本發(fā)明屬于光電材料領(lǐng)域，特別是涉及一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、微通道板(mcp)是一種優(yōu)異的二維電子倍增材料，是像增強(qiáng)器、光電倍增管、光子計數(shù)管等極微弱光電探測器件的核心材料，具有高增益、高空間分辨、高時間分辨等特性。在高能物理、射線診療、空間探測、紫外探測等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用。

2、微通道板工作時，入射電子進(jìn)入微通道板中，經(jīng)過多次電子倍增，在微通道板的出口處形成高密度的電子云，電子云會與微通道板內(nèi)部的殘留氣體產(chǎn)生電離(如n2、h2、co2和co等)，導(dǎo)致板間的正離子在電場作用下向反方向運(yùn)動，反向轟擊光電陰極，造成光電陰極損傷并產(chǎn)生干擾信號，降低微通道板的使用壽命和信噪比。

3、目前，現(xiàn)有技術(shù)中mcp的耐烘烤溫度低，無法通過高溫烘烤除去吸附于通道內(nèi)壁表面的大量殘余氣體分子，導(dǎo)致容易產(chǎn)生離子反饋效應(yīng)。此外，現(xiàn)有技術(shù)中制備mcp的皮料玻璃的軟化溫度、熱穩(wěn)定性、耐酸穩(wěn)定性和抗析晶性能等各項性能亟待優(yōu)化，以使皮料玻璃的各項性能能夠滿足微通道板的制備及使用的特殊要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于，提供一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用，所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的微通道板(mcp)的耐烘烤溫度低，離子反饋效應(yīng)大的缺點，能夠有效提高其耐烘烤溫度，降低其離子反饋效應(yīng)。同時，能夠使所述皮料玻璃的玻璃相轉(zhuǎn)變溫度tg≥620℃，軟化溫度tf≥680℃，20～300℃的熱膨脹系數(shù)為(67～72)×10-7/℃，并具有良好的抗析晶性能和耐酸穩(wěn)定性，進(jìn)一步地，由該皮料玻璃制備的微通道板的耐烘烤溫度≥580℃，體電阻≤172mω。

2、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種皮料玻璃，以氧化物計，其包括sio2、pbo、bi2o3、cs2o、rb2o、bao、mgo、al2o3、zro2、nb2o5和sro；

3、其中，所述sio2的含量為20～40wt％；所述pbo和所述bi2o3的總含量為35～45wt％；所述cs2o和所述rb2o的總含量為5～12wt％；所述bao和所述mgo的總含量為10～16wt％；所述al2o3的含量為1～4wt％；所述zro2和所述nb2o5的總含量為3～7wt％；所述sro的含量為5～10wt％。

4、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。

5、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述sio2的含量為22～28wt％；所述pbo和所述bi2o3的總含量為38～42wt％；所述cs2o和所述rb2o的總含量為7～10wt％；所述bao和所述mgo的總含量為12～14wt％；所述al2o3的含量為2～3wt％；所述zro2和所述nb2o5的總含量為3～6wt％；所述sro的含量為6～9wt％。

6、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述pbo和所述bi2o3的重量比為4～9:1。

7、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述pbo和所述bi2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:0.3～0.9。

8、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述al2o3的含量與所述sio2、所述cs2o和所述rb2o的總含量的重量比為1:10～14。

9、優(yōu)選的，前述的皮料玻璃，其中所述sro和所述al2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:2～5。

10、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種皮料玻璃的制備方法，其包括以下步驟：(1)將原料和澄清劑進(jìn)行第一熔制，以得到預(yù)燒結(jié)的熟料玻璃，以氧化物計，所述原料包括sio2、pbo、bi2o3、cs2o、rb2o、bao、mgo、al2o3、zro2、nb2o5和sro；

11、(2)將所述預(yù)燒結(jié)的熟料玻璃進(jìn)行第二熔制并澄清，以得到燒結(jié)后的熟料玻璃；

12、(3)將燒結(jié)后的熟料玻璃進(jìn)行擠壓處理，以得到皮料玻璃管；

13、(4)對皮料玻璃管進(jìn)行退火處理。

14、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。

15、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的第一熔制的溫度為1300～1400℃。

16、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的第二熔制的溫度為1550～1600℃。

17、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的退火處理的升溫速率為2.5～4.0℃/min。

18、優(yōu)選的，前述的制備方法，其中所述的退火處理的降溫速率為0.5～1.5℃/h。

19、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種微通道板，其包括如上所述的皮料玻璃，或，如上所述的制備方法制備得到的皮料玻璃。

