CN111463102A - 微通道板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微通道板，包括数百万根位于外围的实心玻璃管和位于中间有效区的空心玻璃管，实心玻璃管和空心玻璃管的直径均为微米级，实心玻璃管与空心玻璃管分别紧密分布形成微通道板本体，并限定相对的第一表面和第二表面，分别镀制金属电极，作为输入面电极和输出面电极。输入面电极和输出面电极分别具有镀制的金属层，金属层位于外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界的位置形成部分的缺口，两个金属电极对应的遮挡部分对接构成完整的交界布局；并且在第一表面和第二表面上的的交界分别由输入面、输出面遮挡部分交替覆盖。本发明的微通道板，通过在微通道板的电极面上制备的特殊电极形状的微通道板，解决边缘放电问题。

Description

微通道板
技术领域
本发明涉及微通道板技术领域，具体而言涉及一种改善边缘放电的微通道板。
背景技术
微通道板是由数百万个直径为微米级的空心玻璃管和外围实心玻璃管组成的用于电子倍增放大的器件。电子可以在电场的作用下，经过中间区域的空心玻璃管壁，并碰撞管壁激发出二次电子，实现电子的倍增放大。外围的实心玻璃管主要实现强化结构的作用。
微通道板的输入及输出面上需要镀制金属电极，用于微通道板工作时导电，目前的金属电极覆盖了整个微通道板上下表面。由于中间有效区域的空心玻璃管和外围的实心玻璃管导电性不同，在微通道板工作时的高电压下，会形成局部放电击穿现象，影响微通道板的正常使用。特别是用于三代像增强器的微通道板，对于工作电压提出了更高的要求，所以解决微通道板边缘放电现象迫在眉睫。
发明内容
本发明目的在于提供一种改善边缘放电的微通道板，包括数百万根位于外围的实心玻璃管和位于中间有效区的空心玻璃管，实心玻璃管和空心玻璃管的直径均为微米级，实心玻璃管与空心玻璃管分别紧密分布形成微通道板本体，并限定相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分别镀制有金属电极，作为输入面电极和输出面电极，其中：
输入面电极和输出面电极分别具有镀制的金属层，金属层位于外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界的位置形成部分的缺口，作为遮挡部分，两个金属电极对应的遮挡部分对接构成完整的交界布局；并且在第一表面和第二表面上的外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界分别由输入面、输出面遮挡部分交替覆盖。
优选地，所述微通道板本体的截面为圆形，所述的交界为圆形。
优选地，所述输入面电极和输出面电极的金属层上形成的遮挡部分均为半圆形缺口。
优选地，所述半圆形缺口的中心位置形成有朝向微通道板本体的边缘延伸的空缺的把手部。
优选地，所述输入面电极和输出面电极的材料为Ni-Cr合金。
优选地，所述遮挡部分的宽度为1.5mm，半圆形缺口的圆环角度为210°
优选地，所述输入面电极和输出面电极的边缘均留有一定宽度的连接电极，用于装配像增强器时的电气连接。
优选地，所述电极的宽度为1.2mm。
优选地，所述中间有效区空心玻璃管的电阻率为6×1013Ω·cm，外围实心玻璃管的电阻率为3×1016Ω·cm。
优选地，所述输入面电极具有呈圆形的金属层，输入面电极的金属层在位于所述交界的位置并沿着交界避开一段半圆形的区域不镀制，使得输入面电极的金属层上形成半圆形的遮挡部分，所述遮挡部分在第一表面覆盖了超过1/2的交界。
优选地，所述输出面电极具有呈圆形的金属层，输出面电极的金属层在位于所述的交界的位置并沿着交界避开一段半圆形的区域不镀制，使得输出面电极金属层上形成半圆形的遮挡部分，输出面电极遮挡部分在第二表面覆盖了另外超过1/2的交界，并且与输入面电极的遮挡部分在两个表面形成对接和部分重叠。
优选地，所述输入面电极与输出面电极通过电极缺口进行区分。
由以上本发明的技术方案，与现有技术相比，其显著的有益效果在于：
