本發(fā)明屬于光電材料領(lǐng)域，特別是涉及一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、微通道板(mcp)是一種優(yōu)異的二維電子倍增材料，是像增強(qiáng)器、光電倍增管、光子計(jì)數(shù)管等極微弱光電探測(cè)器件的核心材料，具有高增益、高空間分辨、高時(shí)間分辨等特性。在高能物理、射線診療、空間探測(cè)、紫外探測(cè)等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用。

2、微通道板工作時(shí)，入射電子進(jìn)入微通道板中，經(jīng)過(guò)多次電子倍增，在微通道板的出口處形成高密度的電子云，電子云會(huì)與微通道板內(nèi)部的殘留氣體產(chǎn)生電離(如n2、h2、co2和co等)，導(dǎo)致板間的正離子在電場(chǎng)作用下向反方向運(yùn)動(dòng)，反向轟擊光電陰極，造成光電陰極損傷并產(chǎn)生干擾信號(hào)，降低微通道板的使用壽命和信噪比。

3、目前，現(xiàn)有技術(shù)中mcp的耐烘烤溫度低，無(wú)法通過(guò)高溫烘烤除去吸附于通道內(nèi)壁表面的大量殘余氣體分子，導(dǎo)致容易產(chǎn)生離子反饋效應(yīng)。此外，現(xiàn)有技術(shù)中制備mcp的皮料玻璃的軟化溫度、熱穩(wěn)定性、耐酸穩(wěn)定性和抗析晶性能等各項(xiàng)性能亟待優(yōu)化，以使皮料玻璃的各項(xiàng)性能能夠滿足微通道板的制備及使用的特殊要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于，提供一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的微通道板(mcp)的耐烘烤溫度低，離子反饋效應(yīng)大的缺點(diǎn)，能夠有效提高其耐烘烤溫度，降低其離子反饋效應(yīng)。同時(shí)，能夠使所述皮料玻璃的玻璃相轉(zhuǎn)變溫度tg≥620℃，軟化溫度tf≥680℃，20～300℃的熱膨脹系數(shù)為(67～72)×10-7/℃，并具有良好的抗析晶性能和耐酸穩(wěn)定性，進(jìn)一步地，由該皮料玻璃制備的微通道板的耐烘烤溫度≥580℃，體電阻≤172mω。

2、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種皮料玻璃，以氧化物計(jì)，其包括sio2、pbo、bi2o3、cs2o、rb2o、bao、mgo、al2o3、zro2、nb2o5和sro；

3、其中，所述sio2的含量為20～40wt％；所述pbo和所述bi2o3的總含量為35～45wt％；所述cs2o和所述rb2o的總含量為5～12wt％；所述bao和所述mgo的總含量為10～16wt％；所述al2o3的含量為1～4wt％；所述zro2和所述nb2o5的總含量為3～7wt％；所述sro的含量為5～10wt％。

4、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

5、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述sio2的含量為22～28wt％；所述pbo和所述bi2o3的總含量為38～42wt％；所述cs2o和所述rb2o的總含量為7～10wt％；所述bao和所述mgo的總含量為12～14wt％；所述al2o3的含量為2～3wt％；所述zro2和所述nb2o5的總含量為3～6wt％；所述sro的含量為6～9wt％。

6、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述pbo和所述bi2o3的重量比為4～9:1。

7、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述pbo和所述bi2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:0.3～0.9。

8、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述al2o3的含量與所述sio2、所述cs2o和所述rb2o的總含量的重量比為1:10～14。

9、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述sro和所述al2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:2～5。

10、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種皮料玻璃的制備方法，其包括以下步驟：(1)將原料和澄清劑進(jìn)行第一熔制，以得到預(yù)燒結(jié)的熟料玻璃，以氧化物計(jì)，所述原料包括sio2、pbo、bi2o3、cs2o、rb2o、bao、mgo、al2o3、zro2、nb2o5和sro；