20、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用至少具有下列優(yōu)點：

21、(1)本發(fā)明中，所述皮料玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg≥620℃，軟化溫度tf≥680℃，基于此，由該皮料玻璃制備的微通道板的耐烘烤溫度≥580℃。

22、(2)本發(fā)明中，所述皮料玻璃在20～300℃的熱膨脹系數(shù)為(67～72)×10-7/℃，具有良好的熱穩(wěn)定性。

23、(3)本發(fā)明中，所述皮料玻璃在750～1100℃無析晶及分相情況，具有良好的抗析晶性能。

24、(4)本發(fā)明中，所述皮料玻璃的酸溶速率＜0.01mg/(cm2×min)，耐酸穩(wěn)定性達(dá)到1級。

25、(5)本發(fā)明中，由所述皮料玻璃制備的微通道板的體電阻≤172mω，能夠顯著降低微通道板體積電阻率，擴(kuò)大微通道板動態(tài)范圍。

26、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

技術(shù)特征：

1.一種皮料玻璃，其特征在于，以氧化物計，其包括sio2、pbo、bi2o3、cs2o、rb2o、bao、mgo、al2o3、zro2、nb2o5和sro；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮料玻璃，其特征在于，其中，所述sio2的含量為22～28wt％；所述pbo和所述bi2o3的總含量為38～42wt％；所述cs2o和所述rb2o的總含量為7～10wt％；所述bao和所述mgo的總含量為12～14wt％；所述al2o3的含量為2～3wt％；所述zro2和所述nb2o5的總含量為3～6wt％；所述sro的含量為6～9wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮料玻璃，其特征在于，所述pbo和所述bi2o3的重量比為4～9:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的皮料玻璃，其特征在于，所述pbo和所述bi2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:0.3～0.9。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的皮料玻璃，其特征在于，所述al2o3的含量與所述sio2、所述cs2o和所述rb2o的總含量的重量比為1:10～14。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的皮料玻璃，其特征在于，所述sro和所述al2o3的總含量與所述sio2的含量的重量比為1:2～5。

7.一種皮料玻璃的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述第一熔制的溫度為1300～1400℃；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟(4)中，所述退火處理的升溫速率為2.5～4.0℃/min；

10.一種微通道板，其包括皮料玻璃和芯料玻璃，其特征在于，所述皮料玻璃為權(quán)利要求1-6中任意一項所述的皮料玻璃，或，權(quán)利要求7-9中任意一項所述的制備方法制備得到的皮料玻璃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是關(guān)于一種皮料玻璃及其制備方法和應(yīng)用，所述皮料玻璃，以氧化物計，其包括SiO<subgt;2</subgt;、PbO、Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Cs<subgt;2</subgt;O、Rb<subgt;2</subgt;O、BaO、MgO、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、ZrO<subgt;2</subgt;、Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;和SrO；其中，所述SiO<subgt;2</subgt;的含量為20～40wt％；所述PbO和所述Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的總含量為35～45wt％；所述Cs<subgt;2</subgt;O和所述Rb<subgt;2</subgt;O的總含量為5～12wt％；所述BaO和所述MgO的總含量為10～16wt％；所述Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的含量為1～4wt％；所述ZrO<subgt;2</subgt;和所述Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;的總含量為3～7wt％；所述SrO的含量為5～10wt％。所述皮料玻璃的玻璃相轉(zhuǎn)變溫度T<subgt;g</subgt;≥620℃，軟化溫度T<subgt;f</subgt;≥680℃，20～300℃的熱膨脹系數(shù)為(67～72)×10<supgt;?7</supgt;/℃，并具有良好的抗析晶性能和耐酸穩(wěn)定性，進(jìn)一步地，由該皮料玻璃制備的微通道板的耐烘烤溫度≥580℃，體電阻≤172MΩ。

技術(shù)研發(fā)人員：薄鐵柱,李帥奇,廉姣,馬婧,劉暢,秦文靜,潘華龍,李昂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9