发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种精度高、强度好、耐酸碱性能好的血液分析仪液流系统流动室及其制备方法。
本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是:一种血液分析仪液流系统流动室,包括第一抛光基片,所述第一抛光基片上设有两个平行的第二抛光基片、第三抛光基片,所述第二抛光基片和第三抛光基片上设有第四抛光基片,所述第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片之间设有构成流动室内孔的缝隙孔,所述第二抛光基片和第三抛光基片之间预留的距离为缝隙孔的宽度,研磨抛光后的所述第二抛光基片和第三抛光基片的厚度为缝隙孔的高度,所述第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片通过高温键合连接在一起形成一个整体,所述缝隙孔的两端设有圆形扩孔,所述圆形扩孔中设有与所述缝隙孔相连的过渡锥孔。
所述第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片中每个平面的平面度误差小于λ/8,其中λ为632.8nm;所述第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片中相对面的平行度误差小于0.0005mm;所述第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片中相邻面的垂直度误差小于0.001mm。
构成流动室内孔的所述缝隙孔尺寸小于0.2x0.2mm。
所述第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10。
一种制备上述的血液分析仪液流系统流动室的制备方法,其特征在于:其包括如下步骤:
S1:第一次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的表面进行加工,加工后的质量要求为:基片中每个平面的平面度误差小于λ/8,基片中相对面的平行度误差小于0.0005mm,基片中相邻面的垂直度误差小于0.001mm,基片表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,基片中四条长棱线崩边<0.02mm;
S2:第一次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第二抛光基片、第三抛光基片光胶在第一抛光基片的抛光表面光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片的两端左右靠齐,第二抛光基片和第三抛光基片之间预留距离作为流动室内孔的缝隙孔宽度,不得凹凸不平,光胶是根据分子间扩散原理使表面光滑的两件物体通过分子吸引力粘接在一起;
S3:第一次高温烘烤键合:将深化光胶后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第一次高温烘烤键合包括四个阶段:
A加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1120℃~1200℃,升温速率为1℃-20℃/分钟;
B恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为12-48小时;
C慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为0.1℃-5℃/分钟;
D快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在1℃-30℃/分钟;
S4:第二次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的表面进行加工,将第二抛光基片和第三抛光基片的厚度研磨至流动室内孔要求的缝隙孔高度,加工后的质量要求为:组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S5:第二次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第四抛光基片光胶在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的抛光表面,光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端左右靠齐,不得凹凸不平;
S6:第二次高温烘烤键合:将深化光胶后的第四抛光基片和第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第二次高温烘烤键合包括四个阶段:
E加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1120℃~1200℃,升温速率为1℃-15℃/分钟;
F恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为12-48小时;
G慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为0.1℃-5℃/分钟;
H快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在1℃-20℃/分钟;
S7:第三次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对由第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片高温烘烤键合形成的整体组合件表面进行加工,加工后的质量要求为:整体组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,整体组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,整体组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,整体组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S8:整体组合件两端钻孔成型:在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端钻出圆形扩孔,圆形扩孔中设有与所述缝隙孔相连的过渡锥孔,钻孔后经过清洗烘干后处理得到血液分析仪液流系统流动室产品。
本发明的有益效果是:
1、通过利用第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片高温键合形成一个整体的流动室,流动室由四个基片分批光胶键合和抛光研磨加工而成,加工过程精度可控,融合后质量稳定、精度高;
2、制备方法中的第一次高温烘烤键合和第二次高温烘烤键合为制备的关键工序,两次高温烘烤键合都分成四个阶段进行控制,其工艺参数经过大量的分析对比试验和创新设计,经过不断优化改进测试得到加热阶段、恒温阶段、慢热阶段和快冷阶段中的温度曲线和保温时间参数,比常见的烘烤键合工艺能够更加有利于提高流动室产品性能;
3、通过四个阶段的高温烘烤键合,确保加工后的流动室产品具有高的机械强度,材质硬度高、耐磨损;流动室产品键合后形成一个整体,其耐酸碱性能优越,适合在各种分析条件下使用;
4、通过采用性能优良的石英玻璃键合形成整体的流动室产品纯度高,具有高抗激光损伤阈值特性;采用石英玻璃键合形成整体的流动室产品具有短波至长波范围的高透过率,有利于光谱分析;
