脉冲电镀法铊靶制备

脉冲电镀法铊靶制备

李超

加速器制备铊（201Tl）用金属铊（203Tl）靶，用普通电镀法制备时，要求加速器束流不能大于100微安，否则靶层既被打飞，不仅污染靶室，而且损失靶材。而脉冲电镀法对金属镀层的致密性﹑牢固性﹑均匀性比普通电镀均有较大提高[1]。为了提高加速器束流，缩短打靶时间，制备出高致密性﹑牢固性﹑均匀性的金属铊靶是非常重要的。为此，我们研究了脉冲电镀对镀Tl靶层的质量情况。结果如下：

一﹑电镀液只含Tl+（单向脉冲，占空比=0.9：0.1s）

溶液组成：Tl+离子浓度=20.27mg/ml;溶液酸度H2SO4=0.6mol/L；温度T=59-600C。

平均电流密度J变化，观察铊靶层情况

表1电流变化与铊靶层关系

溶液只含Tl+不易镀出好的镀层。

二﹑镀液中加入邻甲酚﹑蛋白胨（单向脉冲，占空比=0.9：0.1s）

溶液组成：Tl+离子浓度=25.26mg/ml;溶液酸度H2SO4=0.6mol/L；温度T=59-600C；邻甲酚=0.05mg/ml；蛋白胨=2.00mg/ml。

电流密度J变化，观察铊靶层情况

表2镀液中加入邻甲酚﹑蛋白胨后电流密度变化与铊靶层关系

以上实验，铂电极均有吸附物。

三﹑镀液中加入糊精（正反电压比=15：5；时间比=0.9:0.1s）

3﹑糊精含量改变，观察铊靶层情况

溶液组成：Tl+离子浓度=25.00mg/ml;溶液酸度H2SO4=0.8mol/L；温度T=40-500C；电流密度J=5.0-5.3mA/cm2。

表3糊精含量与铊靶层的关系

糊精含量大于20mg/ml时，靶层牢﹑铂电极不黑

4﹑Tl+离子浓度改变，观察铊靶层情况

溶液组成：溶液酸度H2SO4=0.8mol/L；温度T=40-500C；电流密度J=5.0-5.3mA/cm2，糊精含量20mg/ml

表4Tl+离子浓度改变与铊靶层的关系

Tl+离子浓度应大于20mg/mL

5﹑镀液酸度改变，观察铊靶层情况。

溶液组成：Tl+离子浓度=25.00mg/ml;糊精含量=20mg/ml；温度T=500C；平均电流密度J=10.0-10.2mA/cm2，溶液中（H2SO4）酸度改变，观察铊靶层情况。

表5镀液酸度变化与铊靶层的关系

镀液酸度0．8mol/L为宜。

6﹑温度变化，观察铊靶层情况

溶液组成：Tl+离子浓度=25.00mg/ml;糊精含量=20mg/ml；平均电流密度J=50--53mA/cm2，溶液酸度H2SO4=0.8mol/L；镀液温度改变，观察铊靶层情况。

表6镀液温度变化与铊靶层的关系

电镀液的温度在50-600C为宜。

7﹑平均电流密度J改变，观察铊靶层情况（单向脉冲，占空比=0.9：0.1s）

溶液组成：Tl+离子浓度=17.20mg/ml;糊精含量=20mg/ml；溶液酸度H2SO4=0.8mol/L；镀液温度56--560C。

表7平均电流密度改变与铊靶层的关系

本组实验Tl+离子浓度偏低。

通过上述实验，铊靶的厚度最高达75mg/cm2。此时的条件范围是：

Tl+离子浓度=20-25.00mg/ml;糊精含量=20mg/ml；平均电流密度J=50-100mA/cm2，溶液酸度H2SO4=0.8mol/L；溶液温度=50-600C。