專利名稱：用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻
ο
背景技術(shù)：
上面提及的微通道板是由玻璃纖維制成的光電倍增元件，其外形半徑為20-200皿，厚度為O. 3-2. O IM的薄圓片(也可以制成矩形或正方形的薄片)，在微通道板上以并行排列的方式排列有數(shù)百萬(wàn)根孔徑5-25 μ m的微通道，它被廣泛用于微光夜視儀、X-射線像增強(qiáng)器、單光子計(jì)數(shù)器以及光子、電子、亞原子粒子等的探測(cè)。在微通道板的兩側(cè)施加一定的電壓后，便會(huì)在各個(gè)通道即前述的微通道中產(chǎn)生軸向電場(chǎng)，從而使每個(gè)進(jìn)入通道的電子或光子通道壁碰撞并產(chǎn)生二次電子，二次電子在軸向電場(chǎng)的作用下加速，再與通道壁碰撞產(chǎn)生更多的新的二次電子，從而隨著該過(guò)程的反復(fù)進(jìn)行而在輸出端產(chǎn)生電子增益，使信號(hào)增強(qiáng)。由前述可知，微通道板依賴的載體為玻璃纖維，已有技術(shù)普遍使用鉛硅酸鹽玻璃制造，并且在已公開(kāi)的中國(guó)專利文獻(xiàn)中可見(jiàn)諸，典型的如發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)CN101913765A推薦的“用于制造微通道板玻璃基體的玻璃”，該專利申請(qǐng)方案由于使用了鉛硅酸鹽玻璃，因此存在以下欠缺其一，由于這種玻璃本身是絕緣體并不導(dǎo)電，必須在氫氣中加熱還原處理(高溫氫還原處理)，在微通道表面形成導(dǎo)電層，以運(yùn)送電子流來(lái)補(bǔ)充通道壁表面由于電子撞擊不斷向外發(fā)射的“二次電子”。在高溫下被氫氣還原的管壁表層的化學(xué)組成與內(nèi)部顯著不同而造成微通道板應(yīng)力變形，并且在隨后的研磨拋光過(guò)程中容易碎裂。該專利申請(qǐng)方案中略微調(diào)整玻璃組成，并不能改變這種氫還原反應(yīng)，應(yīng)力變形仍然存在；其二，由于管壁表面的玻璃還原層的化學(xué)活性較高，因此性能很不穩(wěn)定。微通道板在工作中，電流只能從很薄的表面導(dǎo)電層通過(guò)，導(dǎo)電截面很小而電流密度很大，引起表面過(guò)熱，更促進(jìn)了表層老化和縮短使用壽命；其三，該專利申請(qǐng)的玻璃所使用的原料即堿金屬和堿土金屬氧化物都是由其碳酸鹽引入，在玻璃熔化過(guò)程中釋放出co2。氧化鉛的原料需要配以硝酸鹽，在熔化過(guò)程中釋放出02和N02。氧化鋁的原料通常使用其水合物，在熔化過(guò)程中釋放出H2O0所有這些氣體都會(huì)部分殘留在制成的玻璃內(nèi)，并且在微通道板工作中不斷以正離子形式釋放到通道內(nèi)，使輸出信號(hào)的噪聲增加。特別是在高溫氫還原處理后，玻璃表層含有大量的氫和氫氧基團(tuán)，在微通道板工作時(shí)釋放出H2和H2O的正離子。美國(guó)專利US6103648公開(kāi)的體電導(dǎo)玻璃的組成和纖維的化學(xué)組成％含量為P20538-55%、V20512-33%、Fe010-20%和Pb016_19(具體可參見(jiàn)該專利的說(shuō)明書(shū)第6欄第45至49行)，該專利方案摒棄了鉛硅酸鹽玻璃，由于改用本身能導(dǎo)電的半導(dǎo)體玻璃，因而能夠消除前述CN10193765A的欠缺，但是依然存在以下缺憾尚未規(guī)定出針對(duì)制造微通道板適用的玻璃組成范圍，需要調(diào)整玻璃組成，以達(dá)到體電導(dǎo)微通道板要求的玻璃體電阻(在5X IO7到5 X IO9之間)，并且在此組成范圍內(nèi)玻璃狀態(tài)穩(wěn)定(不析晶)和電阻性能穩(wěn)定；同時(shí)減少玻璃熔制過(guò)程中對(duì)莫萊石質(zhì)耐火坩堝容器的侵蝕性；還要改善在制造微通道板工藝的酸處理過(guò)程中，玻璃的耐腐蝕性；以及制造工藝的終結(jié)工序或稱末道工序的打磨拋光過(guò)程中增加玻璃硬度和改善磨拋質(zhì)量；此外，還應(yīng)調(diào)整玻璃組成，使半導(dǎo)體玻璃中過(guò)渡金屬離子價(jià)態(tài)穩(wěn)定。鑒于上述已有技術(shù)，本申請(qǐng)人作持久而有益的探索，并且作了大量的實(shí)驗(yàn)，終于形成了下面將要介紹的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于合理擴(kuò)展玻璃形成化學(xué)組成范圍并且顯著改善半導(dǎo)體玻璃材料特性而藉以有效地降低對(duì)熔制時(shí)所用的坩堝的潤(rùn)濕性及侵蝕程度、有利于提高耐蝕能力而藉以保障后續(xù)的制造微通道板工藝中的對(duì)酸處理的適應(yīng)性、有益于改善硬度而藉以保障后續(xù)工序的打磨拋光質(zhì)量和有便于增進(jìn)過(guò)渡金屬離子價(jià)態(tài)的穩(wěn)定性的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃。本發(fā)明的任務(wù)是這樣來(lái)完成的，一種用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按 質(zhì)量％數(shù)配比為
