轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺，属于光学元件领域，其包括：制备重金属胶体溶液、添加粘合剂、粘附重金属胶体溶液、制作复合膜叠层、切割和封装五大步骤，首先通过重金属盐制备得到重金属胶体，再向重金属胶体中添加加热易挥发的粘附剂增加重金属胶体的粘性，再将轻金属膜通过粘性重金属胶体中得到两层粘附重金属层的粘附性轻金属膜，再将轻金属膜和粘附性轻金属膜交错折叠得到复合膜堆，最后切割、封装复合膜堆得到光栅，整个本发明专利技术制作光栅制作周期短，成本价格低，制作过程方便快捷。制作的结构不会垮塌，通过控制轻元素金属板材的宽度，用来制作任意面积的光栅，通过一次制作，可大批量生产出X射线光栅。

【技术实现步骤摘要】
轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺
本专利技术涉及光学元件
，具体为一种轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺。
技术介绍
X射线成像技术自1895年德国研究员伦琴发现X射线以来便作为一个全新的学科得到了迅速的发展，它可以对焊缝、设备的内部缺陷进行探伤检测，广泛应用于机械制造、压力容器、航空航天、石油、化工、铁路交通、冶金、造船、军工等工业部分；目前制作光栅的工艺主要采用DRIE技术、LIGA技术和硅基光助电化学刻蚀技术。DRIE是一种各向异性的干法刻蚀技术，基于电感耦合等离子对硅或其他材料进行深层加工；首先将掩膜板覆盖于待刻蚀的基底上，充入适当的气体进行刻蚀，但在这个过程中会随之产生侧向腐蚀，所以在刻蚀一段深度后在被刻蚀的表面沉积一层聚合物形成侧壁保护膜，需要将保护膜磨掉，才能继续进行刻蚀硅。制作过程中X光源需要昂贵的加速器，成本高，且用于X光光刻的掩膜板本身就是3D微观结构，制作的复杂，周期长。LIGA加工技术是其中一种传统的吸收光栅7制作方法，常用于制作大深宽比结构的光栅，LIGA技术的原理是将光刻（Lithographie）、电铸成型（Galvanoformung）和注塑（Abformung），这三者结合起来。但是在研究的过程中发现用此方法制作光栅7时经常有光栅7断裂坍塌等引起结构失效的现象发生。且制作成本较高，可制作面积较小。光助电化学刻蚀方法则流程复杂，而且制作过程中硅基电阻率、温度、腐蚀液等均对刻蚀结构的影响较大，难以控制，在后期的高原子序数金属填充过程中，所需的填充工艺复杂，条件也较为苛刻。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种轻金属膜1粘附重金属胶体的光栅7制作工艺，将附着有重金属胶体溶液的轻金属膜1与未附着重金属胶体溶液的轻金属膜1直接堆叠形成轻、重金属的复合膜堆，最后切割，封装得到光栅7；整个工艺光栅7制作周期短，成本价格低，制作过程方便快捷。为实现上述目的，本专利技术提供一种轻金属膜1粘附重金属胶体的光栅7制作工艺，包括制备重金属胶体溶液：向重金属盐溶液中依次添加分散剂和还原剂得到重金属胶体溶液；添加粘合剂：在制备好的重金属胶体溶液里加入粘合剂得到粘性重金属胶体溶液；制作粘性轻金属膜1：将轻金属膜1传送至粘性重金属胶体溶液中，使得重金属颗粒粘附在轻元素金属板上后再将轻金属膜1传送出，得到粘性轻金属膜1；制作复合膜叠层：将轻金属膜1和粘性轻金属膜1相互叠合，得到复合膜叠层；切割：按设定尺寸切割后的复合膜堆，得到准光栅5；封装：使用X射线弱吸收材料封装准光栅5得到光栅7。其中，制备重金属胶体溶液时，先向重金属盐溶液中加入浓氨水得到金属氨络合物溶液，再向金属氨络合物溶液中加入分散剂，并搅拌均匀后，逐滴滴加还原剂，搅拌均匀后得到纳米级重金属胶体。其中，制备重金属胶体溶液时，重金属盐与分散剂的摩尔比为11：1—12:1。其中，制备滴加还原剂时，重金属盐与还原剂的摩尔比为1：3—1:5。其中，添加粘合剂时，粘合剂为加热易挥发形粘合剂。其中，制作粘性轻金属膜1时，轻金属膜1两面均粘附重金属层2；通过控制重金属胶体溶液的浓度控制重金属层2的厚度。其中，制作粘性轻金属膜1时，需要对两面均粘附重金属层2的轻金属膜1进行加热处理，使其粘合剂液体挥发，重金属颗粒固化在轻元素金属表面上。其中，制作复合膜叠层时，将粘性轻金属膜1和轻金属膜1交错折叠或者直接卷叠粘性轻金属膜1，形成轻金属膜1和重金属层2间隔堆叠的复合膜堆。其中，先切割复合膜堆的边缘得到第一形状的复合膜堆，再按设定尺寸切割第一形状的复合膜堆，得到准光栅5。其中，利用碳素纤维6材料板夹持准光栅5的切割面，直至碳素纤维6黏合各复合膜，完成封装。本专利技术的有益效果是：本专利技术的工艺包括：制备重金属胶体溶液、添加粘合剂、粘附重金属胶体溶液、制作复合膜叠层、切割和封装；五大步骤，首先通过重金属盐制备得到重金属胶体，再向重金属胶体中添加加热易挥发的粘附剂增加重金属胶体的粘性，再将轻金属膜通过粘性重金属胶体中得到两层粘附重金属层的粘附性轻金属膜，再将轻金属膜和粘附性轻金属膜交错折叠得到复合膜堆，最后切割、封装复合膜堆得到光栅7。整个本专利技术制作光栅制作周期短，成本价格低，制作过程方便快捷。