Микроканальная пластина - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Микроканальная пластина: производство, принцип действия, применение, особенности конструкции, базовый технологический способ изготовления. Совместимость стекол по вязкости, температура вытяжки. Качество изображения и частотно-контрастные характеристики.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Приборами ночного видения (ПНВ) на основе электронно-оптических преобразователях (ЭОП) называются оптико-электронные приборы, позволяющие видеть предметы, неразличимые невооружённым глазом при низкой освещённости. Эти приборы делятся на две группы: приборы активного действия и приборы пассивного действия.
В приборах активного действия для получения изображений используется искусственная подсветка объектов светом ИК-прожектора. В приборах пассивного действия для наблюдения достаточно подсветки объектов, создаваемых естественным ночным освещением звёзд и Луны, как в видимой области, так и в инфракрасном диапазоне. Очевидно, что активные приборы менее чувствительны по сравнению с пассивными.
Использование ЭОП в ПНВ обладает рядом достоинств:
Позволяет видеть в полной темноте и при малых яркостях объектов;
Удаётся применять объективы, апертуры которых значительно больше апертуры (зрачка) адаптированного к темноте глаза человека, без снижения углового поля зрения;
Материалы фотокатодов обладают более высокой квантовой эффективностью (0.2) для белого света, чем квантовая эффективность глаза человека (0.05);
Свет на выходе ЭОП имеет достаточную интенсивность для того, чтобы можно было использовать высокую разрешающую способность, свойственную глазу, адаптированному к дневному свету;
Позволяет исследовать быстропротекающие процессы.
Как и любая другая система передачи и воспроизведения информации (СПВИ), прибор ночного видения испытывает ряд ограничений, связанных с рассеиванием информации при прохождении через оптические и электронно-оптические звенья прибора такие, как:
Бипланарная электронно-оптическая система (БЭОС) МКП-экран;
Экран (слой люминофора с металлизированной поверхностью);
Выходная ВОП, на поверхность которой нанесён экран;
Окуляр, с помощью которого рассматривается изображение на экране;
В приборах активного действия применяют однокамерные ЭОП. Увеличение наблюдательных ПНВ обычно не превосходит 8х, поля зрения у них не достигает 15о. Питание к ним подаётся от аккумуляторов или бортовой сети. Дальность действия активных ПНВ в зависимости от мощности прожектора находится в пределах 0.3 - 1.5 км. Яркие объекты, такие как огни осветительных ламп, разогретые авиационные двигатели видны на расстоянии 8 - 10 км.
Помимо монокулярных приборов разработаны и бинокулярные ПНВ. Увеличение ночных биноклей составляет 3-6х.
В приборах пассивного действия в качестве ЭОП применят многокамерные усилители, чувствительные в видимой области и в ближнем инфракрасном диапазоне спектра.
В последнее десятилетие большое распространение получил объективный и теоретически обоснованный метод совместной оценки чёткости и передачи контраста СПВИ (её звеньев) - метод частотно-контрастноых характеристик (ЧКХ).
1 . МКП. Производство. Принцип действия. Применение
МКП - стеклянные вакуумные многоканальные вторично-электронные преобразователи и усилители организованных в пространстве потоков заряженных частиц и излучений. Благодаря ряду уникальных свойств (миниатюрность, компактность, высокое усиление и пространственное разрешение, высокое быстродействие, самонасыщение усиления, малое потребление мощности и так далее), МКП находят все возрастающее применение в различных областях науки и техники, прежде всего, в технике ночного видения[1].
Принцип работы МКП основан на канальном вторично-электронном умножении, а каждый канал МКП -- это активный элемент - КЭУ, работающий в первом приближении независимо от других.
Здесь базовым элементом МКП является трубчатый канал диаметром d, длиной l и калибром = l / d. И благодаря специальной обработке, на поверхности канала формируется резистивно-эмиссионный слой (РЭС), толщиной примерно 0,2-0,4 мкм, состоящий, в первом приближении, из двух слоев: верхнего очень тонкого (порядка 100 А?) эмиссионного (обеспечивающего вторичную электронную эмиссию - ВЭЭ), почти диэлектрического на основе кремнезема SiО2, и нижнего, более толстого, резистивного, в котором сосредоточен восстановленный свинец и который обладает проводимостью.