(P205+V205)60-75% ；
(Fe(HWO3)5-25% ；
Sb2O3( 4% ；
PbO彡 15%。在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
(Fe(HWO3)5-25% ；
Sb2O32-4% ；
PbO15-25%。在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
P2O533% ；
V2O532% ；
WO315% ；
Sb2O33% ；
PbO17%。在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
P2O555% ；
V2O514% ；
FeO4% ；
WO36% ；
Sb2O33% ；
PbOI8%ο在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
P2O540% ；
V2O520% ；
FeO2% ；
WO320% ；
Sb2O32% ；
PbO16%。在本發(fā)明的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其 成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
P2O537% ；
V2O527% ；
FeO2% ；
WO310% ；
Sb2O34% ；
PbO20%ο在本發(fā)明的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
P2O538% ；
V2O526% ；
FeO3% ；
WO316% ；
Sb2O32% ；
PbO15%。在本發(fā)明的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為
P2O542. 5% ；
V2O525% ；
WO35% ；
Sb2O32. 5% ；
PbO25%。在本發(fā)明的又更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的P205、V2O5, FeO, PbO, Sb2O3和WO3為粉體。本發(fā)明提供的技術(shù)方案由于在配方中引入了 WO3，由WOjP2O5及PbO構(gòu)成的P2O5-WO3- PbO三元系統(tǒng)中，形成玻璃的組成范圍較大，能得到玻璃狀態(tài)穩(wěn)定的、符合制造微通道板的化學(xué)組成，從而形成比較理想的微通道板半導(dǎo)體玻璃；引入概)3在玻璃熔制過(guò)程中能顯著降低對(duì)莫萊石質(zhì)耐火坩堝的潤(rùn)濕性及侵蝕程度，并且還可增進(jìn)在制造微通道板工藝中對(duì)酸處理的耐腐蝕程度；由于在配方中引入了 Sb2O3，因而使硬度得以改善，保障后續(xù)工序的打磨拋光質(zhì)量；由于Sb2O3的存在，從而能保障半導(dǎo)體玻璃中過(guò)渡金屬離子價(jià)態(tài)的穩(wěn)定性；由于配方合理，選用材料得當(dāng)，因而能滿足微通道板對(duì)半導(dǎo)體玻璃材料體電阻在5X107 5Χ109Ω范圍的要求。
具體實(shí)施例方式為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，申請(qǐng)人在下面以較佳的實(shí)施例詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的技術(shù)效果和相應(yīng)的技術(shù)特征更為明晰，但是實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明所作出的形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I :
一種用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比(也可稱“按分子式百分?jǐn)?shù)配比”)，其成分為:
P2O533% ；
V2O532% ；
WO315% ；
Sb2O33% ；
PbO17%。實(shí)施例2
P2O555% ；
V2O514% ；
FeO4% ；
WO36% ；
Sb2O33% ；
PbO18%。其余同對(duì)實(shí)施例I的描述。實(shí)施例3
P2O540% ；
V2O520% ；
FeO2% ；
WO320% ；
Sb2O32% ；
PbO16%。其余同對(duì)實(shí)施例I的描述。實(shí)施例4
P2O537% ；
