一种光电倍增管用倍增级及其制备方法技术

本发明专利技术属于光电倍增管技术领域，具体涉及一种光电倍增管用倍增级及其制备方法。本发明专利技术提供了一种铍铜合金，包括铜铍合金基底材料，以及在基底材料表面氧化形成的氧化铍芯层和氮化形成的氮化铍皮层，该铜铍合金克服了现有技术中易开裂的问题，热加工性能好，机械性能、高温抗蠕变性能优异，将该铜铍合金用于制备光电倍增管用倍增级，所得倍增级二次发射系数高、增益效果高、抗老化性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种光电倍增管用倍增级及其制备方法
本专利技术属于光电倍增管
，具体涉及一种光电倍增管用倍增级及其制备方法。技术背景光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件，具有极高的灵敏度和超快的时间响应，可以工作在紫外、可见和近红外区的光谱区，具有增益高、噪声低、响应时间短等优点，被广泛应用于电子、机械、生物医疗等领域中。倍增级是光电倍增管的重要组成部件，其对光电倍增管的灵敏度、增益、稳定性有重要影响。目前常用的倍增级材料主要有铜铍合金和银镁合金。现有的铜铍合金倍增级属于氧化铍型，其传统的制备工艺为半连续铸造轧制法，其制备工程中，产生的硬脆第二相极易成为裂纹源，造成加工过程中板材开裂，使成品难以满足倍增极材料的形状要求，且BeO型倍增级暴露空气会导致二次发射系数的降低。因此，需要提供一种新型倍增级，以满足目前光电倍增管的需求。
技术实现思路
(一)技术目的有鉴于此，本专利技术提供了一种铜铍合金及其在制备光电倍增管用倍增级中的应用，该铜铍合金克服了现有技术中易开裂的问题，热加工性能好，机械性能、高温抗蠕变性能优异。本专利技术还提供了一种二次发射系数高、增益效果高、抗老化性能优异的光电倍增管用倍增级及其制备方法。(二)技术方案为实现所述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下。本专利技术公开了一种铜铍合金，其中，合金中Be的含量为2.3～2.6wt％；合金中还含有Ce元素，Ce与Be的质量比满足0.013≤Ce/Be≤0.02。r>优选地，Ce与Be的质量比满足0.016≤Ce/Be≤0.02。所述铜铍合金中，各组分按照重量百分比计，包括：Be：2.3～2.6％，Co：0.3～0.5％、Ni：0.3～0.5％、Zr：0.5～0.8％、Ce：0.03～0.05％，余量为Cu和不可避免的杂质。本专利技术通过在铜基体中加入Be、Co、Ni、Zr、Ce等元素制得铜铍合金，合金中加入Ce元素，起到细化晶粒的作用，能够阻碍加热过程中晶粒的长大，减少硬脆相的产生，提高时效硬化效果，消除金属偏析，从而增大合金表面硬度，提高合金机械性能；Ce、Be元素具有协同作用，能够提高合金的高温抗蠕变性能，这可能是因为Ce、Be元素的添加能够使弥散相均匀分布，抑制晶界反应，阻碍位错的滑移，提高高温抗蠕变性能，并对合金的热加工性能具有明显的增益作用；将该铜铍合金用于制备光电倍增管用倍增级，获得的倍增级的二次发射系数高，增益效果好，抗老化性能优异。所述铜铍合金的制备方法，包括：氩气保护下，对高纯Cu、Be、Co、Ni、Zr、Ce进行熔炼，待完全融化后加入精炼剂进行精炼，扒渣，然后进行半连续铸造、固溶处理、热挤压处理、时效处理、拉拔，最终得到铜铍合金；其中，所述精炼剂的添加量为20～30g/kg；所述精炼剂中含有8～10wt％的改性麦饭石。进一步地，所述铜铍合金具体经由下述方法制备得到：1)熔炼：氩气保护下，将高纯Cu在1200～1350℃下进行熔炼，接着加入Be、Co、Ni、Zr、Ce进行熔炼，待完全融化后加入精炼剂进行精炼，扒渣，然后在1100～1200℃下保温10～15min；2)铸造：采用半连续铸造工艺进行铸造、扒渣，铸造温度950～1100℃，铸造速度60～80mm/min，冷却水流量10～12m3/h；3)固溶处理：合金在830～850℃下固溶处理2～4h，快速冷却至760～780℃下固溶处理4～8h；4)热挤压处理：热挤压温度750～780℃，热挤压比10～15；5)时效处理：温度420～460℃，时间6～10h，冷却方式为随炉冷却；6)拉拔：加工功率35～50％。本专利技术通过采用上述技术方案，以Be、Co、Ni、Zr、Ce为原料制得铜铍合金，制备方法可操作性强，通过控制各材料的配比和工艺参数，能够较大程度的减少易脆第二相的产生，弥补了高铍含量的铜铍合金易开裂的缺陷，所得铜铍合金的防开裂性能好，机械性能高，高温抗蠕变性能、耐腐蚀性能优异，用于制备光电倍增管用倍增级，使获得的倍增级性能优异。所述精炼剂中各组分含量为：氯化钾35～50wt％、碳酸钠15～20wt％、氟化钙10～15wt％、氟硅酸钠8～15wt％、纳米氮化硅2～5wt％、改性麦饭石8～10wt％。进一步地，所述精炼剂经由下述方法制备得到：将氯化钾、碳酸钠、氟化钙、氟硅酸钠、纳米氮化硅混合，球磨20～50min，用质量分数为6～10％的氢氧化钠溶液调节pH至中性，然后加入改性麦饭石，搅拌4～6h后，烘干、粉碎，制得精炼剂。优选地，所述改性麦饭石是双苯三唑醇改性麦饭石。所述改性麦饭石具体经由下述方法制备得到：将麦饭石粉碎至40～80目，在350～400℃下煅烧40～60min，冷却后用去离子水清洗干净，然后加入到40～50重量倍的KH560(γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷)的乙醇溶液中，搅拌反应0.5～4h，过滤、洗涤得到表面改性的麦饭石；将表面改性的麦饭石加入到10～30重量倍的双苯三唑醇的异丙醇溶液中，搅拌反应2～6h，过滤、洗涤、干燥得到改性麦饭石。需要注意的是，KH560的乙醇溶液的质量分数为2～5％。需要注意的是，双苯三唑醇的异丙醇溶液的质量分数为0.5～2％。本专利技术提供上述精炼剂，将其与合金元素混合后，能够清除合金液内部的氢和氧化夹渣，消除金属组织偏析，使合金液更纯净，提高合金的纯度，还可以减少合金表面氧化层的产生，避免氧化层的低延伸性而导致合金后续工艺中的开裂问题，提升合金的热加工性能，提高铜铍合金的延伸率；此外，改性后的麦饭石，吸附性能大大提升，可进一步提高合金的纯度，从而提高合金的导电性能，并且对合金的耐腐蚀性能具有明显的增益作用，并能够提高终产物倍增级的增益效果和抗老化性能。本专利技术还公开了上述铜铍合金在制备光电倍增管用倍增级中的应用，所述应用包括以上述铜铍合金为光电倍增管用倍增级的基底材料。本专利技术还公开了一种光电倍增管用倍增级，包括：上述铜铍合金基底材料，以及在基底材料表面氧化形成的氧化铍芯层和氮化形成的氮化铍皮层。本专利技术以Be含量为2.3～2.6wt％的铜铍合金为基底材料获得光电倍增管用倍增级，其二次电子发射系数可达7～8(150V)，二次电子发射系数高，在同等倍增级数下，可探测更为微弱的光电子信号，光电倍增器的增益效果好，抗老化性能优异，使用寿命长。所述光电倍增管用倍增级的制备方法，包括：1)倍增级准备：将铜铍合金表面抛光、依次用三氯乙烯、无水乙醇、去离子水清洗清洗，成型、装架、封口后，整管接至排气系统，抽真空至10-4～10-5Pa，360～380℃下烘烤1～2h；2)制备氧化铍芯层：充入氧气至压力为0.5～1Pa，利用电子束加热至500～600℃，保持10～15s，靠自身激烈冷却进行淬火，抽去氧气；3)制备氮化铍皮层：充入氮气至30～40kPa，利用电子束加热至1100～12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜铍合金，其特征在于，/n合金中Be的含量为2.3～2.6wt％；/n合金中还含有Ce元素，Ce与Be的质量比满足0.013≤Ce/Be≤0.02。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜铍合金，其特征在于，
合金中Be的含量为2.3～2.6wt％；
合金中还含有Ce元素，Ce与Be的质量比满足0.013≤Ce/Be≤0.02。


