[發明專利]軟X射線遮光膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210289501.7
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102779558A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 陳田祥;胡渭;孫慶榮;陳勇;李曉軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G21F1/12
• 分類號: G21F1/12;G21F1/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;鄭特強

技術領域

本發明涉及一種軟X射線遮光膜，特別涉及一種空間探測用軟X射線遮光膜及其制備方法。

背景技術

由于國內空間探測起步較晚，研究者對遮光膜的研究較少，目前國內尚無可用的空間探測用軟X射線遮光膜。而隨著硬X射線調制望遠鏡以及X射線時變和偏振探測衛星（XTP）預研等項目的開展與推進，國內對軟X射線遮光膜的需求也越來越強烈。

空間軟Ｘ射線（0.1-10keV）探測是空間X射線天文探測的重要組成部分，是研究黑洞、脈沖星等天體性質及演變的重要手段。然而，大部分高分辨率的軟X射線探測器在探測軟X射線的同時，對紅外、可見光與紫外光信號也會產生強烈的響應，從而影響探測器的能量分辨率。為了消除紅外、紫外和可見光對軟X射線探測信號的影響，需要一個可以在阻擋紅外、紫外和可見光又能夠透過軟X射線的遮光膜。根據Zener的電磁理論，很多薄膜材料相對于軟X射線都有一個帶通，該帶通可以透過軟X射線，阻止可見光與紫外線。鋁膜容易加工，在軟X射線波段具有較好的透過率，同時對可見光和紫外線具有很好的阻止作用，因而成為制備遮光膜的首選功能材料，但是單純的鋁膜的力學性能很差，不能滿足空間探測需求。

因此，如何提供一種覆蓋鋁膜的軟X射線遮光膜已成為本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的一個目的在于提供一種軟X射線遮光膜，該軟X射線遮光膜覆蓋有鋁膜，可僅透過軟X射線而阻止其它光線，且具有良好的力學性。

為實現上述目的，本發明提供一種軟X射線遮光膜，包括高分子材料薄膜、支撐網及鋁層，其中，所述支撐網設置于所述高分子材料薄膜上，所述鋁層包覆在所述高分子材料薄膜及支撐網表面上。

根據本發明的構思，所述高分子材料薄膜為聚酰亞胺薄膜，所述支撐網為鎳網。

根據本發明的構思，所述聚酰亞胺薄膜厚度為500納米，所述鎳網厚度為500微米以下，所述鋁層厚度為100-500納米。

本發明提供的軟X射線遮光膜的有益效果在于該軟X射線遮光膜覆蓋有鋁膜，具有鋁膜可僅透過軟X射線而阻止其它光線的特性，同時由于使用聚酰亞胺薄及鎳網支持因此也具有良好的力學性能。

本發明的另一個目的在于提供一種制備上述軟X射線遮光膜的方法，該方法直接將支撐鎳網通過微機電加工的形式結合于聚酰亞胺表面，避免了膠合方式中殘留膠對軟Ｘ射線透過率的影響，并且鎳網與聚酰亞胺的結合力強。本發明在軟Ｘ射線空間探測方面具有很強的實用價值。

為實現上述目的，本發明提供一種制備軟X射線遮光膜的方法，包括以下步驟：

A.制備聚酰亞胺薄膜；

B.利用微電鑄方法在所述聚酰亞胺薄膜上制備鎳網；

B.在附有所述鎳網的聚酰亞胺薄膜上蒸鍍鋁層。

根據本發明的構思，制備聚酰亞胺薄膜包括以下步驟：

a.利用二酐與二胺在非質子極性溶劑中制備聚酰胺酸溶液；

b.提供一基板，旋涂所述聚酰胺酸溶液于所述基板上形成聚酰胺酸薄膜；

c.將所述聚酰胺酸薄膜高溫環化為聚酰亞胺薄膜；

其中，所述二胺包含4,4’-二氨基二苯醚、對苯二胺、4,4’-二氨基二苯砜、及它們的類似物，它們可以單獨使用或按任意比例混合使用；二酐包含均苯四酸二酐、3，3’，4，4’-聯苯四羧酸二酐、3，3’，4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐及它們的類似物，它們可以單獨使用或按任意比例混合使用；所述非質子極性溶劑包含N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等。所述基片包括硅片、石英片或者玻璃片；所述高溫環化的溫度為350-400℃，時間為4小時。在亞胺化之前，先將樣品在80℃條件下烘20分鐘，以烘干大部分溶劑。

根據本發明的構思，利用微電鑄方法在所述聚酰亞胺薄膜上制備鎳網包括以下步驟：

d.在所述聚酰亞胺薄膜上涂覆厚度第一光刻膠層，所述第一光刻膠層與所述鎳網圖案互補；

e．在所述聚酰亞胺薄膜及第一光刻膠層表面上蒸鍍導電種子層；

f．去除所述第一光刻膠層及覆蓋在所述第一光刻膠層表面上的導電種子層，所述導電種子層與所述鎳網圖案一致；

g．在所述聚酰亞胺薄膜及所述導電種子層上涂覆第二光刻膠層；

h．去除導電種子層上的第二光刻膠層；

i．在裸露的導電種子層上進行微電鑄鎳網，所述鎳網厚度不超過第二光刻膠層；

j．去除所述聚酰亞胺薄膜上殘留的第二光刻膠層；

k．去除所述基板。