На канал подается напряжение питания U, и по РЭС канала течет ток проводимости
Ток создает падение напряжения, и в канале возникает однородное электрическое поле с линейно нарастающим потенциалом
напряженность которого Е = U/I направлена по оси х. Это поле несколько искажается на входе и выходе канала (краевой эффект): характер поля здесь зависит от глубины заглубления слоя КЭ и внешних электрических полей.
Влетающий в канал электрон вблизи входа сталкивается с поверхностью, осуществляет первое соударение. При этом, в среднем, выбивается у1 > 1 вторичных электронов (коэффициент вторичной электронной эмиссии КВЭЭ при первом соударении). Вылетающие при этом вторичные электроны (ВЭ) имеют определенное энергетическое и пространственное распределение. В пространстве ВЭ распределены по закону косинуса, энергетическое распределение характеризуется максимумом при энергиях 1-3 эВ.
Попав в электрическое поле канала, вторичный электрон набирает энергию, увеличивает под действием осевой силы F = еЕ осевую составляющую скорости, смещается вдоль канала к выходу, набирает энергию, а под влиянием поперечной составляющей начальной скорости, на которую поле в канале не действует, он в то же время смещается и поперечно. В общем случае траекторией вторичного электрона является парабола, вид которой определяется начальными условиями (энергией U0 и углом вылета и электрона) и напряженностью поля в канале. В результате ВЭ вновь, сталкиваются со стенкой и вновь генерируют вторичные электроны.
Указанный процесс повторяется неоднократно, и по каналу, все умножаясь, быстро движется электронная лавина, которая через очень короткое время порядка 10-9 с оказывается на выходе канала. Число выходящих из канала электронов М >>1 (от попадающего в канал одного электрона) и есть коэффициент усиления канала.
Коэффициент усиления резко зависит от напряжения питания (напряженности поля в канале), калибра канала, вторично-эмиссионных свойств РЭС и некоторых других факторов. При напряжениях питания порядка 1000В легко достигаются усиления 104. При больших напряжениях (2000-3000 В) коэффициент усиления может достигать значительной величины 106-107.
Материал МКП - свинцово-силикатные стекла (ССС): основное (рабочее) стекло матрицы МКВ (стенок каналов) и вспомогательное стекло, из которого выполнено МО. Благодаря специальной термоводородной обработке (ТВВ), ССС поверхностно восстанавливают и стенки каналов приобретают необходимую электропроводность.
Торцы МКП металлизируют (хромом, нихром) термическим испарением в вакууме для создания контактных электродов (КЭ), к которым подводится питающее напряжение. Толщина контактного покрытия составляет примерно 0,2-0,4 мкм. Покрытие заглубляют на определенную величину на входе и выходе каналов.
Каналы МКП обычно наклонены на определенный угол (4-130) относительно нормали к торцам. Вся конструкция должна быть механически прочной, с максимально-совершенной геометрической структурой каналов, минимумом структурных дефектов. Жесткие требования предъявляются к гладкости и чистоте поверхностей торцов и каналов.
МКП послужили основой развития новых типов и поколений различных электровакуумных электронных приборов и аппаратуры, которые находят все возрастающее применение в самых различных областях науки, техники, производства, управления, медицины, экологии и пр.
Однако основное применение МКП связано с техникой ночного видения. МКП послужили основой новых поколений ЭОП и ПНВ на ЭОП. Поэтому всю номенклатуру выпускаемых МКП делят на два больших класса:
МКП для применения в составе ЭОП (ПНВ),
МКП для применения в составе детекторов аналитической аппаратуры.