5、第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片都为平板结构,其精度容易加工保证,适合大批稳定生产。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详细说明。
请参阅图1及图2所示,本发明血液分析仪液流系统流动室包括第一抛光基片1,所述第一抛光基片1上设有两个平行的第二抛光基片2、第三抛光基片3,所述第二抛光基片2和第三抛光基片3上设有第四抛光基片4,所述第一抛光基片1、第二抛光基片2、第三抛光基片3和第四抛光基片4之间设有构成流动室内孔的缝隙孔5,所述第二抛光基片2和第三抛光基片3之间预留的距离为缝隙孔5的宽度,研磨抛光后的所述第二抛光基片2和第三抛光基片2的厚度为缝隙孔5的高度,所述第一抛光基片1、第二抛光基片2、第三抛光基片3和第四抛光基片4通过高温键合连接在一起形成一个整体,所述缝隙孔5的两端设有圆形扩孔6,所述圆形扩孔6中设有与所述缝隙孔5相连的过渡锥孔61。
所述第一抛光基片1、第二抛光基片2、第三抛光基片3和第四抛光基片4中每个平面的平面度误差小于λ/8,其中λ为632.8nm;所述第一抛光基片1、第二抛光基片2、第三抛光基片2和第四抛光基片4中相对面的平行度误差小于0.0005mm;所述第一抛光基片1、第二抛光基片2、第三抛光基片3和第四抛光基片4中相邻面的垂直度误差小于0.001mm。
构成流动室内孔的所述缝隙孔5尺寸小于0.2x0.2mm。
所述第一抛光基片1、第二抛光基片2、第三抛光基片3和第四抛光基片4表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,其检测标准参考美国军用标准MIL-PRF-13830B。
上述血液分析仪液流系统流动室的制备方法实施例1:制备血液分析仪液流系统流动室的制备方法包括如下步骤:
S1:第一次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的表面进行加工,加工后的质量要求为:基片中每个平面的平面度误差小于λ/8,基片中相对面的平行度误差小于0.0005mm,基片中相邻面的垂直度误差小于0.001mm,基片表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,基片中四条长棱线崩边<0.02mm;
S2:第一次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第二抛光基片、第三抛光基片光胶在第一抛光基片的抛光表面光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片的两端左右靠齐,第二抛光基片和第三抛光基片之间预留距离作为流动室内孔的缝隙孔宽度,如缝隙孔宽度为0.2mm,基片表面不得凹凸不平;
S3:第一次高温烘烤键合:将深化光胶后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第一次高温烘烤键合包括四个阶段:
A加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1200℃,升温速率为1℃/分钟;
B恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为48小时;
C慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为0.1℃/分钟;
D快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在1℃/分钟;
S4:第二次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的表面进行加工,将第二抛光基片和第三抛光基片的厚度研磨至流动室内孔要求的缝隙孔高度,如缝隙孔高度为0.2mm,加工后的质量要求为:组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S5:第二次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第四抛光基片光胶在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的抛光表面,光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端左右靠齐,不得凹凸不平;
S6:第二次高温烘烤键合:将深化光胶后的第四抛光基片和第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第二次高温烘烤键合包括四个阶段:
E加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1200℃,升温速率为15℃/分钟;
F恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为48小时;
G慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为5℃/分钟;
H快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在5℃/分钟;
S7:第三次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对由第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片高温烘烤键合形成的整体组合件表面进行加工,加工后的质量要求为:整体组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,整体组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,整体组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,整体组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S8:整体组合件两端钻孔成型:在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端钻出圆形扩孔,圆形扩孔中设有与所述缝隙孔相连的过渡锥孔,钻孔后经过清洗烘干后处理得到血液分析仪液流系统流动室产品。
上述血液分析仪液流系统流动室的制备方法实施例2:制备血液分析仪液流系统流动室的制备方法包括如下步骤:
S1:第一次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的表面进行加工,加工后的质量要求为:基片中每个平面的平面度误差小于λ/8,基片中相对面的平行度误差小于0.0005mm,基片中相邻面的垂直度误差小于0.001mm,基片表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,基片中四条长棱线崩边<0.02mm;
S2:第一次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第二抛光基片、第三抛光基片光胶在第一抛光基片的抛光表面光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片的两端左右靠齐,第二抛光基片和第三抛光基片之间预留距离作为流动室内孔的缝隙孔宽度,不得凹凸不平;
S3:第一次高温烘烤键合:将深化光胶后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第一次高温烘烤键合包括四个阶段:
A加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1200℃,升温速率为5℃/分钟;
B恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为12小时;
C慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为2℃/分钟;
D快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在5℃/分钟;
S4:第二次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的表面进行加工,将第二抛光基片和第三抛光基片的厚度研磨至流动室内孔要求的缝隙孔高度,加工后的质量要求为:组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S5:第二次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第四抛光基片光胶在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的抛光表面,光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端左右靠齐,不得凹凸不平;
S6:第二次高温烘烤键合:将深化光胶后的第四抛光基片和第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第二次高温烘烤键合包括四个阶段:
E加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1200℃,升温速率为1℃/分钟;
F恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为12小时;
G慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为3℃/分钟;
H快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在5℃/分钟;
S7:第三次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对由第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片高温烘烤键合形成的整体组合件表面进行加工,加工后的质量要求为:整体组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,整体组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,整体组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,整体组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S8:整体组合件两端钻孔成型:在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端钻出圆形扩孔,圆形扩孔中设有与所述缝隙孔相连的过渡锥孔,钻孔后经过清洗烘干后处理得到血液分析仪液流系统流动室产品。
上述血液分析仪液流系统流动室的制备方法实施例3:制备血液分析仪液流系统流动室的制备方法包括如下步骤:
S1:第一次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的表面进行加工,加工后的质量要求为:基片中每个平面的平面度误差小于λ/8,基片中相对面的平行度误差小于0.0005mm,基片中相邻面的垂直度误差小于0.001mm,基片表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,基片中四条长棱线崩边<0.02mm;
S2:第一次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第二抛光基片、第三抛光基片光胶在第一抛光基片的抛光表面光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片的两端左右靠齐,第二抛光基片和第三抛光基片之间预留距离作为流动室内孔的缝隙孔宽度,不得凹凸不平;
S3:第一次高温烘烤键合:将深化光胶后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第一次高温烘烤键合包括四个阶段:
A加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1200℃,升温速率为20℃/分钟;
B恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为24小时;
C慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为5℃/分钟;
D快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在30℃/分钟;
S4:第二次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的表面进行加工,将第二抛光基片和第三抛光基片的厚度研磨至流动室内孔要求的缝隙孔高度,加工后的质量要求为:组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S5:第二次深化光胶粘接:采用深化光胶工艺,将第四抛光基片光胶在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片和第三抛光基片组合件的抛光表面,光胶定位时保证第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端左右靠齐,不得凹凸不平;
S6:第二次高温烘烤键合:将深化光胶后的第四抛光基片和第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片组合件放置于烘箱中烘烤键合,第二次高温烘烤键合包括四个阶段:
E加热阶段:在一定时间内将耐高温的石英玻璃加热到温度介于应力变化点和退火点之间,即将加热耐高温石英玻璃加热到1200℃,升温速率为5℃/分钟;
F恒温阶段:将石英玻璃加热到退火点温度后进行保温,恒温时间控制为24小时;
G慢热阶段:在恒温处理后缓慢降低石英玻璃温度,将石英玻璃温度降低到应力变化点温度,降温速率控制为0.1℃/分钟;
H快冷阶段:在石英玻璃温度降低到应力变化点温度后,继续降温,石英玻璃温度低于900℃以下时,降温速率控制在20℃/分钟;
S7:第三次研磨抛光冷加工:通过研磨抛光冷加工工艺,对由第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片高温烘烤键合形成的整体组合件表面进行加工,加工后的质量要求为:整体组合件每个平面的平面度误差小于λ/8,整体组合件中相对面的平行度误差小于0.0005mm,整体组合件表面的划痕和麻点的质量要求为<20-10,整体组合件中四条长棱线崩边<0.02mm;
S8:整体组合件两端钻孔成型:在高温烘烤键合后的第一抛光基片、第二抛光基片、第三抛光基片和第四抛光基片的两端钻出圆形扩孔,圆形扩孔中设有与所述缝隙孔相连的过渡锥孔,钻孔后经过清洗烘干后处理得到血液分析仪液流系统流动室产品。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。