V2O527% ；
FeO2% ；
WO310% ；
Sb2O34% ；
PbO20%。其余同對(duì)實(shí)施例I的描述。實(shí)施例5
P2O538%
V2O526% ；FeO3% ；
WO316% ；
Sb2O32% ；
PbO15%。其余同對(duì)實(shí)施例I的描述。實(shí)施例6
P2O542. 5% ；
V2O525% ；
WO35% ；
Sb2O32. 5% ；
PbO25%。其余同對(duì)實(shí)施例I的描述。上述任一實(shí)施例采用P205、V205、Fe0、Pb0、Sb2O3和WO3的粉狀化合物作為熔制玻璃的原料。當(dāng)由上述實(shí)施例I至6的任一實(shí)施例的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃制造微通道板時(shí)，將原料混合并且在攪拌狀態(tài)下熔化，將熔化得到的玻璃熔體澆入模具內(nèi)，出模后經(jīng)退火，退火后拉絲，即得到用于制造微通道板用的半導(dǎo)體玻璃纖維。綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案客觀地克服了已有技術(shù)中的欠缺，完成了發(fā)明任務(wù)，全面地體現(xiàn)了申請(qǐng)人在上面的技術(shù)效果欄中所述的技術(shù)效果，并且經(jīng)測(cè)試，半導(dǎo)體玻璃材料的體電阻均在5X107至5Χ109Ω范圍，符合體電導(dǎo)微通道板對(duì)玻璃材料本身的電阻要求。
權(quán)利要求
1.一種用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為 (P205+V205)60-75% ； (Fe(HWO3)5-25% ； Sb2O3≤ 4% ；PbO≥ 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為 (Fe(HWO3)5-25% ； Sb2O32-4% ； PbO15-25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為P2O533% ； V2O532% ；WO315% ； Sb2O33% ；PbO17%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為P2O555% ； V2O514% ；FeO4% ；WO36% ； Sb2O33% ；PbOI8%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為 P2O540% ； V2O520% ；FeO2% ；WO320% ； Sb2O32% ；PbO16%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為 P2O537% ； V2O527% ；FeO2% ；WO310% ；Sb2O34% ；PbO20%ο
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為 P2O538% ； V2O526% ；FeO3% ；WO316% ； Sb2O32% ；PbO15%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于其成分按質(zhì)量％數(shù)配比為=P2O542. 5% ；V20525% ；W03 5% ； Sb2O32.5% ；PbO 25%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，其特征在于所述的P2O5、V2O5、FeO、PbO、Sb2O3 和 WO3 為粉體。
全文摘要
一種用于制造微通道板的半導(dǎo)體玻璃，屬于半導(dǎo)體玻璃技術(shù)領(lǐng)域。其成分按質(zhì)量%數(shù)配比為(P2O5+V2O5)60-75%；(FeO+WO3)5-25%；Sb2O3≤4%；PbO≥15%。優(yōu)點(diǎn)能得到玻璃狀態(tài)穩(wěn)定的、符合制造微通道板的化學(xué)組成，從而形成比較理想的微通道板半導(dǎo)體玻璃；能顯著降低對(duì)莫萊石質(zhì)耐火坩堝的潤(rùn)濕性及侵蝕程度，并且還可增進(jìn)在制造微通道板工藝中對(duì)酸處理的耐腐蝕程度；使硬度得以改善，保障后續(xù)工序的打磨拋光質(zhì)量；能保障半導(dǎo)體玻璃中過(guò)渡金屬離子價(jià)態(tài)的穩(wěn)定性；能滿足微通道板對(duì)半導(dǎo)體玻璃材料體電阻在5×107～5×109Ω范圍的要求。
文檔編號(hào)C03C3/16GK102936094SQ20121049875
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者曾欲強(qiáng), 易家良, 潘守芹, 晏潤(rùn)銘, 王榮杰 申請(qǐng)人:常熟市信立磁業(yè)有限公司