专利名称：用于制造微通道板的半导体玻璃的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体玻璃技术领域，具体涉及一种用于制造微通道板的半导体玻
ο
背景技术：
上面提及的微通道板是由玻璃纤维制成的光电倍增元件，其外形半径为20-200皿，厚度为O. 3-2. O IM的薄圆片(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数百万根孔径5-25 μ m的微通道，它被广泛用于微光夜视仪、X-射线像增强器、单光子计数器以及光子、电子、亚原子粒子等的探测。在微通道板的两侧施加一定的电压后，便会在各个通道即前述的微通道中产生轴向电场，从而使每个进入通道的电子或光子通道壁碰撞并产生二次电子，二次电子在轴向电场的作用下加速，再与通道壁碰撞产生更多的新的二次电子，从而随着该过程的反复进行而在输出端产生电子增益，使信号增强。由前述可知，微通道板依赖的载体为玻璃纤维，已有技术普遍使用铅硅酸盐玻璃制造，并且在已公开的中国专利文献中可见诸，典型的如发明专利申请公布号CN101913765A推荐的“用于制造微通道板玻璃基体的玻璃”，该专利申请方案由于使用了铅硅酸盐玻璃，因此存在以下欠缺其一，由于这种玻璃本身是绝缘体并不导电，必须在氢气中加热还原处理(高温氢还原处理)，在微通道表面形成导电层，以运送电子流来补充通道壁表面由于电子撞击不断向外发射的“二次电子”。在高温下被氢气还原的管壁表层的化学组成与内部显著不同而造成微通道板应力变形，并且在随后的研磨抛光过程中容易碎裂。该专利申请方案中略微调整玻璃组成，并不能改变这种氢还原反应，应力变形仍然存在；其二，由于管壁表面的玻璃还原层的化学活性较高，因此性能很不稳定。微通道板在工作中，电流只能从很薄的表面导电层通过，导电截面很小而电流密度很大，引起表面过热，更促进了表层老化和缩短使用寿命；其三，该专利申请的玻璃所使用的原料即碱金属和碱土金属氧化物都是由其碳酸盐引入，在玻璃熔化过程中释放出co2。氧化铅的原料需要配以硝酸盐，在熔化过程中释放出02和N02。氧化铝的原料通常使用其水合物，在熔化过程中释放出H2O0所有这些气体都会部分残留在制成的玻璃内，并且在微通道板工作中不断以正离子形式释放到通道内，使输出信号的噪声增加。特别是在高温氢还原处理后，玻璃表层含有大量的氢和氢氧基团，在微通道板工作时释放出H2和H2O的正离子。美国专利US6103648公开的体电导玻璃的组成和纤维的化学组成％含量为P20538-55%、V20512-33%、Fe010-20%和Pb016_19(具体可参见该专利的说明书第6栏第45至49行)，该专利方案摒弃了铅硅酸盐玻璃，由于改用本身能导电的半导体玻璃，因而能够消除前述CN10193765A的欠缺，但是依然存在以下缺憾尚未规定出针对制造微通道板适用的玻璃组成范围，需要调整玻璃组成，以达到体电导微通道板要求的玻璃体电阻(在5X IO7到5 X IO9之间)，并且在此组成范围内玻璃状态稳定(不析晶)和电阻性能稳定；同时减少玻璃熔制过程中对莫莱石质耐火坩埚容器的侵蚀性；还要改善在制造微通道板工艺的酸处理过程中，玻璃的耐腐蚀性；以及制造工艺的终结工序或称末道工序的打磨抛光过程中增加玻璃硬度和改善磨抛质量；此外，还应调整玻璃组成，使半导体玻璃中过渡金属离子价态稳定。鉴于上述已有技术，本申请人作持久而有益的探索，并且作了大量的实验，终于形成了下面将要介绍的技术方案。
发明内容
本发明的任务在于提供一种有助于合理扩展玻璃形成化学组成范围并且显著改善半导体玻璃材料特性而藉以有效地降低对熔制时所用的坩埚的润湿性及侵蚀程度、有利于提高耐蚀能力而藉以保障后续的制造微通道板工艺中的对酸处理的适应性、有益于改善硬度而藉以保障后续工序的打磨抛光质量和有便于增进过渡金属离子价态的稳定性的用于制造微通道板的半导体玻璃。本发明的任务是这样来完成的，一种用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按 质量％数配比为
(P205+V205)60-75% ；
(Fe(HWO3)5-25% ；
Sb2O3( 4% ；
PbO彡 15%。在本发明的一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按质量％数配比为
(Fe(HWO3)5-25% ；
Sb2O32-4% ；
PbO15-25%。在本发明的另一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按质量％数配比为
P2O533% ；
V2O532% ；
WO315% ；
Sb2O33% ；
PbO17%。在本发明的又一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按质量％数配比为
P2O555% ；
V2O514% ；
FeO4% ；
WO36% ；
Sb2O33% ；
PbOI8%ο在本发明的再一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按质量％数配比为
P2O540% ；
V2O520% ；
FeO2% ；
WO320% ；
Sb2O32% ；
PbO16%。在本发明的还有一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其 成分按质量％数配比为
P2O537% ；
V2O527% ；
FeO2% ；
WO310% ；
Sb2O34% ；
PbO20%ο在本发明的更而一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按质量％数配比为
P2O538% ；
V2O526% ；
FeO3% ；
WO316% ；
Sb2O32% ；
PbO15%。在本发明的进而一个具体的实施例中，所述用于制造微通道板的半导体玻璃，其成分按质量％数配比为
P2O542. 5% ；
V2O525% ；
WO35% ；
Sb2O32. 5% ；