制作的结构不会垮塌，通过控制轻元素金属板材的宽度，用来制作任意面积的光栅，通过一次制作，可大批量生产出X射线光栅。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为直接采购的金属膜滚筒结构示意图；图3为本专利技术的轻金属膜通过经过物理滚压技术得到预定厚度示意图；图4为本专利技术的轻金属膜形成粘性轻金属膜1的示意图；图5为本专利技术的粘性轻金属膜与轻金属模块堆叠第一步骤示意图；图6为本专利技术的粘性轻金属膜与轻金属模块堆叠第二步骤示意图；图7为本专利技术的粘性轻金属膜与轻金属模块堆叠第三步骤示意图；图8为本专利技术的粘性轻金属膜块与轻金属模块堆示意图；图9为本专利技术的粘性轻金属膜与轻金属模垂直卷叠示意图；图10为本专利技术的粘性轻金属膜卷叠示意图；图11为本专利技术的切割第一形状复合膜堆4得到准光栅5示意图；图12为本专利技术的切割第一形状复合膜堆4示意图；图13为本专利技术的准光栅结构示意图；图14为本专利技术的光栅结构示意意图。主要元件符号说明如下：1、轻金属膜；2、重金属层；11、滚轮；13、连接部；4、第一形状复合膜堆；5、准光栅；6、碳素纤维；7、光栅。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。光在衍射过程中满足公式（a+b）（sinφ+sinθ）=kλ；其中，式中a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距，φ为衍射角，θ为光的入射方向与光栅7平面法线之间的夹角，k为明条纹光谱级数(k=0，±1，±2……)，λ为波长，a+b称作光栅7常数；光栅7产生的条纹的特点是：明条纹很亮很窄，相邻明纹间的暗区很宽，衍射图样十分清晰；如果由于制作误差导致狭缝宽度和狭缝间距值偏差过大，会导致在衍射时成像模糊，最终通过X射线得到的图像就会是一片模糊、分辨不清的；特别在医疗应用中，图像不清容易导致疾病检查的误差率非常高；因此如何批量精准生产光栅7成为目前极具市场前景的技术点。正如
技术介绍
所说，目前制作光栅7的工艺主要是包括DRIE技术、LIGA技术和硅基光助电化学刻蚀技术；DRIE技术制作光栅7的过程中X光源需要昂贵的加速器，成本高，且用于X光光刻的掩膜板本身就是3D微观结构，制作周期长；LIGA技术在制作光栅7时经常有光栅7断裂坍塌等引起结构失效的现象发生。且制作成本较高，可制作面积较小；光助电化学刻蚀方法则流程复杂，而且制作过程中硅基电阻率、温度、腐蚀液等均对刻蚀结构的影响较大，难以控制，在后期的高原子序数金属填充过程中，所需的填充工艺复杂，条件也较为苛刻；目前尚未出现一种成本低，周期短，制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺，其特征在于，包括/n制备重金属胶体溶液：向重金属盐溶液中依次添加分散剂和还原剂得到重金属胶体溶液；/n添加粘合剂：在制备好的重金属胶体溶液里加入粘合剂得到粘性重金属胶体溶液；/n制作粘性轻金属膜：将轻金属膜传送至粘性重金属胶体溶液中，使得重金属颗粒粘附在轻元素金属板上后再将轻金属膜传送出，得到粘性轻金属膜；/n制作复合膜叠层：将轻金属膜和粘性轻金属膜相互叠合，得到复合膜叠层；/n切割：按设定尺寸切割后的复合膜堆，得到准光栅；/n封装：使用X射线弱吸收材料封装准光栅得到光栅。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺，其特征在于，包括
制备重金属胶体溶液：向重金属盐溶液中依次添加分散剂和还原剂得到重金属胶体溶液；
添加粘合剂：在制备好的重金属胶体溶液里加入粘合剂得到粘性重金属胶体溶液；
制作粘性轻金属膜：将轻金属膜传送至粘性重金属胶体溶液中，使得重金属颗粒粘附在轻元素金属板上后再将轻金属膜传送出，得到粘性轻金属膜；
制作复合膜叠层：将轻金属膜和粘性轻金属膜相互叠合，得到复合膜叠层；
切割：按设定尺寸切割后的复合膜堆，得到准光栅；
封装：使用X射线弱吸收材料封装准光栅得到光栅。


2.根据权利要求1所述的轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺，其特征在于，制备重金属胶体溶液时，先向重金属盐溶液中加入浓氨水得到金属氨络合物溶液，再向金属氨络合物溶液中加入分散剂，并搅拌均匀后，逐滴滴加还原剂，搅拌均匀后得到纳米级重金属胶体。


3.据权利要求2所述的轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺，其特征在于，制备重金属胶体溶液时，重金属盐与分散剂的摩尔比为11：1—12:1。


4.据权利要求2所述的轻金属膜粘附重金属胶体的光栅制作工艺，其特征在于，制备滴加还原剂时，重金属盐与还原剂的摩尔比为3：1—5:1。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭金川，吴浩，宗方轲，杨君，罗琨皓，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44