方形柱面實芯微通道板的制備裝置及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種方形柱面實芯微通道板的制備裝置，包括：真空加熱爐、方形定位架、方形平面實芯微通道板、方形柱面胎具；所述方形柱面胎具置于真空加熱爐腔體的底部中心位置；所述方形定位架置于方形柱面胎具的臺階處，用來固定所述方形平面實芯微通道板，防止其滑落；所述方形定位架的內(nèi)置方形的長度和寬度略大于方形平面實芯微通道板的長度和寬度，方形定位架的高度超過方形柱面胎具的柱面表面的頂點達到方形平面實芯微通道板側(cè)面的中心位置。本發(fā)明的方形柱面實芯微通道板的制備裝置及制備方法，利用自重力熱成型的原理，制備方形柱面實芯微通道板，成型質(zhì)量容易控制，成型速度快，質(zhì)量好。
【專利說明】方形柱面實芯微通道板的制備裝置及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于X射線、Y射線、紫外線、帶電粒子的探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種方形柱面實芯微通道板的制備裝置及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]平面微通道板是一種二維連續(xù)電子倍增的電真空器件，它是由許多具有連續(xù)電子倍增能力的通道按一定的幾何圖案排列而成。在其兩端加上一定的電壓，能夠獲得很高的電子增益，對極其微弱的二維電子圖像進行倍增和放大。
[0003]微通道板既可用于探測從近紅外到硬X射線波段的光輻射，也可用于探測電子、離子、α粒子及Y射線和宇宙射線。目前，微通道板主要應用于光子計數(shù)成像探測和微光夜視成像等領(lǐng)域，使用微通道板作為像增強器的位置靈敏光子計數(shù)成像探測器已經(jīng)被廣泛應用于空間科學(空間天文學、空間等離子體物理學、深空探測等)、同步輻射物理學、化學、材料科學、光學(熒光成像、拉曼光譜)和生物醫(yī)學等領(lǐng)域。
[0004]平面微通道板的制造過程是將芯料(實芯棒料)與皮料(空心玻璃管)套在一起，經(jīng)過拉單絲、排絲、拉復絲、熔片、切片、兩個表面光學拋光等工序而制成平面實芯微通道板，然后將平面實芯微通道板浸入鹽酸溶液中進行腐蝕，芯料被腐蝕掉，剩下皮料，除邊緣外平面實芯微通道板的其余部分成為網(wǎng)狀的空芯面板，再放入高溫氫氣爐中還原，冷卻后在真空鍍膜機蒸鍍一層導電電極，經(jīng)檢驗合格后成為平面微通道板成品。
[0005]對于使用基于羅蘭園設計的高分辨率成像光譜儀器，其焦平面是柱面，平面微通道板不能滿足成像質(zhì)量要求，而方形柱面微通道板可以消除由于離焦所造成的圖像分辨率變差，進而提高基于羅蘭園設計的高分辨率成像光譜儀器的成像質(zhì)量，因此，制備方形柱面微通道板是業(yè)內(nèi)人士極為關(guān)注的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種方形柱面實芯微通道板的制備裝置及制備方法。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0008]一種方形柱面實芯微通道板的制備裝置，包括:真空加熱爐、方形定位架、方形平面實芯微通道板、方形柱面胎具；
[0009]所述方形柱面胎具置于真空加熱爐腔體的底部中心位置；
[0010]所述方形定位架為一由四個面圍起得到的方框體，相鄰面互相垂直；
[0011]所述方形柱面胎具的上部設有一圈臺階，所述臺階內(nèi)的方形柱面胎具的頂部設有一柱面凸起；所述方形平面實芯微通道板置于所述方形柱面胎具的頂部的柱面凸起上；
[0012]所述方形定位架置于方形柱面胎具的臺階處，用來固定所述方形平面實芯微通道板，防止其滑落；
[0013]所述方形定位架的內(nèi)置方形的長度和寬度略大于方形平面實芯微通道板的長度和寬度，方形定位架的高度超過方形柱面胎具的柱面表面的頂點達到方形平面實芯微通道板側(cè)面的中心位置。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述方形平面實芯微通道板的長寬尺寸為:20?40mmX70?10Omm ;厚度為 0.3 ?2mm。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述方形柱面胎具的材料為不銹鋼。
[0016]上述技術(shù)方案中，所述真空加熱爐的內(nèi)部加熱空間為300mmX 300mm X 300mm，均溫區(qū)空間為200mmX200mmX200mm，均溫區(qū)內(nèi)溫度均勻性為±2°C，控溫精度為±1°C，均溫區(qū)溫度范圍為室溫?1000°C。
[0017]上述技術(shù)方案中，用所述的制備裝置來制備方形柱面實芯微通道板的制備方法，包括以下步驟:
[0018]將裝有方形平面實芯微通道板的胎具固定在真空加熱爐內(nèi)；
[0019]將真空加熱爐腔體抽成真空度達到好于3 X 10_5Pa狀態(tài)后，啟動真空加熱爐，以約5°C /min的速率升溫，當爐內(nèi)溫度上升到方形平面實芯微通道板的軟化溫度時，保溫20-30分鐘，在此過程中方形平面實芯微通道板在自身重力的作用下逐漸向下彎曲而成型為柱面方形實芯微通道板，該方形柱面實芯微通道板柱面的矢高和曲率半徑與方形柱面胎具的柱面表面的矢高和曲率半徑相同；
[0020]最后，關(guān)閉真空加熱爐，冷卻后將制成的方形柱面實芯微通道板取出。
[0021]上述技術(shù)方案中，所述方形柱面實芯微通道板的寬度w為20mm?40mm,長度d為60mm?100mm,柱面的曲率半徑R與d的比為0.8?20.0,厚度為0.3mm?2mm。
[0022]上述技術(shù)方案中，所述方形柱面實芯微通道板的柱面的曲率半徑R與d的比為
1.0?4.0,厚度為0.5臟?I臟。
[0023]本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0024]本發(fā)明的方形柱面實芯微通道板的制備裝置及制備方法，利用自重力熱成型的原理，制備方形柱面實芯微通道板，成型質(zhì)量容易控制，成型速度快，質(zhì)量好。
[0025]對于使用基于羅蘭園設計的高分辨率成像光譜儀器，其焦平面是柱面，平面微通道板不能滿足成像質(zhì)量要求，根據(jù)本發(fā)明的制備得到的方形柱面實芯微通道板，可以消除由于離焦所造成的圖像分辨率變差，進而提高基于羅蘭園設計的高分辨率成像光譜儀器的成像質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0027]圖1是建立的方形柱面實芯微通道板制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2方形定位架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是圖2的長度方向的縱向剖視圖；
[0030]圖4是圖2的俯視圖；
[0031]圖5是方形柱面胎具的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是圖5的長度方向的縱向剖視圖；
[0033]圖7方形柱面實芯微通道板的立體示意圖；
[0034]圖8是圖7的長度方向的縱向剖視圖；[0035]圖9是圖7的俯視圖。
[0036]圖中的附圖標記表不為:
[0037]1-真空加熱爐、2-方形定位架、3-方形平面實芯微通道板、4-方形柱面胎具、5-真空加熱爐腔體、6-方形柱面實芯微通道板。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做以詳細說明。
[0039]步驟1:建立方形柱面實芯微通道板的制備裝置，該裝置如圖1-6所示，該制備裝置包括真空加熱爐1、方形定位架2、方形平面實芯微通道板3、方形柱面胎具4。其方形定位架2如圖2、圖3、圖4所示；方形柱面胎具4如圖5、圖6所示；方形柱面胎具4置于真空加熱爐腔體5的底部中心位置，將方形平面實芯微通道板3置于方形柱面胎具4頂部，方形定位架2置于方形柱面胎具4的臺階處將方形平面實芯微通道板3固定防止其滑落，方形定位架2的內(nèi)置方形的長度和寬度略大于方形平面實芯微通道板3的長度和寬度，方形定位架2的高度超過方形柱面胎具4的柱面表面的頂點達到方形平面實芯微通道板3側(cè)面的中心位置。
[0040]按圖1所示的結(jié)構(gòu)，其中真空加熱爐I是功率為幾十kW的方形高溫鑰片加熱爐，除了它的下內(nèi)表面沒有安裝鑰片之外，其余五個內(nèi)表面均安裝了鑰片，其中一個側(cè)面安裝了門，在鑰片的外部有五層不銹鋼屏作為隔熱層，真空加熱爐I的內(nèi)部加熱空間為300mmX300mmX300mm，均溫區(qū)空間為200mmX200mmX200mm，均溫區(qū)內(nèi)溫度均勻性為±2°C，控溫精度為± I°C，均溫區(qū)溫度范圍為室溫?1000°C，方形定位架2為不銹鋼材料的方形筒狀物，其內(nèi)壁的長度和寬度大于方形平面實芯微通道板3的長度和寬度，方形平面實芯微通道板3的尺寸為(20?40)_X (70?100)_，厚度為0.3?2_，方形柱面胎具4為不銹鋼材料，上部的上表面為柱面的方形，柱面的曲率半徑與要制作的方形柱面實芯微通道板6的上下表面均為柱面的曲率半徑相同，其柱面表面經(jīng)過拋光處理后粗糙度能達到好于lnm。真空加熱爐腔體的腔體內(nèi)壁500?800mm，使用真空泵將其抽成真空。
