本發(fā)明屬于微光學(xué)元件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用高分子填料制備微通道板的方法。

背景技術(shù)：

微通道板（microchannelplate，簡(jiǎn)稱mcp）是一種具有電子倍增作用的微孔陣列元件，由于其具有高增益、低噪音、高分辨率、寬頻帶、低功耗、長(zhǎng)壽命及自飽和效應(yīng)等特點(diǎn)，而被廣泛用于微光像管、光電倍增管、攝像管以及粒子探測(cè)器。

目前，mcp的制備方法主要是實(shí)心酸溶法，該法制備mcp的關(guān)鍵在于所用玻璃纖維是由可被酸刻蝕的芯料玻璃棒和外套皮料玻璃管一并拉制形成，二種玻璃纖維規(guī)則排列成束經(jīng)高溫熔合后切成薄玻璃片，再經(jīng)酸蝕去除芯玻璃而形成多孔結(jié)構(gòu)。該法具有兩個(gè)突出的問(wèn)題，一是在制備過(guò)程中必須使用酸性極強(qiáng)的溶劑（如濃硫酸、濃硝酸等）作為腐蝕劑，這不僅給生產(chǎn)人員身體帶來(lái)極大的傷害，還降低了皮玻璃和包邊骨架玻璃的力學(xué)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致微通道板變形，此外，隨著微通道板應(yīng)用器件成像清晰度及分辨率要求的提升，微通道板的微通道直徑一直在縮小，目前，主流微通道板的微孔直徑為6~8um，而且已有4um、2um微通道板的報(bào)道，實(shí)心酸蝕法由于自身的缺陷，酸蝕芯玻璃產(chǎn)生的殘?jiān)谳^小孔徑的微通道板中難以排出，限制了孔徑更小、分辨率更高的微通道板的研發(fā)進(jìn)程。另一個(gè)突出問(wèn)題是玻璃纖維經(jīng)過(guò)酸蝕去除芯玻璃后，微通道表面不平整，存在大量的凹凸結(jié)構(gòu)，這降低了微通道板的倍增幅度。

空芯法制備微通道板的關(guān)鍵在于所用玻璃纖維是由皮料玻璃管拉制形成中空纖維，規(guī)則排列成束經(jīng)高溫熔合后加上包邊玻璃，經(jīng)切片、研磨、拋光等工序，形成多孔結(jié)構(gòu)。從而根本上避免了實(shí)心酸溶法引起的問(wèn)題，形成的微通道表面光滑平整、無(wú)凹凸結(jié)構(gòu)，電子增益更強(qiáng)。但是這種方法的缺陷是中空纖維成束形成的初級(jí)微通道板在切片、研磨、拋光等后處理工序中容易發(fā)生大幅的碎裂和變形，不能保存原有的微通道板多孔結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于，提供一種用高分子填料制備微通道板的方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在用空芯法制備微通道板時(shí)，防止初級(jí)微通道板在后處理工序中發(fā)生碎裂和變形。

本發(fā)明的目的及所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種用高分子填料制備微通道板的方法，包括如下步驟：

（1）初級(jí)微通道板的制備：

若干中空纖維規(guī)則排列為中空纖維束，所述中空纖維束620~630℃高溫融合后在外表面加包邊玻璃；

（2）灌裝初級(jí)微通道板進(jìn)行后處理：

將高分子填料加熱熔融，熔融后的高分子填料灌裝到初級(jí)微通道板中；灌裝完成待高分子填料固化后對(duì)所述初級(jí)微通道板進(jìn)行切片、研磨去毛邊、拋光等后處理工序；

（3）清洗初級(jí)微通道板：

采用有機(jī)溶劑清洗所述處理過(guò)的初級(jí)微通道板制得微通道板成品。

作為優(yōu)選，所述中空纖維束為正六邊形結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述高分子填料是由蠟、樹(shù)脂、地瀝青任意組份組成的混合物。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述混合物為費(fèi)托蠟、合成蠟、聚乙烯蠟、褐煤蠟、石蠟中的一種或幾種的混合物。

