中國粉體網(wǎng)訊  近日，中國散裂中子源（CSNS）探測器團隊利用自主研制的磁控濺射大面積鍍硼專用裝置，成功制備出滿足中子探測器需求的高性能大面積碳化硼薄膜樣品，單片面積達到1500mm×500mm，薄膜厚度1微米，全尺寸范圍內(nèi)厚度均勻性優(yōu)于±1.32%，是目前國際上用于中子探測的最大面積的碳化硼薄膜。

高性能大面積碳化硼薄膜樣品

中子探測器是一種用于檢測和測量中子輻射的儀器，其一直被視為核科學(xué)和粒子物理學(xué)研究的關(guān)鍵設(shè)備。而基于硼轉(zhuǎn)換的中子探測器因其優(yōu)異的性能已成為當(dāng)前國際上研究的熱點，如何制備出高性能中子轉(zhuǎn)換碳化硼薄膜是其中最核心的技術(shù)，目前也只有美國和歐洲少數(shù)幾個發(fā)達國家掌握了該項技術(shù)。

經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān)和工藝試制，中國散裂中子源探測器團隊攻克了濺射靶材制作、過渡層選擇、基材表面處理等對鍍膜質(zhì)量影響大的關(guān)鍵技術(shù)，利用該裝置制備了多種規(guī)格的碳化硼薄膜，并成功應(yīng)用于中國散裂中子源多臺中子譜儀上的陶瓷GEM（氣體電子倍增器）中子探測器，實現(xiàn)了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化，為接下來研制更大面積的高性能新型中子探測器提供了強有力的技術(shù)支撐。

碳化硼是一種重要的非金屬材料，超常的硬度性能使其成為最理想的高溫耐磨材料，且碳化硼在高溫下表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性。碳化硼另外一個重要的性能就是具有較高的熱中子吸收能力，其中子俘獲截面高（600 barns），俘獲能譜寬，不產(chǎn)生放射性同位素，二次射線能量低，而且耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好等特點，被廣泛地用于核工業(yè)。

顯微鏡下的碳化硼顆粒

碳化硼的良好特性使得碳化硼薄膜逐漸成為了在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用潛力的材料。碳化硼薄膜作為一種高性能中子探測材料，可以在核反應(yīng)堆監(jiān)測、放射性示蹤劑監(jiān)測、中子束流能量測量等方面發(fā)揮重要作用。還可以在中子保護、中子測井和中子源開發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮獨特優(yōu)勢。因此，這項技術(shù)的應(yīng)用將為中子探測技術(shù)的發(fā)展開辟新的道路。

來源：

涂溶等：碳化硼薄膜制備技術(shù)研究進展

科技日報、人民網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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