МКП для ЭОП представляет собой тонкий диск (толщиной 0,625-0,65 мм), состоит из микроканальной вставки и монолитного обрамления. Ее геометрическая структура каналов схематически представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Геометрическая структура каналов МКП
микроканальный пластина изображение качество
Круглые отверстия каналов по торцам образуют правильную гексагональную структуру. Элементом этой микроструктуры является элементарный гексагон (правильный шестиугольник) из семи каналов. Вся структура есть повторение элементарного гексагона по рабочей площади пластины.
1.2 Базовый технологический способ изготовления МКП
На рисунке 3 показаны основные этапы базового технологического метода изготовления МКП, который сформировался в 70-х гг. с использованием основных принципов технологии жестких волоконно-оптических структур ВОП.
- варка исходных стекол, резка их на заготовки, изготовление механической обработкой особо точных исходных комплектующих трубок и штабиков (ТИМО - трубка исходная механической обработки из стекла С87-2, ШИМО - штабик исходный механической обработки из стекла С78-5), а также колба спекания из стекла обрамления С78-4;
- изготовление перетяжкой (в масштабе примерно 1:50) исходных комплектов трубка-штабик (ТИМО-ШИМО) одножильных круглых стеклянных стержней (ОЖС), диаметр которых примерно 0,5-0,6 мм;
- сборка ОЖС в метровый шестигранный пучок ОЖС, размер которого по двойной апофеме составляет 35-45 мм;
- перетяжка пучка ОЖС (1:50) в многожильные стеклянные стержни (МЖС) шестиугольного сечения размером по двойной апофеме 0,7-0,8 мм;
- сборка блока МЖС (микроканального блока МКБ) в виде двенадцатигранника, длиной 50-100 мм и диаметром описанной окружности 20-30-45 мм (для типовых МКПО, применяемых в ЭОП);
- спекание МКБ в колбе из стекла обрамления в монолит при температурах порядка 600°С с приложением внешнего давления;
- резка спеченного МКБ на заготовки пластин, кругление, шлифовка, полировка, изготовление невытравленных заготовок (НВЗ) МКП с конструктивно-габаритными размерами конечной продукции;
- вытравливание опорной жилы НВЗ - изготовление вытравленных заготовок (ВЗ) МКП;
- термоводородное восстановление (ТВВ) заготовок - изготовление очувствленных ОВЗ заготовок МКП;
- металлизация торцов термическим испарением в вакууме;
- операции очистки (до и после металлизации, по необходимости);
Все операции многозвенного техпроцесса сводят в этапы, а этапы в стадии:
1.Стадия изготовления ТИМО, ШИМО, колб спекания.
2.Стадия заготовительная: изготовление ОЖС, пучков ОЖС, МЖС, спеченных блоков МЖС.
3.Стадия мехобработки, изготовления НВЗ.
4.Стадия технохимической обработки, изготовления ВЗ.
5.Стадия физико-термической обработки, изготовление, очистка ОВЗ, МЗ МКП.
6.Стадия выходного контроля качества.
В технологии МКП большое значение имеют операции технического контроля качества продукции (промежуточные и финишные) и технологического контроля (режимов и условий осуществления техпроцессов).
Отличительные особенности принятого технологического метода:
- микроканальная структура формируется в несколько этапов в ходе индивидуально-групповой обработки: вначале индивидуально изготавливают ОЖС, затем МЖС, и только после спекания МЖС в блок становится возможной групповая обработка пластин;
- для сохранения круглой формы каналов, особенно по границам спекания, вводится вспомогательная опорная стеклянная жила, которая затем при обработке НВЗ МКП вытравливается (поэтому выбранный метод изготовления МКП часто называют методом УСЖ - удаление стеклянной жилы);
- последовательное формирование микроструктуры с учетом требований высокой идентичности каналов существенно повышает требования к прецизионности техпроцессов изготовления ОЖС, МЖС, спекания и т. д.