作為優(yōu)選，所述初級(jí)微通道板孔徑為0.1~100um。

作為優(yōu)選，所述高分子填料加熱溫度為90~300℃，所述加熱熔融后的高分子填料粘度系數(shù)為60~300mpa.s、體積熱膨脹系數(shù)為0.66~1.00×10^-3/℃，所述加熱熔融后的高分子填料易于填充到初級(jí)微通道板的孔徑中。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述加熱熔融后的高分子填料粘度系數(shù)由旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定，所述旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)在90℃恒溫條件下工作。

作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑為丙烷、丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、己烷、2-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、庚烷、庚烷異構(gòu)體、辛烷、2,2,4-三甲基戊烷、2,2,3-三甲基戊烷、壬烷、2,2,5-三甲基己烷、癸烷、十二烷、石油醚、汽油、煤油、溶劑石腦油、不飽和脂肪烴、混合戊烯、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、1,1-聯(lián)環(huán)己烷、對(duì)孟烷（萜烷）、環(huán)己烯、蒎烯、1,8-萜二烯、苯、苯乙烯、環(huán)己基苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯、二甲苯、乙苯、二乙基苯、異丙基苯、丁基苯、戊基苯、二戊基苯、三戊基苯、四戊基苯、十二烷基苯、雙十二烷基苯、戊基甲苯、1,3,5-三甲基苯、對(duì)異丙基甲苯、聯(lián)苯、萘、四氫化萘、十氫化萘、松節(jié)油、松油、樟腦油、氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、五氯乙烷、六氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、氯丙烷、2-氯丙烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、3-氯丙烯、氯丁烷、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷、2-氯-2-甲基丙烷、氯戊烷、混合氯代戊烷、二氯戊烷、氯己烷。1-氯-2-乙基己烷、溴甲烷、溴仿、溴乙烷、1,2-二溴乙烷、1,1,2,2-四溴乙烷、溴丙烷、2-溴丙烷、氯溴甲烷、1-溴-2-氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對(duì)二氯苯、1,2,4-三氯苯、鄰氯甲苯、對(duì)氯甲苯、溴苯、鄰二溴苯、α-氯萘、氯化萘、α-溴萘、氟（代）苯、三氟甲苯、六氟代苯、一氟三氯甲烷、一氟二氯甲烷、三氟一溴甲烷、二氟一氯乙烷、1,1,2-三氯-1,2,2-三氯乙烷、1,2-二氟-1,1,2,2-四氯乙烷、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、另丁醇、特丁醇、戊醇、2-甲基丁醇、異戊醇、另戊醇、3-戊醇、特戊醇、雜醇油、己醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基丁醇、2-甲基戊醇、庚醇、2-庚醇、3-庚醇、辛醇、2-辛醇、2-乙基己醇、3,5,5-三甲基己醇、壬醇、2,6-二甲基-4-庚醇、癸醇、十一醇、5-乙基-2-壬醇、十二醇、三甲基壬醇、十四醇、十七醇、環(huán)己醇、2-甲基環(huán)己醇、3-甲基環(huán)己醇、4-甲基環(huán)己醇、苯甲醇、α-萜品醇、松香醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-丁烯-1,4-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-乙二醇、甘油、2-乙基-2-（羥甲基）-1,3-丙二醇、1,2,6-己三醇、苯酚、甲酚、鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚、二甲酚、乙醚、丙醚、異丙醚、丁醚、異戊醚、己醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、苯甲醚、苯乙醚、丁基苯基醚、戊基苯基醚、甲氧基甲苯、乙基芐基醚、二苯醚、二芐醚、鄰二甲氧基苯、1,2-環(huán)氧丙烷、1,2-環(huán)氧丁烷、二噁烷、三噁烷、呋喃、2-甲基呋喃、四氫呋喃、四氫吡喃、桉樹(shù)腦、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚、二甘醇二丁醚、甘油醚、冠醚、甲縮醛、乙縮醛、丙酮、甲基丙酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、4-甲基-2-戊酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2,6-二甲基-4-庚酮、2,5-己二酮、2,6,8-三甲基-4-壬酮、丙酮油、異亞丙基丙酮、佛爾酮、異佛爾酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)己酮、苯乙酮、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、特戊酸、己酸、2-乙基丁酸、辛酸、2-乙基己酸、油酸、乙酐、丙酸酐、丁酸酐中一種或幾種的混合溶劑。