PbO25%。在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的P205、V2O5, FeO, PbO, Sb2O3和WO3为粉体。本发明提供的技术方案由于在配方中引入了 WO3，由WOjP2O5及PbO构成的P2O5-WO3- PbO三元系统中，形成玻璃的组成范围较大，能得到玻璃状态稳定的、符合制造微通道板的化学组成，从而形成比较理想的微通道板半导体玻璃；引入概)3在玻璃熔制过程中能显著降低对莫莱石质耐火坩埚的润湿性及侵蚀程度，并且还可增进在制造微通道板工艺中对酸处理的耐腐蚀程度；由于在配方中引入了 Sb2O3，因而使硬度得以改善，保障后续工序的打磨抛光质量；由于Sb2O3的存在，从而能保障半导体玻璃中过渡金属离子价态的稳定性；由于配方合理，选用材料得当，因而能满足微通道板对半导体玻璃材料体电阻在5X107 5Χ109Ω范围的要求。
具体实施例方式为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质，申请人在下面以较佳的实施例详细阐述，以使本发明的技术效果和相应的技术特征更为明晰，但是实施例并不构成对本发明方案的限制，任何依据本发明所作出的形式而非实质的变化都应视为本发明的保护范围。实施例I :
一种用于制造微通道板的半导体玻璃，按质量百分数配比(也可称“按分子式百分数配比”)，其成分为:
P2O533% ；
V2O532% ；
WO315% ；
Sb2O33% ；
PbO17%。实施例2
P2O555% ；
V2O514% ；
FeO4% ；
WO36% ；
Sb2O33% ；
PbO18%。其余同对实施例I的描述。实施例3
P2O540% ；
V2O520% ；
FeO2% ；
WO320% ；
Sb2O32% ；
PbO16%。其余同对实施例I的描述。实施例4
P2O537% ；
V2O527% ；
FeO2% ；
WO310% ；
Sb2O34% ；
PbO20%。其余同对实施例I的描述。实施例5
P2O538%
V2O526% ；FeO3% ；
WO316% ；
Sb2O32% ；
PbO15%。其余同对实施例I的描述。实施例6
P2O542. 5% ；
V2O525% ；
WO35% ；
Sb2O32. 5% ；
PbO25%。其余同对实施例I的描述。上述任一实施例采用P205、V205、Fe0、Pb0、Sb2O3和WO3的粉状化合物作为熔制玻璃的原料。当由上述实施例I至6的任一实施例的用于制造微通道板的半导体玻璃制造微通道板时，将原料混合并且在搅拌状态下熔化，将熔化得到的玻璃熔体浇入模具内，出模后经退火，退火后拉丝，即得到用于制造微通道板用的半导体玻璃纤维。综上所述，本发明提供的技术方案客观地克服了已有技术中的欠缺，完成了发明任务，全面地体现了申请人在上面的技术效果栏中所述的技术效果，并且经测试，半导体玻璃材料的体电阻均在5X107至5Χ109Ω范围，符合体电导微通道板对玻璃材料本身的电阻要求。
权利要求
1.一种用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为 (P205+V205)60-75% ； (Fe(HWO3)5-25% ； Sb2O3≤ 4% ；PbO≥ 15%。
2.根据权利要求I所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为 (Fe(HWO3)5-25% ； Sb2O32-4% ； PbO15-25%。
3.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为P2O533% ； V2O532% ；WO315% ； Sb2O33% ；PbO17%。
4.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为P2O555% ； V2O514% ；FeO4% ；WO36% ； Sb2O33% ；PbOI8%ο
5.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为 P2O540% ； V2O520% ；FeO2% ；WO320% ； Sb2O32% ；PbO16%。
6.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为 P2O537% ； V2O527% ；FeO2% ；WO310% ；Sb2O34% ；PbO20%ο
7.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为 P2O538% ； V2O526% ；FeO3% ；WO316% ； Sb2O32% ；PbO15%。
8.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于其成分按质量％数配比为=P2O542. 5% ；V20525% ；W03 5% ； Sb2O32.5% ；PbO 25%。
9.根据权利要求I或2所述的用于制造微通道板的半导体玻璃，其特征在于所述的P2O5、V2O5、FeO、PbO、Sb2O3 和 WO3 为粉体。
全文摘要
一种用于制造微通道板的半导体玻璃，属于半导体玻璃技术领域。其成分按质量%数配比为(P2O5+V2O5)60-75%；(FeO+WO3)5-25%；Sb2O3≤4%；PbO≥15%。优点能得到玻璃状态稳定的、符合制造微通道板的化学组成，从而形成比较理想的微通道板半导体玻璃；能显著降低对莫莱石质耐火坩埚的润湿性及侵蚀程度，并且还可增进在制造微通道板工艺中对酸处理的耐腐蚀程度；使硬度得以改善，保障后续工序的打磨抛光质量；能保障半导体玻璃中过渡金属离子价态的稳定性；能满足微通道板对半导体玻璃材料体电阻在5×107～5×109Ω范围的要求。
文档编号C03C3/16GK102936094SQ20121049875
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者曾欲强, 易家良, 潘守芹, 晏润铭, 王荣杰 申请人:常熟市信立磁业有限公司