[发明专利]一种用高分子填料制备微通道板的方法

说明书

技术领域

本发明属于微光学元件制造技术领域，特别涉及一种用高分子填料制备微通道板的方法。

背景技术

微通道板（Microchannel Plate，简称MCP）是一种具有电子倍增作用的微孔阵列元件，由于其具有高增益、低噪音、高分辨率、宽频带、低功耗、长寿命及自饱和效应等特点，而被广泛用于微光像管、光电倍增管、摄像管以及粒子探测器。

目前，MCP的制备方法主要是实心酸溶法，该法制备MCP的关键在于所用玻璃纤维是由可被酸刻蚀的芯料玻璃棒和外套皮料玻璃管一并拉制形成，二种玻璃纤维规则排列成束经高温熔合后切成薄玻璃片，再经酸蚀去除芯玻璃而形成多孔结构。该法具有两个突出的问题，一是在制备过程中必须使用酸性极强的溶剂（如浓硫酸、浓硝酸等）作为腐蚀剂，这不仅给生产人员身体带来极大的伤害，还降低了皮玻璃和包边骨架玻璃的力学强度，从而导致微通道板变形，此外，随着微通道板应用器件成像清晰度及分辨率要求的提升，微通道板的微通道直径一直在缩小，目前，主流微通道板的微孔直径为6~8um，而且已有4um、2um微通道板的报道，实心酸蚀法由于自身的缺陷，酸蚀芯玻璃产生的残渣在较小孔径的微通道板中难以排出，限制了孔径更小、分辨率更高的微通道板的研发进程。另一个突出问题是玻璃纤维经过酸蚀去除芯玻璃后，微通道表面不平整，存在大量的凹凸结构，这降低了微通道板的倍增幅度。

空芯法制备微通道板的关键在于所用玻璃纤维是由皮料玻璃管拉制形成中空纤维，规则排列成束经高温熔合后加上包边玻璃，经切片、研磨、抛光等工序，形成多孔结构。从而根本上避免了实心酸溶法引起的问题，形成的微通道表面光滑平整、无凹凸结构，电子增益更强。但是这种方法的缺陷是中空纤维成束形成的初级微通道板在切片、研磨、抛光等后处理工序中容易发生大幅的碎裂和变形，不能保存原有的微通道板多孔结构。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种用高分子填料制备微通道板的方法，所要解决的技术问题是在用空芯法制备微通道板时，防止初级微通道板在后处理工序中发生碎裂和变形。

本发明的目的及所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。

一种用高分子填料制备微通道板的方法，包括如下步骤：

（1）初级微通道板的制备：

若干中空纤维规则排列为中空纤维束，所述中空纤维束620~630℃高温融合后在外表面加包边玻璃；

（2）灌装初级微通道板进行后处理：

将高分子填料加热熔融，熔融后的高分子填料灌装到初级微通道板中；灌装完成待高分子填料固化后对所述初级微通道板进行切片、研磨去毛边、抛光等后处理工序；

（3）清洗初级微通道板：

采用有机溶剂清洗所述处理过的初级微通道板制得微通道板成品。

作为优选，所述中空纤维束为正六边形结构。

作为优选，所述高分子填料是由蜡、树脂、地沥青任意组份组成的混合物。

作为进一步优选，所述混合物为费托蜡、合成蜡、聚乙烯蜡、褐煤蜡、石蜡中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述初级微通道板孔径为0.1~100um。

作为优选，所述高分子填料加热温度为90~300℃，所述加热熔融后的高分子填料粘度系数为60~300mPa.s、体积热膨胀系数为0.66~1.00×10^-3/℃，所述加热熔融后的高分子填料易于填充到初级微通道板的孔径中。

作为进一步优选，所述加热熔融后的高分子填料粘度系数由旋转粘度计测定，所述旋转粘度计在90℃恒温条件下工作。