- своеобразная индивидуально-групповая обработка пластин с учетом требований по прецизионности технологии и идентичности свойств каналов имеет следствием особую организацию производства МКП;
- требования высокой чистоты поверхностей и совершенства структуры МКП имеют следствием достаточно жесткие требования к уровню электронной гигиены (ЭГ) в производстве МКП.
Основные материалы в технологии отечественных МКП:
- основное (рабочее) свинцово-силикатное (ССС) С87-2, из которого состоит МКВ, стенки каналов;
- вспомогательное боратно-бариевое стекло С78-5 удаляемой при изготовлении ВЗ жилы;
- свинцово-силикатное стекло монолитного обрамления С78-4.
Рисунок 3 - Схема стадий и этапов техпроцесса изготовления МКП
1.3 Требования к качеству МЖС в технологии МКП
Микроструктура каналов микроканальной вставки МКП есть сумма микроструктур составляющих шестиугольную микроканальную соту (МКС). Она должна быть однородной и совершенной по рабочему полю зрения. Это означает следующее:
Искажение формы и размеров каналов отсутствуют, а геометрическая структура гексагена - из семи каналов, причем какие-либо структурны дефекты и искажения ближнего и дальнего порядка должны отсутствовать;
Все каналы в пределах микроканальной вставки (МКВ) пластины по своим геометрическим и физико-химическим свойствам должны представлять одну генеральную совокупность, выборками которой являются совокупности каналов в пределах МКС;
Геометрические и физико-химические (прежде всего, вторично-эмиссионные и резистивные) параметры каналов, определяющие их усиление как в пределах данной МКС, так в пределах всех МКС, должны быть идентичными с очень высокой точностью - до (0,1-0,01)%
Прототипом МКС являются шестигранные многожильные стеклянные стержни (МЖС), которые изготавливаются перетяжкой пучка одножильных стержней (ОЖС) в определенной степени индивидуально, и только после спекания МЖС в блок становится возможной групповая обработка. В соответствии с принятой технологией пучок ОЖС собирается, затем перетягивается с обкладкой их защитных стержней (3С) из стекла жилы С78-5 (три ряда 3С по каждой грани). После резки вытянутых метровых МЖС на отрезки 45-60мм и их калибровки по размерам, 3С стравливают в растворе соляной кислоты. В травленых МЖС, из которых затем собирают микроканальный блок (МКБ), а также к ОЖС - составным элементам пучка, затем МЖС. Пучок ОЖС представляет собой шестигранник метровой длины с рифлеными поверхностями размером по двойной апофеме H, ОЖС в сечении образуют правильную гексагональную решетку. Структура МЖС в сечении подобна структуре пучка в масштабе 1/K0 где K0=50-70 - коэффициент перетяжки. Нормируется n=n0+n3C - общее число стержней пучке, п0 - число ОЖС. n3C - число ЗС, K- рядов ЗС, п2 - число ЗС на грани, nго - число ОЖС на грани, H1H0 - размер пучка по двойной апофеме с учетом и без учета обкладки.
Учитывая особую роль, которую играют МЖС в технологии МКП, и особые требования, предъявляемые к ним, в 1994г. ВТЦ «Баспик» и ГП завод "Гран" разработали и выпустили ТУ на МЖС. в которых были регламентированы: типы МЖС для пластин различным диаметром каналов; требования к конструкции, структуре, внешнему виду другим показателям качества; требования к ОЖС и пучку ОЖС; правила приемки и контроля качества МЖС. Внедрение этих ТУ явилось серьезным шагом по пути дальнейшего развития технологии МКП, способствовало улучшению качества МЖС, изготавливаемых, на заводе "Гран". Основные требования к МЖС можно сформулировать следующим образом:
1.4 Влияние качества спая жила-оболочка в технологии МКП
Качество спая жила-оболочка - непременная и важнейшая научно-технологическая проблема волоконной оптики. Не менее важное значение имеет качество спая жила-оболочка и в технологии МКП: свойства поверхности каналов, определяющие все основные функциональные характеристики МКП, несомненно генетически зависит от качества спая жила-оболочка. С другой стороны, известно, что до 20% и более ОЖС бракуется по качеству спая на дефектовке, причем бракуется на основе эмпирических весьма «расплывчатых» критериев. В действительности, производственники хорошо знают, что редкий одножильный световод (ОЖС) не имеет визуально фиксируемых (по рассеянию на спае жила-оболочка) дефектов.
