CN112062463A - 一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法 - Google Patents

一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法，涉及玻璃微孔阵列的制备领域。该制备方法，包括如下步骤：单丝拉制为将空心的玻璃管采用光纤拉制机加热软化拉成粗细均匀一致的有孔玻璃细丝；排列单丝为将拉成的细丝按照六边形结构规则排列，并在每三根圆孔细丝形成的空隙处填入黑色光吸收玻璃材料；一次复合丝是对排列好的六边形棒体再次加热软化拉成细丝；热压是将一次复合丝切割成规定长度，规则排列在六边形模具内，然后装入热压炉，按程序升温、保温、加压力、降温制成玻璃微孔阵列板坯；最后精确切割板坯两端，以确保两端面的平整。本发明制备出的玻璃微孔阵列，两微孔之间的中心距小，大幅提高了闪烁光纤阵列的分辨率。

Description

一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃微孔阵列的制备领域，具体为一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法。
背景技术
在中子成像装置中，使用到一种闪烁光纤阵列，作用是将中子图像转变为可见光图像。这种闪烁光纤阵列可由一种玻璃微孔阵列中灌注液体闪烁体制成。微孔阵列中两微孔间的中心距决定了闪烁光纤阵列的分辨率，通常微孔阵列由包含微孔的玻璃细丝涂胶粘结而成，这样在微孔阵列的玻璃细丝之间就增加了一层胶层厚度，也就增加了两微孔之间的中心距，影响到闪烁光纤阵列的分辨率，所以为了提高闪烁光纤阵列的分辨率，需要改进现有的微孔阵列的结构和制备方法。
发明内容
本发明为了解决由于制备方法的原因导致闪烁光纤阵列的分辨率受到影响的问题，提供了一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法，包括如下步骤：
（1）单丝拉制：将空心的玻璃管采用光纤拉制机加热软化拉成粗细均匀一致的有孔玻璃细丝，拉制过程中严格控制加热温度，加热温度在840~860℃，确保拉成的细丝圆孔不变形，也要保证玻璃壁不破损，所拉成的单丝直径1.98～2.02mm；由于采用光纤拉制机，所以对于光纤拉丝还有一定的拉力方面的控制；
（2）排列单丝：将拉成的细丝按照六边形结构规则排列，并在每三根圆孔细丝形成的空隙处填入黑色光吸收玻璃材料，以抑制杂散光的影响和后续热处理玻璃圆孔的变形，排列形成六边形棒体，并扎紧，此过程中要严格避免有孔玻璃细丝间的错位、缺损，棒体的一端用铝箔包裹，并扎紧，避免黑色光吸收玻璃从空隙处掉出；
（3）一次复合丝：对排列好的六边形棒体再次加热软化拉成细丝，在拉制的过程中要严格控制温度，控制温度在820～840℃，依然要确保拉成的六边形细丝内圆孔不变形，同时也要保证玻璃壁不破损，所拉成的一次复合丝对边距离为1.31～1.64mm；
（4）热压：将一次复合丝切割成规定长度，规则排列在六边形模具内，然后装入热压炉，按程序升温、保温、加压力、降温制成玻璃微孔阵列板坯，热压温度控制在680～710℃，压力控制在24～30公斤；
（5）精确切割：精确切割板坯两端，以确保两端面的平整，同时切割其中一端时，从另一端吹入高纯氮气，以避免切割的碎末掉进微孔里；切割完毕后，液闪用玻璃微孔阵列制备完成。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法，制备出的玻璃微孔阵列，两微孔之间的中心距小，大幅提高了闪烁光纤阵列的分辨率，同时也避免了微孔阵列灌注液体之后，胶层与液体之间的反应产生的液体性能下降及胶层粘结度降低的问题。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程图。
