CN107486459A - 一种闪烁体晶条批量清洗夹具及清洗方法 - Google Patents

一种闪烁体晶条批量清洗夹具及清洗方法 Download PDF

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徐扬
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Abstract

本发明公开了一种闪烁体晶条批量清洗夹具及方法，夹具在基板底面四角设有支撑腿，在基板上设有若干上下贯通的晶条插装孔，所述晶条插装孔为由位于上面的大圆孔和位于下面的小圆孔构成的圆形沉孔，大圆孔直径略大于晶条横截面的外截圆直径，小圆孔直径略小于晶条横截面的外截圆直径。清洗时，将待清洗晶条装入晶条插装孔中，然后依次在汽油、丙酮、热碱液、含正负离子表面活性剂的洗涤液和纯水中洗涤，最后甩干。本发明实现了闪烁体晶条的批量自动化清洗，可以同时将多套夹具放置在清洗液中同步清洗，减少了手工清洗工作量和强度，大幅提高了工作效率，每天能够清洗5000根‑10000根。

Description

一种闪烁体晶条批量清洗夹具及清洗方法
技术领域
本发明涉及一种闪烁体晶条批量清洗夹具及方法，可用于条柱状抛光工件的清洗和干燥，属于工件清洗领域。
背景技术
由 LYSO:Ce、LuYAP:Ce、GAGG:Ce等无机闪烁晶体制作的辐射探测器，在高能物理、核物理、核医学（XCT、PET、γ相机等）、工业CT、地质勘探、石油测井等领域存在强烈需求。探测器结构主要由闪烁晶体阵列与光电倍增管阵列两部分耦合组成，当高能射线照射到探测器上后，闪烁材料便发出荧光，光电倍增管搜集放大这些光信号并转换成电信号，便可以通过判断电信号的位置及强弱确定放射性元素的分布情况。
闪烁晶体阵列制作前，需要对使用的每根晶条（晶条为长条形矩形柱体）进行六面抛光。抛光完成后，晶条表面上往往粘附着石蜡、光刻胶、抛光料颗粒。为了清除这些粘附物，需要用酒精和棉花对每根晶条的六面进行手工擦洗。这些晶条具有尺寸小、易损伤、难清洗的特点，每人每天只能擦洗300根-400根，存在着清洗效率低、耗材成本高、清洗质量不稳定等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种用于批量清洗闪烁体晶条的夹具和方法，用以解决现有清洗过程中手动单根清洗工作效率低的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种闪烁体晶条批量清洗夹具，包括基板，基板底面四角设有支撑腿以将基板悬空；在基板上设有若干上下贯通的晶条插装孔，所述晶条插装孔为由位于上面的大圆孔和位于下面的小圆孔构成的圆形沉孔，大圆孔直径略大于晶条横截面的外截圆直径以能放进晶条并防止晶条在大圆孔内晃动，小圆孔直径略小于晶条横截面的外截圆直径以防止晶条通过小圆孔掉落。
优选地，所述基板和支撑腿由聚四氟乙烯板一体加工成型。
进一步地，所述晶条插装孔按矩阵方式在基板上均匀布置。
大圆孔高度小于待清洗晶条高度。
一种闪烁体晶条批量清洗方法，包括如下步骤：
（1）将待清洗晶条装入前述的清洗夹具上的晶条插装孔中；
（2）将插装有晶条的清洗夹具在汽油中浸泡1h-2h；
（3）将插装有晶条的清洗夹具在丙酮中浸泡1h-2h；
（4）将插装有晶条的清洗夹具在60℃-100℃、PH值9-14的热碱液中浸泡10min-30min；
（5）使用含正负离子表面活性剂的洗涤液对插装有晶条的清洗夹具超声10min-30min；
（6）将插装有晶条的清洗夹具使用纯水超声10min-30min；
（7）将插装有晶条的清洗夹具放入自动甩干机中甩干即可。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明实现了闪烁体晶条的批量自动化清洗，可以同时将多套夹具放置在清洗液中同步清洗，减少了手工清洗工作量和强度，大幅提高了工作效率，每天能够清洗5000根-10000根。
2、本方法清洗时，使用的清洗液可回收反复使用，减少了耗材使用量。
3、由于采用批量清洗，清洗质量稳定，有助于提高清洗效果的一致性。
附图说明
图1-本发明闪烁体晶条批量清洗夹具俯视图。
图2-本发明闪烁体晶条批量清洗夹具侧视图。
具体实施方式
本发明提出的一种闪烁体晶条批量清洗方法，使用自制的清洗甩干一体化卡槽式夹具，将闪烁体晶条先后在汽油、丙酮、高温碱液浸泡后，使用含正负离子表面活性剂的洗涤液超声，最后纯水超声后甩干，完成清洗工作。
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明闪烁体晶条批量清洗夹具包括基板1，基板1底面四角设有支撑腿2以将基板1悬空；在基板1上设有若干上下贯通的晶条插装孔3，所述晶条插装孔3为由位于上面的大圆孔4和位于下面的小圆孔5构成的圆形沉孔，大圆孔4直径略大于晶条横截面的外截圆直径以能放进晶条并防止晶条在大圆孔内晃动，小圆孔5直径略小于晶条横截面的外截圆直径以防止晶条通过小圆孔掉落。通过对沉孔上述设计，晶条插装到晶条插装孔时，晶条的下端只是四角刚好落在沉孔的沉台上，除此外，底部完全亮开；晶条长度方向的四条棱刚好处于与大圆孔孔壁似接触非接触状态，这样既不会晃动，又不会影响清洗液通过晶条的各个面，能够达到最佳清洗效果。