2.根据权利要求1所述的铜铍合金，其特征在于，Ce与Be的质量比满足0.016≤Ce/Be≤0.02。


3.权利要求1所述的铜铍合金的制备方法，其特征在于，包括：
氩气保护下，对高纯Cu、Be、Co、Ni、Zr、Ce进行熔炼，待完全融化后加入精炼剂进行精炼，扒渣，然后进行半连续铸造、固溶处理、热挤压处理、时效处理、拉拔，最终得到铜铍合金；其中，
所述精炼剂的添加量为20～30g/kg；
所述精炼剂中含有8～10wt％的改性麦饭石。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，固溶处理是指，将铸造后的合金在830～850℃下固溶处理2～4h，快速冷却至760～780℃下固溶处理4～8h。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，精炼剂经由下述方法制备得到：
将氯化钾、碳酸钠、氟化钙、氟硅酸钠、纳米氮化硅混合，球磨20～50min，用质量分数为6～10％的氢氧化钠溶液调节pH至中性，然后加入改性麦饭石，搅拌4～6h后，烘干、粉碎，制得精炼剂；其中，
所述改性麦饭石是双苯三唑醇改性改性卖饭石。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，双苯三唑醇改性改性卖饭石经由下述方法制备得到：
将麦饭石粉碎至40～80目，在350～400℃下煅烧40～60min，冷却后用去离子水清洗干净，然后加入到40～50重量倍的KH...

【专利技术属性】
技术研发人员：章贤骏，方涌，宣兆康，凌建鸿，
申请(专利权)人：杭州安誉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33