11、(2)將所述預(yù)燒結(jié)的熟料玻璃進(jìn)行第二熔制并澄清，以得到燒結(jié)后的熟料玻璃；

12、(3)將燒結(jié)后的熟料玻璃進(jìn)行擠壓處理，以得到皮料玻璃管；

13、(4)對(duì)皮料玻璃管進(jìn)行退火處理。

14、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

15、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的第一熔制的溫度為1300～1400℃。

16、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的第二熔制的溫度為1550～1600℃。

17、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的退火處理的升溫速率為2.5～4.0℃/min。

18、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的退火處理的降溫速率為0.5～1.5℃/h。

19、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種微通道板，其包括如上所述的皮料玻璃，或，如上所述的制備方法制備得到的皮料玻璃。

20、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：

21、(1)本發(fā)明中，所述皮料玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg≥620℃，軟化溫度tf≥680℃，基于此，由該皮料玻璃制備的微通道板的耐烘烤溫度≥580℃。

22、(2)本發(fā)明中，所述皮料玻璃在20～300℃的熱膨脹系數(shù)為(67～72)×10-7/℃，具有良好的熱穩(wěn)定性。

23、(3)本發(fā)明中，所述皮料玻璃在750～1100℃無(wú)析晶及分相情況，具有良好的抗析晶性能。

24、(4)本發(fā)明中，所述皮料玻璃的酸溶速率＜0.01mg/(cm2×min)，耐酸穩(wěn)定性達(dá)到1級(jí)。

25、(5)本發(fā)明中，由所述皮料玻璃制備的微通道板的體電阻≤172mω，能夠顯著降低微通道板體積電阻率，擴(kuò)大微通道板動(dòng)態(tài)范圍。

26、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

技術(shù)特征：

1.一種皮料玻璃，其特征在于，以氧化物計(jì)，其包括sio2、pbo、bi2o3、cs2o、rb2o、bao、mgo、al2o3、zro2、nb2o5和sro；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮料玻璃，其特征在于，其中，所述sio2的含量為22～28wt％；所述pbo和所述bi2o3的總含量為38～42wt％；所述cs2o和所述rb2o的總含量為7～10wt％；所述bao和所述mgo的總含量為12～14wt％；所述al2o3的含量為2～3wt％；所述zro2和所述nb2o5的總含量為3～6wt％；所述sro的含量為6～9wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮料玻璃，其特征在于，所述pbo和所述bi2o3的重量比為4～9:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的皮料玻璃，其特征在于，所述pbo和所述bi2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:0.3～0.9。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的皮料玻璃，其特征在于，所述al2o3的含量與所述sio2、所述cs2o和所述rb2o的總含量的重量比為1:10～14。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的皮料玻璃，其特征在于，所述sro和所述al2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:2～5。

7.一種皮料玻璃的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述第一熔制的溫度為1300～1400℃；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(4)中，所述退火處理的升溫速率為2.5～4.0℃/min；

10.一種微通道板，其包括皮料玻璃和芯料玻璃，其特征在于，所述皮料玻璃為權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的皮料玻璃，或，權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的皮料玻璃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是關(guān)于一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用，所述皮料玻璃，以氧化物計(jì)，其包括SiO<subgt;2</subgt;、PbO、Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Cs<subgt;2</subgt;O、Rb<subgt;2</subgt;O、BaO、MgO、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、ZrO<subgt;2</subgt;、Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;和SrO；其中，所述SiO<subgt;2</subgt;的含量為20～40wt％；所述PbO和所述Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的總含量為35～45wt％；所述Cs<subgt;2</subgt;O和所述Rb<subgt;2</subgt;O的總含量為5～12wt％；所述BaO和所述MgO的總含量為10～16wt％；所述Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的含量為1～4wt％；所述ZrO<subgt;2</subgt;和所述Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;的總含量為3～7wt％；所述SrO的含量為5～10wt％。所述皮料玻璃的玻璃相轉(zhuǎn)變溫度T<subgt;g</subgt;≥620℃，軟化溫度T<subgt;f</subgt;≥680℃，20～300℃的熱膨脹系數(shù)為(67～72)×10<supgt;?7</supgt;/℃，并具有良好的抗析晶性能和耐酸穩(wěn)定性，進(jìn)一步地，由該皮料玻璃制備的微通道板的耐烘烤溫度≥580℃，體電阻≤172MΩ。

技術(shù)研發(fā)人員：薄鐵柱,李帥奇,廉姣,馬婧,劉暢,秦文靜,潘華龍,李昂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9