所述基板和支撑腿由聚四氟乙烯板一体加工成型。实际加工中，将宽度方向的两支撑腿连为一体，从而形成左右两支撑板，这样加工更容易。聚四氟乙烯又名特氟龙，是目前所知最稳定的高分子材料，具有耐丙酮等有机溶剂，耐酸碱腐蚀，硬度适中，有一定弹性，和工件接触不损伤工件的特点。
所述晶条插装孔3按矩阵方式在基板1上均匀布置。这样在同样基板面积下，晶条插装孔的数量可以布置的更多，提高了一次清洗量，且夹具整体更规范。
大圆孔高度小于待清洗晶条高度。这样晶条插装后，晶条上端露出于沉孔外，能够更好地浸泡于各种清洗液中进行清洗，清洗效果更好。
本发明清洗夹具具有以下特点：
1、晶体六个面能同时清洗，而且清洗均匀一致，不存在死角。
2、清洗不引起晶体的划伤，甩干时不造成晶体的崩缺。
3、通过选择特定的材质，能够满足酸、碱、有机溶液清洗要求。
4、满足甩干时的动平衡要求（1000rpm）。
本发明闪烁体晶条批量清洗方法，依次包括如下步骤：
（1）将待清洗晶条装入前述的清洗夹具上的晶条插装孔中；
（2）将插装有晶条的清洗夹具在汽油中浸泡1h-2h，以去除石蜡；或采用去蜡剂加热清洗去除石蜡；
（3）将插装有晶条的清洗夹具在丙酮中浸泡1h-2h，以去除光刻胶；
（4）将插装有晶条的清洗夹具在酒精中浸泡5min，以去除步骤（3）丙酮浸泡后残留的丙酮；
（5）将插装有晶条的清洗夹具在60℃-100℃、PH值9-14的热碱液中浸泡10min-30min，使残留负性光刻胶和碱反应生成有机盐，进一步去除残留光刻胶；优选在80℃-95℃、PH值13-14的热碱液（KOH溶液）中浸泡20min-30min；
（6）使用含正负离子表面活性剂的洗涤液对插装有晶条的清洗夹具超声10min-30min，以去除晶体表面吸附的颗粒；洗涤液中的主要成分为表面活性剂，表面活性剂能和工件表面的污渍结合降低其吸附力，洗衣液、餐具洗涤剂等大部分成分和最关键成分就是它；
（7）将插装有晶条的清洗夹具使用纯水超声10min-30min，以去除洗涤液残留；
（8）将插装有晶条的清洗夹具放入自动甩干机中甩干即可（喷水60S，转速100rpm；甩干120S，转速800rp；吹气烘干300S，转速1000rp），以去除纯水，避免晶体表面形成水迹。在甩干机上沿旋转中心周围等角度设有若干安装夹具的支架，夹具竖直放置并使正面朝向旋转中心，通过支撑腿将夹具安装在支架上，然后即可启动甩干机进行甩干操作。
(9)自检筛选不合格品，包含清洗质量不合格和加工质量不合格及晶体内部缺陷产品。
由于负性光刻胶与石蜡混合后又经历研磨抛光等过程多次加温，吸附在晶体抛光面上非常牢固。采用传统方法的有机溶液清洗，丙酮、光刻胶剥离液等都会有残留物。如果采用专门去除有机物的重铬酸钾和浓硫酸，LYSO晶体又容易被腐蚀。本发明采用KOH热碱液在特定的温度和PH值下与光刻胶产生化学反应，然后用洗涤液清洗，彻底解决了该问题。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种闪烁体晶条批量清洗夹具，其特征在于：包括基板，基板底面四角设有支撑腿以将基板悬空；在基板上设有若干上下贯通的晶条插装孔，所述晶条插装孔为由位于上面的大圆孔和位于下面的小圆孔构成的圆形沉孔，大圆孔直径略大于晶条横截面的外截圆直径以能放进晶条并防止晶条在大圆孔内晃动，小圆孔直径略小于晶条横截面的外截圆直径以防止晶条通过小圆孔掉落。
2.根据权利要求1所述的闪烁体晶条批量清洗夹具，其特征在于：所述基板和支撑腿由聚四氟乙烯板一体加工成型。
3.根据权利要求1所述的闪烁体晶条批量清洗夹具，其特征在于：所述晶条插装孔按矩阵方式在基板上均匀布置。
4.根据权利要求1所述的闪烁体晶条批量清洗夹具，其特征在于：大圆孔高度小于待清洗晶条高度。
5.一种闪烁体晶条批量清洗方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将待清洗晶条装入权利要求1-4任一所述的清洗夹具上的晶条插装孔中；
（2）将插装有晶条的清洗夹具在汽油中浸泡1h-2h；
（3）将插装有晶条的清洗夹具在丙酮中浸泡1h-2h；
（4）将插装有晶条的清洗夹具在60℃-100℃、PH值9-14的热碱液中浸泡10min-30min；
（5）使用含正负离子表面活性剂的洗涤液对插装有晶条的清洗夹具超声10min-30min；
（6）将插装有晶条的清洗夹具使用纯水超声10min-30min；
（7）将插装有晶条的清洗夹具放入自动甩干机中甩干即可。
6.根据权利要求5所述的闪烁体晶条批量清洗方法，其特征在于：在步骤（3）和（4）之间增加酒精浸泡环节，浸泡时间为5分钟。
7.根据权利要求5所述的闪烁体晶条批量清洗方法，其特征在于：步骤（4）浸泡温度优选80℃-95℃，PH值优选13-14的，浸泡时间优选20min-30min。
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