通过在微通道板的电极面上制备的特殊电极形状的微通道板，解决微通道板边缘放电问题，其中微通道板中间有效区域由微米级的空心玻璃管整齐排列而成，外围的实心玻璃管将空心玻璃管紧密包裹，并通过热熔压技术固定成型。微通道板输入面、输出面通过真空镀膜技术，镀制有金属电极，用于微通道板工作时导电。镀制的输入面、输出面金属电极，其重叠部分为圆形或其他所需形状。
制备的输入面、输出面金属电极，其重叠部分完全避开空心玻璃材料和实心玻璃材料交界区域，且位于空心玻璃材料区域，交替覆盖空心玻璃材料和实心玻璃材料交界区域，通过交替覆盖空心玻璃材料和实心玻璃材料交界区域，增加单面电极的导电性。其中电极的材料为Ni-Cr合金。同时，还可以通过改变输入面和输出面的重合部分电极形状实现不同形状微通道板的需求，极大地节约了研发设计新形状的微通道板的成本。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1为本发明示例性实施例的解决微通道板边缘放电的微通道板的结构示意图。
图2为本发明提出的微通道板结构的半剖示意图。
图3为本发明提出的微通道板输入面电极形状示意图。
图4为本发明提出的微通道板输出面电极形状示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
根据本发明的示例性实施例的微通道板，通过镀制特殊形状的微通道板金属电极，，镀制出的微通道板输入面、输出面电极形状其重合部分为圆形或其他所需形状并使得电极的遮挡部分交替地覆盖微通道板的两个表面的中空玻璃管与外围的实行玻璃管的交界位置，形成2个面上的交替合围，使微通道板电场分布均，并增加单面电极的导电性，改善边缘放电。
结合图1-4所示示例的微通道板，包括数百万根位于外围的实心玻璃管1和位于中间有效区的空心玻璃管2，实心玻璃管和空心玻璃管的直径均为微米级，实心玻璃管与空心玻璃管分别紧密分布形成微通道板本体，并限定相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分别镀制有金属电极，作为输入面电极3和输出面电极4。图1、2中，实心玻璃管和空心玻璃管的紧密排列的数量为示例性说明。
结合图示，输入面电极3与输出面电极4可以通过电极缺口进行区分。例如，图3、4中，以半圆形电极缺口5区分。
如图1，微通道板中间有效区域由微米级的空心玻璃管整齐排列而成，外围的实心玻璃管将空心玻璃管紧密包裹，并通过热熔压技术固定成型。
优选地，金属电极的制备，通过真空镀膜技术进行金属层的镀制。优选地，电极的材料为Ni-Cr合金，可以有效的避免因材料导电性不同而造成的高电压下放电击穿现。
其中，输入面电极和输出面电极分别具有镀制的金属层，金属层位于外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界的位置形成部分的缺口7，作为遮挡部分，两个金属电极对应的遮挡部分对接构成完整的交界布局，如图3、4，并且在第一表面和第二表面上的外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界分别由输入面、输出面遮挡部分交替覆盖。
如图1、3、4，微通道板本体的截面为圆形，所述的交界为圆形。输入面电极3和输出面电极4的金属层上形成的遮挡部分均为半圆形缺口。
优选地，半圆形缺口的中心位置形成有朝向微通道板本体的边缘延伸的空缺的把手部8，为了连接遮挡部分7与镀膜夹具边缘，优选的，把手部8的宽度为2mm
优选地，每个金属电极上的遮挡部分的宽度为1.5mm，半圆形缺口的圆环角度为210°
如图3、4，输入面电极和输出面电极的边缘均留有一定宽度的连接电极6，用于装配像增强器时的电气连接。优选地，连接电极6的宽度为1.2mm。
优选地，中间有效区空心玻璃管的电阻率为6×1013Ω·cm，外围实心玻璃管的电阻率为3×1016Ω·cm。
结合图3、4所示的具体实施例中，输入面电极3具有呈圆形的金属层，输入面电极的金属层在位于所述交界的位置并沿着交界避开一段半圆形的区域不镀制，使得输入面电极的金属层上形成半圆形的遮挡部分，遮挡部分在第一表面覆盖了超过1/2的交界。