图2为本发明的一次复合丝内部结构示意图。
图3为本发明所制得的微孔阵列端面局部放大图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法，如图1所示流程，包括如下步骤：
（1）单丝拉制：将空心的玻璃管采用光纤拉制机加热软化拉成粗细均匀一致的有孔玻璃细丝，拉制过程中严格控制加热温度，加热温度在840~860℃，确保拉成的细丝圆孔不变形，也要保证玻璃壁不破损，所拉成的单丝直径1.98～2.02mm；由于采用光纤拉制机，所以对于光纤拉丝还有一定的拉力方面的控制；本实施例中，加热温度为850℃，所拉成的单丝直径则都在1.98～2.02mm范围内；
（2）排列单丝：将拉成的细丝按照六边形结构规则排列，并在每三根圆孔细丝形成的空隙处填入黑色光吸收玻璃材料，以抑制杂散光的影响和后续热处理玻璃圆孔的变形，排列形成六边形棒体，并采用白棉线扎紧，此过程中要严格避免有孔玻璃细丝间的错位、缺损，棒体的一端用铝箔包裹，并扎紧，本实施例中，铝箔扎紧采用细铜线，避免黑色光吸收玻璃从空隙处掉出；
（3）一次复合丝：对排列好的六边形棒体再次加热软化拉成细丝，在拉制的过程中要严格控制温度，控制温度在820～840℃，依然要确保拉成的六边形细丝内圆孔不变形，同时也要保证玻璃壁不破损，所拉成的一次复合丝对边距离为1.31～1.64mm范围内；本实施例中，温度为830℃，一次复合丝拉制完成的内部结构如图2所示；
（4）热压：将一次复合丝切割成规定长度，规则排列在六边形模具内，然后装入热压炉，按程序升温、保温、加压力、降温制成玻璃微孔阵列板坯，热压温度控制在680～710℃，压力控制在24～30公斤；
（5）精确切割：精确切割板坯两端，以确保两端面的平整，同时切割其中一端时，从另一端吹入高纯氮气，以避免切割的碎末掉进微孔里；切割完毕后，液闪用玻璃微孔阵列制备完成。
制备完成的板坯局部放大图如图3所示，可以看出在拉成的每三根玻璃细丝中有黑色的光吸收玻璃材料。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）单丝拉制：将空心的玻璃管采用光纤拉制机加热软化拉成粗细均匀一致的有孔玻璃细丝，拉制过程中严格控制加热温度，加热温度在840~860℃，确保拉成的细丝圆孔不变形，也要保证玻璃壁不破损，所拉成的单丝直径1.98～2.02mm；
（2）排列单丝：将拉成的细丝按照六边形结构规则排列，并在每三根圆孔细丝形成的空隙处填入黑色光吸收玻璃材料，以抑制杂散光的影响和后续热处理玻璃圆孔的变形，排列形成六边形棒体，并扎紧，避免有孔玻璃细丝间的错位、缺损，棒体的一端用铝箔包裹，并扎紧，避免黑色光吸收玻璃从空隙处掉出；
（3）一次复合丝：对排列好的六边形棒体再次加热软化拉成细丝，在拉制的过程中要严格控制温度，控制温度在820～840℃，依然要确保拉成的六边形细丝内圆孔不变形，所拉成的一次复合丝对边距离为1.31～1.64mm；
（4）热压：将一次复合丝切割成规定长度，规则排列在六边形模具内，然后装入热压炉，按程序升温、保温、加压力、降温制成玻璃微孔阵列板坯，热压温度控制在680～710℃，压力控制在24～30公斤；
（5）精确切割：精确切割板坯两端，以确保两端面的平整，同时切割其中一端时，从另一端吹入高纯氮气，以避免切割的碎末掉进微孔里；切割完毕后，液闪用玻璃微孔阵列制备完成。
2.根据权利要求1所述的一种液闪用玻璃微孔阵列制备方法，其特征在于：步骤（2）中棒体扎紧采用白棉线，铝箔扎紧采用细铜线。
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