專利名稱：一種球面實(shí)芯微通道板制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于X射線、Y射線、宇宙射線、紫外線、帶電粒子的探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及的 一種球面實(shí)芯微通道板的制備裝置。
背景技術(shù)：
平面微通道板是一種二維連續(xù)電子倍增的電真空器件，它是由許多具有連續(xù)電子 倍增能力的通道按一定的幾何圖案排列而成。在其兩端加上一定的電壓，能夠獲得很高的 電子增益，對(duì)極其微弱的二維電子圖像進(jìn)行倍增和放大。 微通道板既可用于探測(cè)從近紅外到硬X射線波段的光輻射，也可用于探測(cè)電子、 離子、a粒子及Y射線和宇宙射線。目前，微通道板主要應(yīng)用于光子計(jì)數(shù)成像探測(cè)和微 光夜視成像等領(lǐng)域，使用微通道板作為像增強(qiáng)器的位置靈敏光子計(jì)數(shù)成像探測(cè)器已經(jīng)被廣 泛應(yīng)用于空間科學(xué)(空間天文學(xué)、空間等離子體物理學(xué)、深空探測(cè)等)、同步輻射物理學(xué)、化 學(xué)、材料科學(xué)、光學(xué)(熒光成像、拉曼光譜)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。 對(duì)于大視場(chǎng)光學(xué)成像系統(tǒng)，平面微通道板不能滿足成像質(zhì)量要求，球面微通道板 可以消除球差造成的畸變，進(jìn)而提高大視場(chǎng)光學(xué)成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量，因此，制備球面微 通道板的裝置是業(yè)內(nèi)人士極為關(guān)注的問題。與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是申請(qǐng)?zhí)枮?200410073378. 0的發(fā)明專利中提供的一種球面實(shí)芯微通道板的制備裝置，如圖1所示包 括圓筒形定位胎具1、凹球面柱形下胎具2、平面實(shí)芯微通道板3、凸球面柱形上胎具4、配重 塊5、下胎具排氣孔6。 將平面實(shí)芯微通道板3放置在凹球面柱形下胎具2的上面，在凹球面柱形下胎具 2的靠近邊緣處開有軸向下胎具排氣孔6，將圓筒形定位胎具1置于平面實(shí)芯微通道板3之 上，凸球面柱形上胎具4通過圓筒形定位胎具1的上內(nèi)筒壓在平面實(shí)芯微通道板3的上面， 在凸球面柱形上胎具4的軸桿上放置配重塊5，凸球面柱形上胎具4的凸球面的曲率半徑與 凹球面柱形下胎具2的凹球面的曲率半徑相同。將整個(gè)裝置放入加熱爐內(nèi)，當(dāng)溫度達(dá)到平 面實(shí)芯微通道板3的軟化點(diǎn)溫度時(shí)，在凸球面柱形上胎具4和配重塊5的重力作用下，平面 實(shí)芯微通道板3被壓成具有環(huán)狀平面邊緣的球冠狀曲面，其上表面曲率半徑與凸球面柱形 上胎具4的凸球面的曲率半徑相同，其下表面曲率半徑與凹球面柱形下胎具2的凹球面的 曲率半徑相同。 上述制備球面實(shí)芯微通道板的裝置存在的主要缺陷一是下胎具排氣孔6位于凹 球面柱形下胎具2的邊緣軸向，制備過程中平面實(shí)芯微通道板3邊緣部分的預(yù)先彎曲導(dǎo)致 下胎具排氣孔6被堵死，凹球面柱形下胎具2與平面實(shí)芯微通道板3之間的氣體無法排除， 使制備出的球面實(shí)芯微通道板表面有突起或氣泡；二是凸球面柱形上胎具4的球面只有一 點(diǎn)與平面實(shí)芯微通道板3接觸，無法保證凸球面柱形上胎具4的球面與凹球面柱形下胎具 2的球面完全平行，導(dǎo)致制備出的球面實(shí)芯微通道板的兩表面不平行，曲率半徑不同；三是 導(dǎo)致制備出的球面實(shí)芯微通道板3的環(huán)狀平面邊緣出現(xiàn)褶皺。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提高球面實(shí)芯微通道板的質(zhì)量 和成品率，特設(shè)計(jì)一種球面實(shí)芯微通道板的制備裝置。 