对应地，输出面电极4具有呈圆形的金属层，输出面电极的金属层在位于所述的交界的位置并沿着交界避开一段半圆形的区域不镀制，使得输出面电极金属层上形成半圆形的遮挡部分，输出面电极遮挡部分在第二表面覆盖了另外超过1/2的交界，并且与输入面电极的遮挡部分在两个表面形成对接和部分重叠。如此，两个金属层分别通过设置在对应表面的遮挡部分，对边界进行覆盖，并且均超过了边界的1/2，以形成至少部分的重叠。例如，设计值圆环角度为210度，为镀膜时候的旋转错位留有余地。
如此，使用上述方式形成的微通道板，可以使微通道板电场分布均匀，特别是在高电压下，优势更明显。微通道板经氢还原后，中间有效区空心玻璃管的电阻率为6×1013Ω·cm，外围实心玻璃管的电阻率为3×1016Ω·cm，中间有效区空心玻璃管的导电性更好。
由于传统中间有效区空心玻璃管与外围实心玻璃管交界处(例如六边形截面的玻璃纤维丝、圆形的截面的玻璃纤维丝的交接排列)是不规则形状，更容易造成电场分布不均，大量电子会在空心玻璃管处聚集，造成放电击穿现象。在800V条件下，常规方法制备的微通道板边缘放电比例为1.2％，使用上述方法制备的异形电极微通道板，边缘放电比例为0.01％。在1000V的高压条件下，边缘放电的比例甚至达到0.004-0.005％，改善效果更佳。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种微通道板，其特征在于，包括数百万根位于外围的实心玻璃管和位于中间有效区的空心玻璃管，实心玻璃管和空心玻璃管的直径均为微米级，实心玻璃管与空心玻璃管分别紧密分布形成微通道板本体，并限定相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分别镀制有金属电极，作为输入面电极和输出面电极，其中：
输入面电极和输出面电极分别具有镀制的金属层，金属层位于外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界的位置形成部分的缺口，作为遮挡部分，两个金属电极对应的遮挡部分对接构成完整的交界布局；并且在第一表面和第二表面上的外围实心玻璃管和中间有效区空心玻璃管的交界分别由输入面、输出面遮挡部分交替覆盖。
2.根据权利要求1所述的微通道板，其特征在于，所述微通道板本体的截面为圆形，所述的交界为圆形。
3.根据权利要求2所述的微通道板，其特征在于，所述输入面电极和输出面电极的金属层上形成的遮挡部分均为半圆形缺口。
4.根据权利要求3所述的微通道板，其特征在于，所述半圆形缺口的中心位置形成有朝向微通道板本体的边缘延伸的空缺的把手部。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的微通道板，其特征在于，所述输入面电极和输出面电极的材料为Ni-Cr合金。
6.根据权利要求5所述的微通道板，其特征在于，所述遮挡部分的宽度为1.5mm，半圆形缺口的圆环角度为210°。
7.根据权利要求5所述的微通道板，其特征在于，所述输入面电极和输出面电极的边缘均留有一定宽度的连接电极，用于装配像增强器时的电气连接。
8.根据权利要求7所述的微通道板，其特征在于，所述电极的宽度为1.2mm。
9.根据权利要求1所述的微通道板，其特征在于，所述中间有效区空心玻璃管的电阻率为6×1013Ω·cm，外围实心玻璃管的电阻率为3×1016Ω·cm。
10.根据权利要求1所述的微通道板，其特征在于，所述输入面电极具有呈圆形的金属层，输入面电极的金属层在位于所述交界的位置并沿着交界避开一段半圆形的区域不镀制，使得输入面电极的金属层上形成半圆形的遮挡部分，所述遮挡部分在第一表面覆盖了超过1/2的交界。
11.根据权利要求10所述的微通道板，其特征在于，所述输出面电极具有呈圆形的金属层，输出面电极的金属层在位于所述的交界的位置并沿着交界避开一段半圆形的区域不镀制，使得输出面电极金属层上形成半圆形的遮挡部分，输出面电极遮挡部分在第二表面覆盖了另外的超过1/2的交界，并且与输入面电极的遮挡部分在两个表面形成对接和部分重叠。
12.根据权利要求11所述的微通道板，其特征在于，所述输入面电极与输出面电极通过电极缺口进行区分。
13.根据权利要求11所述的微通道板，其特征在于，所述输入面电极、输出面电极通过真空镀膜技术，镀制形成金属电极。
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