[发明专利]一种X射线探测镜片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种X射线探测镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)玻璃片制备：以铅硅酸盐玻璃为长边通道壁材料及短边通道壁材料，以硼硅酸盐玻璃作为通道区材料；分别将长边通道壁材料、短边通道壁材料及通道区材料切为薄片并抛光；所述长边通道壁材料的密度大于短边通道壁材料的密度；所述长边通道壁材料、短边通道壁材料及通道区材料三者的薄片的长宽高三边之间的关系为：三种薄片长度相等；长边通道壁薄片分为外围长边通道壁薄片与内部长边通道壁薄片两种，所述外围长边通道壁薄片与内部长边通道壁薄片的长度相同，所述外围长边通道壁薄片与内部长边通道壁薄片的宽度相同，外围长边通道壁薄片的高度是内部长边通道壁薄片的一半；长边通道壁薄片与通道区薄片的宽度相等；短边通道壁薄片的宽度为内部长边通道壁薄片和通道区薄片高度之和的整数倍；短边通道壁薄片的高度与外围长边通道壁的高度相等；通道区薄片的高度大于长边通道壁薄片的高度；通道区薄片的宽度与高度的比值大于3：1；

2)预制棒制备：将三种材料的薄片中的长边通道壁薄片与通道区薄片贴合逐层交替叠加，叠加至高度等于短边通道宽度；将两片短边通道薄片放置于两侧；将组合紧固为一体，预熔形成矩形预制棒；

3)纤维拉制：纤维拉制分两次进行，先进行预制棒拉制，得到多个一次复丝；将该些一次复丝经过组合排列，得到为矩形复丝棒，之后进行复丝棒的拉制，得到矩形二次复丝；

4)纤维排列：用长边通道壁玻璃材料加工出一段圆柱体小棒，将矩形二次复丝以小棒为轴进行圆周状排列，形成圆柱体坯板；

5)纤维束熔压：将步骤4)得到的圆柱体坯板装入整型的圆柱体玻璃管，采用气熔压的方式进行原位熔合；

6)冷加工：将熔压后的坯板切为薄片，将该薄片精雕为所需镜片的外形尺寸，再抛光至所需镜片厚度；

7)热弯成型：将圆形镜片放置于热弯模具，加热至通道材料的软化点以上0～5℃的范围内保温3～6h，使镜片变形与模具完全贴服；

8)通道刻蚀：以HNO₃溶液与NaOH溶液为刻蚀液，通过酸-碱-酸交替刻蚀的方式使通道区玻璃溶解，形成具有光滑内壁的通道；

所述X射线探测镜片包括呈圆形的镜头本体，所述镜头本体周围设有多个相互连接的矩形通道；每个所述矩形通道的长边与短边的比值为3：1以上。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述矩形预制棒的异形比为小于2：1；所述预熔温度高于长边、短边通道壁薄片的软化点而低于通道区薄片的软化点；步骤4)中，所述圆柱体坯板的外径比镜片外径大2～4mm。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述圆柱体玻璃管的各处与坯板之间的距离小于2mm，所述圆柱体玻璃管的软化点比长边通道壁材料低20～60℃；所述气熔压的最高温度高于通道壁材料的软化点2～10℃，所述气熔压的压力为0.5～2MPa，保压时间为0.5～2h；步骤6)中，所述薄片比所需镜片厚0.05～0.1mm，且切为薄片时的切面与通道的角度为90°±0.1°。

4.一种权利要求1-3任一项所述的方法制备的X射线探测镜片，其特征在于，所述X射线探测镜片包括呈圆形的镜头本体，所述镜头本体周围设有多个相互连接的矩形通道；每个所述矩形通道的长边与短边的比值为3：1以上。

5.如权利要求4所述的X射线探测镜片，其特征在于，同一圆环上的多个所述矩形通道的大小相同；多个所述矩形通道包括依次连接的多个第一矩形通道至多个第M矩形通道，M为大于1的整数。

6.如权利要求5所述的X射线探测镜片，其特征在于，多个所述第一矩形通道至多个所述第M矩形通道分别位于直径不同的圆环上，M为大于1的整数。

7.如权利要求4所述的X射线探测镜片，其特征在于，多个所述矩形通道呈多层围绕的圆周排列，每个所述矩形通道为微米级通道。