耐离子轰击玻璃组合物、微通道板皮料玻璃、微通道板及制备方法与流程

文档序号:25543853发布日期:2021-06-18 20:41

技术特征:

1.一种耐离子轰击玻璃组合物,其特征在于,以摩尔百分含量计,包括如下组分,

sio260~78%;

bi2o31~6%;

pbo5~18%;

碱金属氧化物5~20%;

碱土金属氧化物2~8%;

al2o30.1~2.5%;

特种氧化物3~9%;

其中,所述特种氧化物为sc2o3、sro、zro2、moo3、moo2的至少一种,且:

sc2o30~9%;

sro0~9%;

zro20~6%;

moo3和/或moo20~3%。

2.根据权利要求1所述的耐离子轰击玻璃组合物,其特征在于,以权利要求1中各组分的总质量计,还包括占上述组分总质量0.1~0.8%的澄清剂。

3.根据权利要求1或2所述的耐离子轰击玻璃组合物,其特征在于,所述碱金属氧化物为na2o,k2o和cs2o中的至少一种;

所述碱土金属氧化物为mgo、bao和cao的至少一种;

所述澄清剂为sb2o3和/或as2o3。

4.一种耐离子轰击微通道板皮料玻璃,其特征在于,其组成同权利要求1-3任一项所述的玻璃组合物。

5.一种权利要求4所述的耐离子轰击微通道板皮料玻璃的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

按比例配料,混合均匀,经熔化,澄清,均化,拉制成型,退火步骤,得到所述耐离子轰击微通道板皮料玻璃。

6.根据权利要求5所述的耐离子轰击微通道板皮料玻璃的制备方法,其特征在于,所述熔化步骤的温度为1250~1550℃;

可选的,所述熔化步骤在弱氧化气氛下进行,所述弱氧化气氛中氧气分压25kpa~100kpa。

所述澄清步骤的温度为1400~1600℃,时间为2~12小时;

所述均化步骤的温度为1200~1500℃,时间为1~5小时;

所述拉制成型步骤的起始温度为1000~1350℃,直至降温到600℃~750℃以下成型为玻璃管料;

所述退火步骤中,退火的保温温度为550~750℃,保温时间为2~12小时,随后随炉冷却降至常温。

7.一种耐离子轰击的微通道板,其特征在于,包括基体及设于所述基体上下表面的电极,所述基体包括具有独立的中空通道的皮料玻璃及包覆于所述皮料玻璃外表面的包边玻璃,所述皮料玻璃为权利要求4所述的皮料玻璃或权利要求5或6所述的制备方法制备得到的皮料玻璃。

8.权利要求7所述的耐离子轰击的微通道板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1.拉制成型皮料玻璃管;

s2.制备芯料玻璃棒;

s3.将所述芯料玻璃棒嵌套入所述皮料玻璃管中拉成单丝;

s4.将若干根单丝组合后拉成复丝;

s5.复丝规则排列后熔压成毛坯段;

s6.将毛坯段经切片、倒角、研磨抛光制得毛坯板;

s7.将毛坯板经酸液腐蚀去芯、氢气还原、镀制金属电极后,得到所述耐离子轰击的微通道板。

9.根据权利要求8所述的耐离子轰击的微通道板的制备方法,其特征在于,所述步骤s7具体包括:将毛坯板先经酸液腐蚀去芯制得具有数百万根微米级孔径的独立中空通道结构,后经高温氢气还原,在其中空通道内壁表面原位生长形成耐离子轰击的导电层、耐离子轰击的二次电子发射层,之后在还原板的上下双表面蒸镀金属电极,得到耐离子轰击的微通道板。

10.根据权利要求8或9所述的耐离子轰击的微通道板的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述皮料玻璃管的拉制成型温度为1000~1350℃;

步骤s7中,所述酸液为硝酸和盐酸中的至少一种,所述酸液的浓度为0.1mol%~30mol%,所述酸液腐蚀的时间为10min~600min,所述酸液腐蚀的温度为30℃~90℃;

步骤s7中,所述高温氢气还原的温度为350℃~550℃,所述高温氢气还原的时间为20min~600min,所述氢气的流量为0.005l/min~10l/min;

步骤s7中,所述金属电极为ti,或cr,或au,或ag,或ni/cr表面电极;所述金属电极的面电阻不高于300ω。


技术总结
本发明属于特种玻璃材料及制备技术领域,具体涉及一种耐离子轰击玻璃组合物、微通道板皮料玻璃、微通道板及制备方法。本发明通过各组分之间的配合以及用量的调整,特别是在玻璃材料中引入单键能高的含钪和/或含锶和/或含锆和/或含钼的氧化物,在满足玻璃所需的抗析晶性能好、耐酸碱性好、适当的软化温度、膨胀系数、体电阻等其他必要性能的同时,提升玻璃材料的表面束缚能,进而提高微通道板用皮料玻璃材料的耐离子轰击性能,从而能大幅提升对高能离子直接探测时微通道板的使用寿命。

技术研发人员:蔡华;刘辉;贾金升;薄铁柱;张洋;周东站;史小玄;廉姣;王辰;刘畅
受保护的技术使用者:中国建筑材料科学研究总院有限公司
技术研发日:2021.03.03
技术公布日:2021.06.18
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