硼化技術(shù),采用硼氫化合物如乙硼烷(B2H6)、十硼烷(B10H14)或有機硼化物如B(CH3)3作為硼源,以等離子體化學(xué)氣相沉積的方式在相應的基體材料內壁上生長(cháng)一層硼膜。從而可有效抑制內壁金屬雜質(zhì)和氧、碳雜質(zhì)逸出,有效降低等離子體放電能量損失,顯著(zhù)改善托卡馬克的放電性能。
雜質(zhì)離子可使等離子體的能量過(guò)度損失
對等離子體雜質(zhì)離子進(jìn)行抑制、吸附,獲得高純等離子體,是實(shí)現受控熱核聚變必須解決的重大問(wèn)題之一。 核聚變裝置物理實(shí)驗中, 高溫等離子體與壁相互作用, 使得腔壁釋放各種雜質(zhì)進(jìn)入等離子體中, 造成等離子體能量的巨大損失。在核聚變真空腔室內壁生長(cháng)硼膜,可有效抑制金屬雜質(zhì)和氧、碳雜質(zhì)逸出,有效降低等離子體放電能量損失,大大改善等離子性能。這種保護方法的發(fā)展形成了一種稱(chēng)為硼化技術(shù)。
左上:硼化過(guò)程 右上:硼膜實(shí)現腔壁全覆蓋 左下:硼膜/基底致密結構 右下:硼膜成分分析
目前已實(shí)現穩定為新奧EXL50聚變裝置內部進(jìn)行硼化處理。
a)膜層厚度可達100-300nm
b)沉積速率0.6nm/min-5nm/min可控
c)無(wú)脫落現象,結合力>240N/m