激光慣性約束聚變實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有一個(gè)重要因素常常是決定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,即在加速壓縮過(guò)程中發(fā)生靶球表面的R2T流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性,引起這種不穩(wěn)定性最直接的原因就是表面缺陷的存在。在加速過(guò)程中,如果缺陷增長(zhǎng)的足夠大,就會(huì)引起不對(duì)稱內(nèi)爆甚至于使球殼破裂而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗;在內(nèi)爆減速期粗糙的內(nèi)表面也會(huì)變得流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定,進(jìn)一步的R2T不穩(wěn)性增長(zhǎng)削弱了內(nèi)爆最后的對(duì)稱性并會(huì)混淆推動(dòng)劑及燃料界面,降低了燃燒效率進(jìn)而阻止點(diǎn)火。因此,用于ICF實(shí)驗(yàn)的靶球在內(nèi)外表面要求有很好的粗糙度。原子力顯微鏡(AFM)作為一種新型高精度的表面形貌測(cè)量工具近年來(lái)被運(yùn)用于靶球表面粗糙度的測(cè)量與分析。它能以納米量級(jí)的精度繪出靶球表面粗糙度的定量分析結(jié)果。由于原子力顯微鏡一次測(cè)量的范圍非常有限,因而為了能對(duì)靶球整個(gè)4Π表面粗糙度實(shí)行監(jiān)測(cè),我們研制了匹配于AFM的確定靶丸4Π定位搓動(dòng)裝置,它可以將靶丸在水平和垂直方向上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。用該裝置我們可以用原子力顯微鏡AFM對(duì)靶丸表面任一局部進(jìn)行掃描,從而可以對(duì)靶丸表面的整體形貌作出精確評(píng)價(jià)。有力地推動(dòng)了靶丸的研制工作。

借助4Π旋轉(zhuǎn)裝置,我們用AFM對(duì)目前研制的各型靶丸進(jìn)行了隨機(jī)抽樣測(cè)量,結(jié)果列于表l,其中內(nèi)表面是將小球壓碎或切開(kāi)后測(cè)量碎片后得到的。由表中所列數(shù)據(jù)說(shuō)明幾點(diǎn)問(wèn)題:其一,玻璃球與PS塑料球的外表面的粗糙度比較接近,其中氘代塑料球比玻璃球及普通的PS塑料球要好一些;其二,塑料球的內(nèi)表面粗糙度要比玻璃球好得多,提高了約一個(gè)數(shù)量級(jí);其三,我們自制的玻璃球外表面粗糙度略差于俄制玻璃球。玻璃球表面一般呈現(xiàn)細(xì)微的顆粒狀,大小從零點(diǎn)幾到幾個(gè)微米,而塑料球局部顯得比較光滑,但從較大范圍來(lái)看,有一些緩慢的起伏。另外,自制玻璃球的一部分表面存在較大的包塊,塑料球有一些存在氣泡孔的結(jié)構(gòu),這些結(jié)果可以為制球工藝的改進(jìn)和材料配方的研究服務(wù)。

蘇州飛時(shí)曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)30多項(xiàng)，研發(fā)的多款產(chǎn)品被評(píng)為高新技術(shù)產(chǎn)品，并通過(guò)CE、ISO9001、SGS認(rèn)證。公司的核心研究方向?yàn)楣狻C(jī)、電、算一體化的微納米檢測(cè)設(shè)備、先進(jìn)的醫(yī)療儀器。飛時(shí)曼作為國(guó)內(nèi)自主品牌、蘇州飛時(shí)曼精密儀器有限公司，其主要產(chǎn)品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewRa-AFM、光學(xué)原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewOp-AFM、教學(xué)型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學(xué)型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業(yè)型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發(fā)的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。