本發(fā)明的有益效果是該制備方法在于不使用強(qiáng)酸，保證了微通道板的力學(xué)強(qiáng)度和多孔結(jié)構(gòu)的完整性，避免微通道板發(fā)生變形，提高了分辨率、增加了電子倍增的幅度。采用高分子填料灌裝微通道板防止初級(jí)微通道板在后處理工序中發(fā)生碎裂和變形，保存了原有的微通道板多孔結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1是空芯法應(yīng)用本發(fā)明高分子填料制備微通道板的流程示意圖。

圖2是本發(fā)明高分子填料在空芯法制備微通道板中的關(guān)鍵部分示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但其僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，不以任何形式限制本發(fā)明。故凡依本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)范圍所述的特征及原理所做的等效變化，均包括于本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

（1）初級(jí)微通道板的制備：

若干中空纖維規(guī)則排列為正六邊中空纖維束，所述正六邊中空纖維束在620℃溫度下融合，在融合后的外表面加包邊玻璃，所得初級(jí)微通道板的孔徑為50um；

（2）灌裝初級(jí)微通道板進(jìn)行后處理：

將高分子填料在120℃溫度下熔融，在90℃恒溫條件下，旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得所述加熱熔融后的高分子填料的粘度系數(shù)為78mpa.s，所述加熱熔融后的高分子填料的體積熱膨脹系數(shù)為0.75×10^-3/℃，將熔融后易于灌裝的高分子填料灌裝到初級(jí)微通道板中；冷卻一段時(shí)間待該高分子填料固化，固化后的高分子填料具有較大的硬度和脆性，易于切片、研磨、拋光等冷加工處理；該高分子填料為費(fèi)托蠟和褐煤蠟的混合物，費(fèi)托蠟和褐煤蠟的重量比例為1：4；

（3）清洗初級(jí)微通道板：

采用重量比為40%乙醇和60%環(huán)己烷兩者混合物清洗所述處理過(guò)的初級(jí)微通道板制得微通道板成品。

實(shí)施例2

（1）初級(jí)微通道板的制備：

若干中空纖維規(guī)則排列為正六邊中空纖維束，所述正六邊中空纖維束在630℃溫度下融合，在融合后的外表面加包邊玻璃，所得初級(jí)微通道板的孔徑為20um；

（2）灌裝初級(jí)微通道板進(jìn)行后處理：

將高分子填料在120℃溫度下熔融，在90℃恒溫條件下，旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得所述加熱熔融后的高分子填料的粘度系數(shù)為100mpa.s，所述加熱熔融后的高分子填料的體積熱膨脹系數(shù)為0.66×10^-3/℃，將熔融后易于灌裝的高分子填料灌裝到初級(jí)微通道板中；冷卻一段時(shí)間待該高分子填料固化，固化后的高分子填料具有較大的硬度和脆性，易于切片、研磨、拋光等冷加工處理；該高分子填料為費(fèi)托蠟、褐煤蠟、石蠟三者的混合物，費(fèi)托蠟、褐煤蠟、石蠟三者的重量比例為1：3：4；

（3）清洗初級(jí)微通道板：

采用重量比為20%的丙酮、30%甲苯和50%石油醚三者混合物清洗所述處理過(guò)的初級(jí)微通道板制得微通道板成品。