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種球面實(shí)芯微通道板的制備裝置，解決技術(shù)問 題的技術(shù)方案如圖2所示，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和真空加熱裝置兩部分組成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于整個(gè)裝置 的上部，真空加熱裝置在整個(gè)裝置的下部。其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸桿7、蝸輪8、傳動(dòng)軸9、傳動(dòng)塊 10、壓塊11、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架12、波紋管13、波紋管法蘭14、第一螺釘15、密封圈16、第二螺釘 17 ;真空加熱裝置包括高溫加熱爐18、上壓環(huán)19、平面實(shí)芯微通道板20、第三螺釘21、下壓環(huán) 22、球冠形胎具23、真空腔體24、支撐底板25、支撐座26、第四螺釘27、真空腔體上蓋28。在 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中蝸輪8與蝸桿7齒嚙合，蝸輪8與傳動(dòng)塊10的中心軸孔同軸固連，傳動(dòng)軸9穿過 蝸輪8和傳動(dòng)塊10的中心孔，伸進(jìn)真空腔體24內(nèi)，傳動(dòng)軸9與傳動(dòng)塊10之間用螺紋連接，傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架12在蝸輪8的下邊套裝在傳動(dòng)塊10的外側(cè)，在傳動(dòng)塊10的外側(cè)靠近蝸輪8處 套裝有壓塊ll，壓塊11的下沿落在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架12的臺(tái)肩上，將傳動(dòng)塊10的軸承壓住，傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架12的延邊通過第二螺釘17與真空腔體上蓋28連接；在傳動(dòng)塊10下方的傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)支撐架12的腔內(nèi)，在傳動(dòng)軸9上套裝有波紋管13，兩者固連，在波紋管法蘭14的下面， 在真空腔體上蓋28上的凹槽內(nèi)，裝有密封圈16，波紋管13通過波紋管法蘭14用第一螺釘15 與真空腔體上蓋28連接；在真空加熱裝置中，支撐座26在真空腔體24的下部與其固連支撐 著真空腔體24，高溫加熱爐18裝在真空腔體24內(nèi)的支撐底板25上，傳動(dòng)軸9的下端通過高 溫加熱爐18上蓋的中孔伸進(jìn)高溫加熱爐18內(nèi)，上壓環(huán)19通過中心孔用第四螺釘27與傳動(dòng) 軸9的下端固連，在高溫加熱爐18內(nèi)在上壓環(huán)19的正下方裝有球冠形胎具23，在球冠形胎 具23上放置直徑大于上壓環(huán)19內(nèi)徑的平面實(shí)芯微通道板20，使其邊緣在上壓環(huán)19的下面 超出上壓環(huán)19的內(nèi)徑；在球冠形胎具23上套裝有下壓環(huán)22，平面實(shí)芯微通道板20的邊延落 在下壓環(huán)22上，上壓環(huán)19與下壓環(huán)22之間用第三螺釘21連接。 工作原理說明首先，用上壓環(huán)19和下壓環(huán)22將平面實(shí)芯微通道板20用第三螺 釘21裝夾在一起使之與球冠形胎具23接觸；其次，將真空腔體24抽成真空狀態(tài)后，啟動(dòng) 高溫加熱爐18，當(dāng)爐內(nèi)溫度上升到平面實(shí)芯微通道板20的軟化溫度時(shí)，保溫20-30分鐘， 然后啟動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使傳動(dòng)軸9向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的距離正好是要制備的球面實(shí)芯微通道板的 矢高，在此過程中平面實(shí)芯微通道板20逐漸向上突起而形成具有平面環(huán)狀邊緣的球冠；最 后，關(guān)閉高溫加熱爐18，冷卻后取出。 本發(fā)明的積極效果通過裝夾平面實(shí)芯微通道板的邊緣，在制備過程中使其一個(gè) 表面與胎具接觸，保證了制備出的球面實(shí)芯微通道板的兩個(gè)表面平行，具有相同的曲率半 徑，且避免了邊緣褶皺的發(fā)生；整個(gè)制備過程在真空系統(tǒng)中完成，也避免了表面的氧化。


附圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明按圖2所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施，其中蝸桿7由不銹鋼制造，蝸輪8由紫銅制造，傳動(dòng)軸9也由不銹鋼材料制造，傳動(dòng)軸9與傳動(dòng)塊10螺紋連接的部分加工了間距約0. 5mm細(xì) 螺紋，傳動(dòng)軸9的直徑10 30mm，細(xì)螺紋部分的長(zhǎng)度約為幾十到一百多mm，傳動(dòng)軸9在真 空腔體24內(nèi)部的軸直徑比加工了細(xì)螺紋的軸大幾個(gè)mm ;壓塊11和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架12均采 用不銹鋼材料，波紋管13為液壓不銹鋼波紋管，焊接在傳動(dòng)軸9上，直徑40 80mm，能夠?qū)?現(xiàn)幾十到一百多mm的向下運(yùn)動(dòng)距離；波紋管法蘭14為不銹鋼法蘭，第一螺釘15為M6的不 銹鋼螺釘，密封圈16為直徑10mm的氟橡膠圈，第二螺釘17也為M6的不銹鋼螺釘，整個(gè)傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)0. Olmm的運(yùn)動(dòng)精度和幾十到一百多mm的向下運(yùn)動(dòng)距離；高溫加熱爐18是 功率為幾十kW的方形高溫鉬片加熱爐，除了它的下內(nèi)表面沒有安裝鉬片之外，其余五個(gè)內(nèi) 表面均安裝了鉬片，其中一個(gè)側(cè)面安裝了門，在鉬片的外部有五層不銹鋼屏作為隔熱層，高 溫加熱爐的內(nèi)部加熱空間為300mmX300mmX300mm，均溫區(qū)空間為200mmX200mmX200mm， 均溫區(qū)內(nèi)溫度均勻性為士2t:，控溫精度為士rC，均溫區(qū)溫度范圍為室溫 IOO(TC，上壓 環(huán)19為不銹鋼材料的圓筒，通過第四螺釘27與傳動(dòng)軸9固定在一起，第三螺釘21為M3的 不銹鋼螺釘，被加工的平面實(shí)芯微通道板20的直徑為18 100mm，厚度為0. 3 2mm，下壓 環(huán)22為不銹鋼材料的圓筒，圓筒的內(nèi)徑略大于球冠形胎具23的外徑，球冠形胎具23為不 銹鋼材料，上部為球冠體，下部為圓柱體，球冠體的曲率半徑與要制作的球面實(shí)芯微通道板 的曲率半徑相同，其表面經(jīng)過拋光處理后粗糙度能達(dá)到lnm以上，圓柱體的直徑與要制作 的球面實(shí)芯微通道板的口徑相同。真空腔體24為不銹鋼材料雙層水冷圓形真空腔體，腔體 內(nèi)徑500 800mm，使用真空泵將其抽成真空。支撐底板25和支撐座26為不銹鋼材料，第 四螺釘27為M6不銹鋼螺釘，真空腔體上蓋28為不銹鋼平板。
權(quán)利要求
一種球面實(shí)芯微通道板制備裝置，其特征在于由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和真空加熱裝置兩部分組成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于整個(gè)裝置的上部，真空加熱裝置在整個(gè)裝置的下部；其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸桿(7)、蝸輪(8)、傳動(dòng)軸(9)、傳動(dòng)塊(10)、壓塊(11)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架(12)、波紋管(13)、波紋管法蘭(14)、第一螺釘(15)、密封圈(16)、第二螺釘(17)；真空加熱裝置包括高溫加熱爐(18)、上壓環(huán)(19)、平面實(shí)芯微通道板(20)、第三螺釘(21)、下壓環(huán)(22)、球冠形胎具(23)、真空腔體(24)、支撐底板(25)、支撐座(26)、第四螺釘(27)、真空腔體上蓋(28)；在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中蝸輪(8)與蝸桿(7)齒嚙合，蝸輪(8)與傳動(dòng)塊(10)的中心軸孔同軸固連，傳動(dòng)軸(9)穿過蝸輪(8)和傳動(dòng)塊(10)的中心孔，伸進(jìn)真空腔體(24)內(nèi)，傳動(dòng)軸(9)與傳動(dòng)塊(10)之間用螺紋連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架(12)在蝸輪(8)的下邊套裝在傳動(dòng)塊(10)的外側(cè)，在傳動(dòng)塊(10)的外側(cè)靠近蝸輪(8)處套裝有壓塊(11)，壓塊(11)的下沿落在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架(12)的臺(tái)肩上，將傳動(dòng)塊(10)的軸承壓住，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架(12)的延邊通過第二螺釘(17)與真空腔體上蓋(28)連接；在傳動(dòng)塊(10)下方的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐架(12)的腔內(nèi)，在傳動(dòng)軸(9)上套裝有波紋管(13)，兩者固連，在波紋管法蘭(14)的下面，在真空腔體上蓋(28)上的凹槽內(nèi)，裝有密封圈(16)，波紋管(13)通過波紋管法蘭(14)用第一螺釘(15)與真空腔體上蓋(28)連接；在真空加熱裝置中，支撐座(26)在真空腔體(24)的下部與其固連支撐著真空腔體(24)，高溫加熱爐(18)裝在真空腔體(24)內(nèi)的支撐底板(25)上，傳動(dòng)軸(9)的下端通過高溫加熱爐(18)上蓋的中孔伸進(jìn)高溫加熱爐(18)內(nèi)，上壓環(huán)(19)通過中心孔用第四螺釘(27)與傳動(dòng)軸(9)的下端固連，在高溫加熱爐(18)內(nèi)在上壓環(huán)(19)的正下方裝有球冠形胎具(23)，在球冠形胎具(23)上放置直徑大于上壓環(huán)(19)內(nèi)徑的平面實(shí)芯微通道板(20)，使其邊緣在上壓環(huán)(19)的下面超出上壓環(huán)(19)的內(nèi)徑；在球冠形胎具(23)上套裝有下壓環(huán)(22)，平面實(shí)芯微通道板(20)的邊延落在下壓環(huán)(22)上，上壓環(huán)(19)與下壓環(huán)(22)之間用第三螺釘(21)連接。
全文摘要
一種球面實(shí)芯微通道板制備裝置，屬于X射線、γ射線、宇宙射線、紫外線、帶電粒子的探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域涉及的一種裝置。要解決的技術(shù)問題是提供一種球面實(shí)芯微通道板的制備裝置，解決的技術(shù)方案，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和真空加熱裝置兩部分組成，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于整個(gè)裝置的上部，真空加熱裝置在整個(gè)裝置的下部。該裝置通過裝夾平面實(shí)芯微通道板的邊緣，在制備過程中使其一個(gè)表面與胎具接觸，保證了制備出的球面實(shí)芯微通道板的兩個(gè)表面平行，具有相同的曲率半徑，且避免了邊緣褶皺的發(fā)生；整個(gè)制備過程在真空系統(tǒng)中完成，也避免了表面的氧化。提高了球面實(shí)芯微通道板的質(zhì)量和成品率。
文檔編號(hào)H01J43/04GK101728146SQ20091021805
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者劉世界, 尼啟良, 陳波 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所