需厚度也避免了Ir靶帶來(lái)其他雜質(zhì)。②銅箔的厚度為15～20μm，既便于Ir的沉積又便于銅基的腐蝕。③聚焦重離子濺射法所采用的工藝參數(shù)是發(fā)明人根據(jù)Ir的物理特性做出的具有創(chuàng)造性勞動(dòng)的技術(shù)方案，制備的Ir靶厚度均勻性好于95％。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
實(shí)施例1
一種質(zhì)量厚度為400～2000μg/cm2自支撐Ir靶的制備工藝，該工藝主要包括以下五個(gè)步驟：
(1)以厚度為15μm的銅箔為基襯，用聚焦重離子濺射法在該基襯上濺射沉積質(zhì)量厚度為250μg/cm2的Ir沉積層，得到銅基Ir膜；
(2)將步驟(1)得到的銅基Ir膜放置在硝酸溶液表面，其中銅基面直接接觸硝酸溶液，待銅基被硝酸腐蝕溶解完全后，得到步驟(1)與銅基分離的Ir沉積層；所述硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％。
(3)利用載玻片將步驟(2)得到的Ir沉積層轉(zhuǎn)移至去離子水表面以清洗Ir沉積層表面的硝酸溶液；
(4)將上述清洗過(guò)的Ir沉積層利用銅環(huán)固定；
(5)以步驟(4)得到的Ir沉積層作為基襯，再次利用聚焦重離子濺射沉積法在該基襯上濺射沉積Ir，直至得到所需質(zhì)量厚度的自支撐Ir靶。
步驟(1)、步驟(5)中所述重離子濺射法所采用的工藝參數(shù)為濺射離子類型為Ar+，加速電壓為-8500V，聚焦電壓為-500V，放電電壓為-800V，磁場(chǎng)電壓為9.1V，放電氣壓為5.6Pa，真空室真空度為1×10-3Pa。
利用該方法制備的Ir靶質(zhì)量厚度在400～2000μg/cm2內(nèi)，平整、厚度均勻性好于95％，且成功率在90％以上。
實(shí)施例2
與實(shí)施例1不同的是，步驟(1)中銅箔厚度為20μm，Ir沉積層的厚度為100μg/cm2。
實(shí)施例3
與實(shí)施例1不同的是，步驟(1)中Ir沉積層的厚度為180μg/cm2。