[0041]步驟2:制備方形柱面實芯微通道板3，即利用步驟I所建立的方形柱面實芯微通道制備裝置制備方形柱面實芯微通道板。將裝有方形平面實芯微通道板3的胎具固定在真空加熱爐I內(nèi)，將真空加熱爐腔體5抽成真空度達到好于3X 10_5Pa狀態(tài)后，啟動真空加熱爐1，以約5°C /min的速率升溫，當爐內(nèi)溫度上升到方形平面實芯微通道板3的軟化溫度時，保溫20-30分鐘，在此過程中方形平面實芯微通道板3在自身重力的作用下逐漸向下彎曲而成型為柱面方形實芯微通道板，該微通道板柱面的矢高和曲率半徑與方形柱面胎具4的柱面表面的矢高和曲率半徑相同；最后，關(guān)閉真空加熱爐1，冷卻后將制成的方形柱面實芯微通道板取出。
[0042]該方形柱面實芯微通道板6的厚度t為0.3mm?2mm,中部為一方形的上下表面均為柱面的板狀物。方形柱面實芯微通道板6的寬度w為20mm?40mm,長度d為60mm?100mm，柱面的曲率半徑R與d的比為0.8?20.0。
[0043]按上述步驟I和步驟2方法制備出的方形柱面實芯微通道板如圖7、圖8和圖9所示；該方形柱面實芯微通道板6的矢高和曲率半徑與方形柱面胎具4的柱面表面的矢高和曲率半徑相同。[0044]在其他的【具體實施方式】中，方形柱面實芯微通道板6的優(yōu)選厚度t為0.5mm?Imm,寬度w為20mm?40mm,長度d為60mm?100mm,柱面的曲率半徑R與d的優(yōu)選比為1.0 ?4.0。
[0045]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種方形柱面實芯微通道板的制備裝置，其特征在于，包括:真空加熱爐(I)、方形定位架(2 )、方形平面實芯微通道板(3 )、方形柱面胎具(4 ); 所述方形柱面胎具(4)置于真空加熱爐腔體(5)的底部中心位置； 所述方形定位架(2)為一由四個面圍起得到的方框體，相鄰面互相垂直； 所述方形柱面胎具(4)的上部設有一圈臺階，所述臺階內(nèi)的方形柱面胎具(4)的頂部設有一柱面凸起；所述方形平面實芯微通道板(3)置于所述方形柱面胎具(4)的頂部的柱面凸起上； 所述方形定位架(2)置于方形柱面胎具(4)的臺階處，用來固定所述方形平面實芯微通道板(3)，防止其滑落； 所述方形定位架(2)的內(nèi)置方形的長度和寬度略大于方形平面實芯微通道板(3)的長度和寬度，方形定位架(2)的高度超過方形柱面胎具(4)的柱面表面的頂點達到方形平面實芯微通道板(3)側(cè)面的中心位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述方形平面實芯微通道板(3)的長寬尺寸為:20?40_Χ70?100謹；厚度為0.3?2謹。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述方形柱面胎具(4)的材料為不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于， 所述真空加熱爐(I)的內(nèi)部加熱空間為300mm X 300mm X 300mm，均溫區(qū)空間為200mmX200mmX200mm，均溫區(qū)內(nèi)溫度均勻性為±2°C，控溫精度為土1°C，均溫區(qū)溫度范圍為室溫?1000°C。
5.應用權(quán)利要求1所述的制備裝置來制備方形柱面實芯微通道板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將裝有方形平面實芯微通道板(3)的胎具固定在真空加熱爐(I)內(nèi)； 將真空加熱爐腔體(5)抽成真空度達到好于3 X KT5Pa狀態(tài)后，啟動真空加熱爐(1)，以約5°C /min的速率升溫，當爐內(nèi)溫度上升到方形平面實芯微通道板(3)的軟化溫度時，保溫20-30分鐘，在此過程中方形平面實芯微通道板(3)在自身重力的作用下逐漸向下彎曲而成型為柱面方形實芯微通道板(6)，該方形柱面實芯微通道板(6)柱面的矢高和曲率半徑與方形柱面胎具(4)的柱面表面的矢高和曲率半徑相同； 最后，關(guān)閉真空加熱爐(I )，冷卻后將制成的方形柱面實芯微通道板(6)取出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述方形柱面實芯微通道板(6)的寬度w為20mm?40mm,長度d為60_?100mm,柱面的曲率半徑R與d的比為0.8?20.0,厚度為0.3mm?2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述方形柱面實芯微通道板(6)的柱面的曲率半徑R與d的比為1.0?4.0,厚度為0.5mm?1mm。
【文檔編號】H01J9/00GK103794429SQ201410029527
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】尼啟良 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所