Таким образом, проблема дефектности спая жила-оболочка уже явственно выявляется на стадии ОЖС. Трудно сказать, насколько существенно дефектность спая жила-оболочка в ОЖС влияет на дефектность МЖС, однако этим фактором, очевидно, никак нельзя пренебрегать, если рассматривать качество, рабочих поверхностей каналов МКП и влияние на него технологической истории. Весьма возможно также, что дефектность спая жила-оболочка в ОЖС далее на стадии МЖС стимулирует активизацию процессов дефектообразования, формирование структурных дефектов типа МКО и включений.
Таким образом, проблема качества спая жила-оболочка существует. Она заключается в том, что, с одной стороны, дефектность границы жила-оболочка может приводить к повышенной структурной дефектности МЖС и МКП и ухудшению качества поверхности каналов, отвечающего за основные функциональные характеристики МКП. С другой стороны, причины и факторы дефектов, механизмы дефектообразования к настоящему времени изучены недостаточно, что не позволяет, во-первых, достаточно достоверно и детально представить научно-технологическую картину явления, во-вторых, не позволяет наметить и реализовать практические меры по улучшению качества границы спая жила-оболочка.
Качество спая жила-оболочка определяется тремя группами факторов:
1. Физико-химические свойства исходных стекол.
2. Принятый технологический метод изготовления световодов (в техпроцессе изготовления МКП - ОЖС, МЖС, МКБ).
3. Конкретные режимы и условия технологических процессов. Основные дефекты и процессы в спае жила-оболочка:
* Микрорастрескивание спая из-за неблагоприятной разницы ТКЛР стекол и возникновения коэффициентных термических напряжений, а также закалочных напряжений,
*Дефекты спая, связанные с дефектностью исходных стекол (камни, кристаллы, пузыри, свили)
*Вжигание посторонних частиц и поверхностных загрязнений ,
*Выделение газов и образование пузырей,
*Кристаллизация и микрорасслаивание (ликвация) и как итог, опалесценция (т.е. рассеяние) на спае,
*Химическое взаимодействие, взаимодиффузия компонентов.
Анализ показывает, что эти дефекты и вызывающие их процессы во многих случаях взаимосвязаны и взаимообусловлены.
Например, вероятность микротресков по спаю при прочих равных условиях сильно увеличивается с наличием в зонах спаев структурных дефектов исходных стекол, с образованием пузырей, с кристаллизацией в спае, которая в свою очередь провоцируется взаимодиффузией компонентов и образованием новых соединений в зоне спая. Кристаллизация в спае зависит от чистоты спаиваемых поверхностей, от дефектности поверхностей, и (первопричина) от химического состава применяемых стекол.
С учетом указанной многофакторности причины и факторы природы реального спая жила-оболочка в световоде весьма трудно поддаются расшифровке. Мы далее последовательно будем рассматривать этот вопрос, сосредоточившись на главных вопросах. Такими являются:
а) общие вопросы теории вытяжки световодов,
б) прочность световодов и возникновение термических напряжений в спае,
б) взаимодиффузия компонентов в спае,
в) кристаллизация, ликвация, пузырение в спае,
Предварительно еще раз подчеркнем, что качество световода, в первую очередь, качество спая жила-оболочка определяется двумя главными факторами:
*Свойствами исходных рабочих стекол,
*Принятым технологическим методом изготовления световодов и связанные с ними технологическими факторами
Соответственно, при решении задачи улучшения качества спая жила-оболочка мы неизбежно выходим либо на необходимость корректировки (даже замены) исходных рабочих стекол, либо на необходимость корректировки (даже замены) принятого технологического способа, либо на то и другое.
