[發明專利]一種新型銀鎂合金倍增級及其制備方法

有效

• 申請號: 201810377785.2
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN110400737B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 陳開明;陳新云
• 申請（專利權）人: 陳新云;李睿
• 主分類號: H01J43/10
• 分類號: H01J43/10;H01J9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型銀鎂合金倍增級及其制備工藝，屬于光電倍增管、光電器件倍增級技術領域。該倍增級表層為氮化鎂膜層，芯層為氧化鎂膜層。其二次發射系數為5?6(150V)，比現有氧化鎂型銀鎂合金倍增級提高20％以上?？娠@著提高管子靈敏度和增益，延長使用壽命及增加產品的成品率，也有利于管子及其組件的小型化、便攜化。芯層氧化鎂薄膜通過對銀鎂合金基層氧化而形成，表層氮化鎂薄膜通過對銀鎂合金的氮化而形成，工藝上減免了傳統氧化鎂型銀鎂合金倍增級的管外高溫激活工藝，降低了生產成本并完全排除了暴露空氣對倍增級的影響。本發明可用于光電倍增管電子倍增器及光電器件中作為倍增器的使用。

技術領域

本發明涉及一種光電倍增管及光電器件的倍增級技術，特別是銀鎂合金倍增級技術，屬于銀鎂合金倍增級技術領域。

背景技術

光電倍增管是將微弱的光信號轉換為電子信號加以逐級放大用以進行檢測、分析、控制的電真空器件，廣泛應用于國民經濟和科技各領域，如電子、機械、生物醫療、地質勘探、高能物理、宇航開發和國防等。倍增級是用以放大電子信號的重要部件，它對光電倍增管的靈敏度、增益、穩定性有重要影響。銀鎂合金倍增級是常用的合金型倍增級，尤其是應用在中高端的光電倍增管及使用電子倍增器的光電器件，如超正超正析像管、微光攝像管中，在英美等國有較多的采用?！豆怆姲l射次級電子發射與光電倍增管》^[1]報道了現有的銀鎂合金倍增級屬于氧化鎂(MgO)型，其二次發射系數平均為4(100V)，隨著現代科技和高新技術的發展，需要探測更加微弱的信號以及小型化、便攜式的趨勢(如宇航、地質勘探等方面的應用)，均要求提高銀鎂合金倍增級的二次發射系數。

傳統的銀鎂合金倍增級的制備工藝，是用含鎂量2-3％的銀鎂合金在真空爐中經高溫氧化在表面形成MgO膜層而形成，氧化氣體為氧、水氣、二氧化碳、空氣等，溫度為400-500℃，時間為一小時以上(根據倍增級的大小與結構)。因MgO型倍增級暴露空氣會導致二次發射系數的降低，雖采用保護氣體加以防范，但在隨后的裝架、封口及排氣過程中，難以完全避免，因而在排氣工序中尚需要對倍增級進行數十分鐘的輝光放電，再次氧化激活，加以恢復。其缺陷是耗財、耗能、易受到大氣污染，。因此，需要進一步改善生產工藝提高生產效能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有氧化鎂型銀鎂合金倍增級發射系數不足和工藝上的缺陷，首創了一種新型銀鎂合金倍增級及其制作方法，其二次發射系數高于傳統的銀鎂合金倍增級。

本發明所述的新型銀鎂合金倍增級由表層氮化鎂薄膜和芯層氧化鎂薄膜構成。

表層氮化鎂薄膜通過對銀鎂合金倍增級充入氮氣(或氨氣)經高溫氮化而形成，鎂在高溫下擴散致表面與氮反應生成氮化鎂(Mg₃N₂)膜層，呈現出其固有的黃綠色。其化學反應式為3Mg+N₂＝Mg₃N₂。Mg₃N₂為立方晶格，晶格常數a＝9.95nm。

芯層氧化鎂薄膜通過對銀鎂合金倍增級經高溫氧化(氧化氣體可以為0₂、C0₂、H₂0、空氣)而形成。鎂在高溫下擴散致表面與氧反應生成氧化鎂(MgO)，呈現出金黃色。

本發明所述的新型銀鎂合金倍增級，其二次發射系數在陽極電壓150V下可達5-6，比傳統氧化鎂型銀鎂合金倍增級增加20％以上。

本發明所述的新型銀鎂合金倍增級的制備工藝包括：芯層氧化鎂薄膜與表層氮化鎂膜層，均在倍增級裝架封口后，在排氣過程中的管內進行，因而完全排除了暴露空氣對倍增級的影響，免除了管外真空爐對倍增級的高溫敏化工藝。

新型銀鎂合金倍增級可以回收利用，暴露空氣后只要再進行一次氮化處理，其二次發射系數可以恢復。

本發明所述的新型銀鎂合金倍增級的制備工藝包括：