[發明專利]一種X射線探測鏡頭及其制備方法

有效

• 申請號: 202010333428.3
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111427077B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 廉姣;劉輝;史小玄;薄鐵柱;劉暢;蔡華;李慶;周東站;王彩麗;王辰;李自金
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院有限公司
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00;C03C17/00;C03C15/00;C03B37/027;C03B23/00;C03B11/08
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 霍紅艷;劉鐵生

1.一種X射線探測鏡頭，其特征在于，所述X射線探測鏡頭包括呈圓形的鏡頭本體，所述鏡頭本體包括金屬框架及拼接于所述金屬框架中的多個扇形鏡片組，所述金屬框架包括鏡頭中心區、與所述鏡頭中心區連接且與多個所述扇形鏡片組相配合的多個扇形區；

所述鏡頭中心區為實體區；同一圓環上的多個所述扇形區的大小相同，多個所述扇形區包括依次連接的多個第一扇形區至多個第M扇形區，多個所述第一扇形區至多個所述第M扇形區分別位于直徑不同的圓環上，所述扇形鏡片組包括與多個所述第一扇形區至多個所述第M扇形區分別相配合的多個第一扇形鏡片組至多個第M扇形鏡片組，多個所述第一扇形鏡片組至多個所述第M扇形鏡片組均由多層鏡片疊拼而成，M為大于1的整數；多層所述鏡片均包含數百萬個微米級通道；所述微米級通道的橫截面為兩條直線邊與兩條弧線邊組成的扇形，直線邊長小于弧長。

2.如權利要求1所述的X射線探測鏡頭，其特征在于，所述X射線探測鏡頭的各參數存在如下關系：通道內壁X射線掠入射臨界角α、鏡片外圓半徑R、焦距F、每組鏡片疊拼層數N之間的關系為：α={arctan(R/F)}/(2N) ，N≥2；單通道的長度L_x、該通道距鏡頭中心的距離R_x、該通道的掠入射角α_x，通道內間距D之間的關系為：L_x=D/tanα_x=D/tan{[arctan(R_x/F)]/(2N)}；疊拼層數N、各鏡片所在的層數n、鏡片沿通道方向的曲率半徑R_n與焦距F的關系為：R_n=2N×F/(2N-2n+1)，通道內間距與通道壁厚的比值為3~5，其中層數n從靠近焦點的一端開始計數。

3.如權利要求1所述的X射線探測鏡頭，其特征在于，所述X射線探測鏡頭的最內層鏡片的內徑與鏡頭中心區的外徑相同，同一組內疊拼的鏡片內徑、外徑相同。

4.一種權利要求1-3任一項所述的X射線探測鏡頭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）棒管制備：以硼酸鹽玻璃作為通道區材料，以鉛硅酸鹽玻璃作為通道壁材料，通過通道區材料與通道壁材料的配合得到棒管；

2）纖維拉制：纖維拉制分兩次進行，先進行單絲拉制，使得芯區能保持扇形結構而管料充分流動均勻包覆在芯區外圍，得到多個扇形單絲；將該些扇形單絲經過組合排列，得到橫截面為扇形的復絲棒，之后進行截面為扇形的復合纖維拉制；

3）纖維排列：將步驟2）拉制出的扇形復絲組合排列，以形成扇柱體坯板；

4）纖維束熔壓：將步驟3）得到的扇柱體坯板裝入整型的扇柱體玻璃管，采用氣熔壓的方式進行原位熔合；

5）冷加工：將熔壓后的坯板切為薄片，將該薄片精雕為所需扇形的外形尺寸，再拋光至所需鏡片厚度；

6）熱彎成型：將扇形鏡片放置在熱彎模具中，加熱至通道材料的軟化點以上0~5℃的范圍內保溫3~6h，使鏡片變形與模具完全貼服；

7）通道刻蝕：以HNO₃溶液與NaOH溶液為刻蝕液，通過酸-堿-酸交替刻蝕的方式使通道區玻璃溶解，形成具有光滑內壁的通道；

8）增反膜的涂覆：通過原子層沉積在通道內壁涂覆增反膜；

9）拼接：將多片不同曲率半徑的扇形鏡片進行對孔疊拼，之后將多組疊拼好的鏡片安裝在金屬框架上，得到所述X射線探測鏡頭。

5.如權利要求4所述的X射線探測鏡頭的制備方法，其特征在于，步驟1）中，所述通道區材料與通道壁材料的配合包括：

將該硼酸鹽玻璃精雕為橫截面為扇形的扇柱體作為芯棒，將通道壁玻璃用整形機整型為截面為扇形的管，將芯棒與管配合進行纖維拉制；

或將該硼酸鹽玻璃精雕為橫截面為扇形的扇柱體作為芯棒，將通道壁材料制成方棒，拉制為方形單絲并均勻包覆在通道玻璃芯棒外圍；所述方形單絲的絲徑與芯棒直線邊的比值為最終制得的通道壁厚與通道內間距比值的一半。