В наших условиях проблема должна быть решена при следующих ограничениях:
а) принятые рабочие стекла в основном сохраняются (допускается корректировка их параметров),
б) принятый трубка-штабиковый и пучковый метод изготовления ОЖС, МЖС сохраняется.
Следовательно, основной путь решения проблемы: тонкая подгонка технологического метода к свойствам исходных стекол, возможно, с определенной корректировкой свойств стекол. Это, разумеется, не отрицает структурных и (или) параметрических оптимизаций технологии, например, отказа от обкладки защитными стержнями пучка ОЖС и пр.
Совместимость рабочих стекол световодов. Качество световода существенно зависит от физико-химических свойств рабочих стекол, которые на вытяжке обрабатываются в едином техпроцессе и физико-химически взаимодействуют друг с другом при образовании и дальнейших обработках спая.
По отдельности стекла могут иметь высокое качество, однако их совместное применение для вытяжки световодов может быть невозможно. В связи с этим Галант предложил ввести новый критерий качества -совместимость стекол.
Совместимость стекол есть способность двух или трех рабочих стекол образовывать в световоде спаянную границу без возникновения в зоне спая кристаллизации, пузырения, опалесценции, микротрещиноватости и других явлений, приводящих к частичной или полной потере световодных свойств или даже к разрушениям (обрыву) световода.
Традиционные условия по совместимости стекол для изготовления световода ранее включали:
*соотношение показателей преломления (жилы больше) - условие ПВО,
*отсутствие кристаллизации и ликвации каждого из стекла в температурном диапазоне изготовления световода,
*соотношение ТКЛР жилы и оболочки: для обеспечения напряжений сжатия в оболочке, тем самым предотвращения разрушения световода должно быть Ож - а0 > 0.
Однако эти условия, как оказалось впоследствии, еще не гарантируют необходимого качества границы жила и оболочка.
Авторы подчеркивают, что к стеклам оболочки и жилы световода в технологии МКП предъявляются гораздо более жесткие требования, чем к самым высококачественным оптическим стеклам. Это в первую очередь относится к однородности, бессвильности, кристаллизации, пузырям, камням, любым другим инородным включениям, которые не позволяют получить идеальную границу Спая жила-оболочка, вызывают на границе рассеяние световых лучей (опалесценцию) и их поглощение, что приводит к уменьшению светопропускания световода. Указывается, что размер дефектов должен быть меньше ОДмкм или даже 0,05мкм.
Таким образом, необходимым условием образования качественного спая является применение высококачественных по однородности и отсутствию включений рабочих стекол.
Однако этого не достаточно для получения качественного спая. Надо знать, как стекла поведут себя при спаивании, а качество спая надо изучать не на модельных макроскопических образцах, а в реальных световодах и на реальных спаях, в зависимости от технологических факторов изготовления световода с использованием всего арсенала современной физико-аналитической аппаратуры с высоким разрешением.
Поэтому получение качественного спая в реальном световоде и в реальном техпроцессе есть важнейшее достаточное условие совместимости стекол.
В связи с этим авторы подчеркивают, что исследования совместимости пар стекол традиционными методами не дают полной информации о качестве спая жила-оболочка: необходимо исследовать сами волокна, реальную границу спая в реальных тонких световодах с привлечением всего арсенала высокочувствительных электронно-микроскопических и физико-аналитических методов.
1. 5 Совместимость стекол по вязкости. Температура вытяжки
Практический диапазон температур принятых рабочих стекол на вытяжке ОЖС и МЖС составляет 600-6400 С, когда вязкость стекол составляет примерно (1-0,1)*108 П. при этом оптимально, если вязкость стекол в этом диапазоне примерно одинаковая, либо вязкость жилы несколько больше вязкости оболочки.
Оптимальная температура на вытяжке подбирается из следующих соображений:
Вязкость не должна быть выше 1*108П (т.е. температура на вытяжке должна быть не ниже 6000С) во избежание повышения усилия вытяжки, проскальзывания световода в тянущем механизме с резкими флуктуациями размера, или даже когезионного обрыва световода на вытяжке.
