[发明专利]用于微通道板氢还原的方法与装置有效

专利信息
申请号: 202010720527.7 申请日: 2020-07-24
公开(公告)号: CN111968898B 公开(公告)日: 2022-04-22
发明(设计)人: 张正君;王鹏飞;李婧雯;丛晓庆;李臻;邱祥彪;乔芳建;毛汉祺;张欢;蒯浚哲 申请(专利权)人: 北方夜视技术股份有限公司
主分类号: H01J9/12 分类号: H01J9/12;H01J43/24
代理公司: 南京行高知识产权代理有限公司 32404 代理人: 王培松;王菊花
地址: 650217 云南*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 用于 通道 还原 方法 装置
【说明书】:

本发明提供一种用于微通道板氢还原的方法与装置,包括:圆筒形石英反应腔体;设置在反应室内的内部两端的第一电极和第二电极;氢气供应装置;氮气供应装置;直流电源与等离子脉冲发生器,通过导线分别向第一电极与第二电极供电起辉,形成直流电场作用于氢气从而生成等离子态的氢,使得等离子体氢对微通道板中的PbO进行还原反应;加热装置,位于圆筒形石英反应腔体的外部,所述加热装置与控制器连接,所述控制器用于控制所述加热装置的加热以使所述反应室升温至设定的温度。本发明充分利用等离子氢在真空环境下的活性,强化对微通道板中金属氧化物PbO的还原反应,可实现在较低温度下的有效还原,减少了工艺时间,加快实际生产中的产品周转。

技术领域

本发明涉及微通道板技术领域,具体而言涉及一种利用等离子处理进行微通道板氢还原的方法与系统。

背景技术

微通道板(Micro Channel Plate,MCP)是一种对二维空间分布的电子流进行倍增的元件,从结构上来看,是由几百万根平行排列的空心纤维管组成的多孔二维纤维阵列。其外观形状一般为圆形薄片,直径为20~100mm、厚度为0.2~0.5mm。MCP中间工作区中的每一个空心管通道内壁表面均具有二次电子发射性能,实现连续的电子倍增功能。尤其是,在MCP两端面镀有镍铬金属膜层起电极的作用,其中MCP外环为没有通道的实体边,可提供良好的端面接触,从而在MCP工作时,提供在施加800V至100V的直流高压。

在MCP的两个端面电极上施加工作电压形成电场,当高速光电子进入通道壁发生碰撞,由于通道壁具有良好的二次电子倍增性质,则产生二次电子倍增,这些电子在外部电场加速的作用下与通道壁再次发生碰撞,重复上面碰撞的过程,直到电子从通道输出端射出为止。电子在从输入端到输出端的运动过程中,电子数量不断得到倍增,输出电子的数量增加多倍,因此实现了电子数量的放大。MCP电子数量的放大能力通常成为MCP增益,即MCP的输出电流与输入电流之比。

MCP的生产工艺流程包括拉丝、排棒、拉复丝、排屏、压屏、切片磨抛、腐蚀、氢还原以及镀膜工艺。其中氢还原是使MCP具有二次电子放大功能的关键过程。MCP的二次电子发射能力是Pb单质实现的,其来源是MCP组分中的PbO在高温中通过氢气还原出来的。而在MCP的氢气还原工艺过程中,较高的反应温度(420摄氏度)以及升温、降温(开始升温、中间高温反应时间较长3-4H,最后通氮气降温)造成的温度变化使MCP具有一定的变形风险,存在部分变形比例,导致MCP良品率下降。另外,由于升温、降温的速率控制较为严格,整个氢还原的工艺过程时间较长。目前常用的氢还原温度在350~450℃,典型的氢还原升温曲线如图1所示,升温2h,保温2h,降温2h,反应周期长。

为了防止在氢还原的过程中的变形,现有技术提出一种用于硅微通道板基体整体氧化防变形约束装置,防止微通道板变形,如图1所示的装置是利用左右两个护板夹持一个保持环,保护环中放置微通道板,整体再放入卧式卡座的卡槽中,此装置是通过对微通道板进行空间上的约束来防变形。所述防变形装置结构简单,但操作较为复杂,工作量大,不适用于产业化生产。

现有技术文献:

专利文献:CN108281338A用于硅微通道板基体整体氧化防变形约束装置

发明内容

本发明目的在于提供一种针对现有技术中微通道板氢还原工艺周期长、变形比例多的技术问题,提出一种用于微通道板氢还原的方法与系统。

为实现上述目的,本发明的第一方面提出一种用于微通道板氢还原的装置,包括:

圆筒形石英反应腔体,在其内部限定出反应室;

设置在反应室内的内部两端的第一电极和第二电极,两个电极间隔开地设置,所述第一电极和第二电极之间的空间被设置为微通道板的容纳空间;

氢气供应装置,通过氢气口与反应室连通;

氮气供应装置,通过氮气口与反应室连通;

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