[發(fā)明專利]微通道板皮料玻璃及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410734187.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105712624B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洋;劉輝;薄鐵柱;李方駿;王善立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院
• 主分類號(hào): C03C3/091
• 分類號(hào): C03C3/091;C03C3/089;H01J43/04
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

本發(fā)明涉及一種微通道板皮料玻璃及微通道板及其制備方法。所述微通道板皮料玻璃按重量份數(shù)計(jì)包括：SiO₂：52～57份；Al₂O₃：0～2份；B₂O₃：1～4份；Bi₂O₃：15～18份；SnO₂：5～7份；In₂O₃：2～4份；Sb₂O₃：0.5～2份；∑(Na₂O+Cs₂O)：8～10份；∑(MgO+CaO+BaO)：6～8份。所述的微通道板皮料玻璃及其制備的微通道板具有無(wú)毒無(wú)害、環(huán)境友好的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)非金屬材料技術(shù)，尤其涉及一種微通道板皮料玻璃及其制備方法以及微通道板。

背景技術(shù)

微通道板(Micro-channel Plate,簡(jiǎn)稱MCP)是一種先進(jìn)的薄片式電子倍增器件，具有高增益、低噪聲、高分辨率、長(zhǎng)壽命、自飽和效應(yīng)等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于微光像管、光電倍增管、攝像管以及粒子探測(cè)器等領(lǐng)域。長(zhǎng)期以來(lái)，在微光夜視等各領(lǐng)域應(yīng)用最普遍的MCP其皮料玻璃均為鉛硅酸鹽玻璃。不同時(shí)代、不同應(yīng)用環(huán)境、不同生產(chǎn)廠家的微通道板可能玻璃材料具體成分或者含量有所不同，但均屬于含有鉛鉍的硅酸鹽玻璃體系。經(jīng)過(guò)幾十年的應(yīng)用和發(fā)展，該玻璃體系性能穩(wěn)定、容易熔制、耐酸性能、還原性能、電阻、增益等均能滿足微通道板特殊的制造和使用要求，應(yīng)用非常普遍。

在國(guó)際市場(chǎng)包括我國(guó)對(duì)電子器件中有毒有害成分及含量的限制越來(lái)越嚴(yán)格，美國(guó)和歐洲部分國(guó)家含有鉛的玻璃材料或產(chǎn)品是嚴(yán)禁進(jìn)口的。我國(guó)也一直提倡綠色生產(chǎn)、循環(huán)生產(chǎn)，注重對(duì)職工身體健康和環(huán)境的保護(hù)。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的微通道板皮料玻璃組分中PbO含量大于15％(重量百分比)。在玻璃粉料配合過(guò)程中，PbO一般通過(guò)鉛丹(Pb₃O₄)形式引入，這是一種劇毒化學(xué)品，屬于嚴(yán)格管制類化學(xué)品。在微通道板制備過(guò)程中，玻璃配合料稱量、混合、加料過(guò)程中的粉塵、熔制過(guò)程中的揮發(fā)、酸處理后的溶液、拉絲過(guò)程中的纖維、不合格品的處理等等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)直接或者間接對(duì)人體和環(huán)境造成危害。

PbO在微通道板皮料玻璃中作為中間體存在，當(dāng)含量大于10％時(shí)，部分PbO能夠進(jìn)入玻璃硅氧網(wǎng)絡(luò)骨架，起到調(diào)節(jié)膨脹系數(shù)、軟化溫度、折射率等性能。此外，玻璃成分中加入PbO，能夠顯著降低玻璃熔制時(shí)的澄清溫度，有利于提高玻璃料性，方便拉制成玻璃管。另一方面，鉛為變價(jià)元素，在玻璃中以﹢4價(jià)存在，因此，在微通道板制備過(guò)程中的氫氣還原環(huán)節(jié)，在氫氣的作用下，存在于網(wǎng)絡(luò)外體中的Pb²⁺被還原成鉛原子。還原出的鉛原子聚集在一起，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。因此，可以認(rèn)為PbO在微通道板皮料玻璃中起到了至關(guān)重要的作用。

正因?yàn)镻bO在微通道板皮料玻璃中的重要作用，所有從事微通道板研究的工程技術(shù)和科研人員均致力于含鉛硅酸鹽玻璃體系的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。相較于研究鉛玻璃體系，其它無(wú)鉛的環(huán)保型微通道板皮料玻璃組分的研制及微通道板制備成本要高、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)很大，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種微通道板皮料玻璃及其制備方法以及微通道板，解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，使其不含有毒組分，從而適于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

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)明提出的一種微通道板皮料玻璃，按重量份數(shù)計(jì)，包括：

SiO₂：52～57份；

Al₂O₃：0～2份；

B₂O₃：1～4份；