Вязкость не должна быть ниже 1*107П (температура не выше 6400С) во избежание превалирования сил поверхностного натяжения над силами вязкого трения с каплеобразованием, оплавлением граней МЖС, капиллярным обрывом световода на вытяжке.
Вязкость жилы не должна быть существенно ниже вязкости оболочки, когда на вытяжке МЖС формируется четкая шестигранная форма сечения каналов.
Совместимость стекол по ТКЛР. Авторы рассматривают вопрос соотношения ТКЛР жилы и оболочки. В согласии с традиционной точкой зрения они указывают на необходимость иметь более высокий ТКЛР у жилы.
Идеальным в технологии МКПО был бы вариант, когда рабочие стекла имели бы одинаковый ТКЛР и большую температуру трансформации, чем стекло оболочки. На вытяжке ОЖС и МЖС это приводит к возникновению коэффициентных напряжений в спае жила - оболочка и также в спае с ЗС в МЖС. Это может быть причиной тресков и разрушений световодов, существенным фактором ухудшения качества спая жила - оболочка. Стандартные требования к ТКЛР стекол для изготовления световода: ТКЛР оболочки должен быть меньше ТКЛР жилы. При этом в оболочке будут более безопасные напряжения сжатия. В нашем случае отношение ТКЛР рабочих стекол обратное, что является предметом многолетних претензий специалистов стекловедов, работающих в области волоконной оптики. Тем не менее, указанная пара стекол используется уже более 20 лет, а изготавливаемые на ее основе МКП, затем МКПО имеют достаточно высокий уровень параметров. Тем не менее, разница, притом неблагоприятная ТКЛР рабочих стекол может быть существенным фактором появления микротресков по спаю, ухудшения качества границы спая жила - оболочка. В связи с этим необходимо помнить, что на выходе из печи световод претерпевают резкую закалку, которая всегда сопрождается поверхностным сжатием. Возможно, что этот эффект парирует от неблагоприятной разницы ТКЛР стекол.
Отметим, что такая значительная разность ТКЛР может быть только на стадии вытяжки ОЖС, когда мы имеем дело с исходными стеклами. После стадии МЖС вследствие взаимодиффузии в спае, разница в ТКЛР стекол жилы и оболочки в спае заметно уменьшается, а на спекании она даже меняет знак.
Следовательно, наиболее неблагоприятные условия по ТКЛР мы имеем на вытяжке ОЖС.
1. 6 Воздействие внешних факторов на параметры МКП
Интерес представляют исследования поведения МКП:
на хранении в упаковке, в складских условиях,
в результате термовакуумного обезгаживания,
в результате прогрева на атмосфере,
в результате различных дополнительных химических обработок.
Свойства и параметры МКП после изготовления не остаются неизменными. Они могут меняться под действием внутренних и внешних факторов. Действие внутренних факторов связано с тем, что к моменту изготовления МКП, физико-химическая система далека от состояния равновесия, и при хранении протекают различного рода выравнивающие физико-химические процессы. Внешние факторы - это контакт РЭС каналов с атмосферой в процессе хранения, влияние термообработок в различных средах, влияние физико-химических явлений в процессе работы каналов, химические воздействия на стенки каналов в процессе обработки МКП в техпроцессе изготовления ЭОП.
Поверхность каналов МКП на атмосфере всегда покрывается адсорбированными монослоями воды. Толщина полимолекулярной пленки воды достигает десятков мономолекулярных слоев. Она достаточна для существенного снижения сопротивления МКП при замерах его на воздухе и появлении характерных эффектов высоковольтной поверхностной поляризации. Благодаря ультропористости поверхности, вода адсорбируется не только на самой внешней поверхности, но и в порах. При наличии на поверхности окислов щелочных и щелочноземельных металлов при контакте с водой образуются щелочи, а при контакте с атмосферой углекислые карбонаты. В зависимости от атмосферной влажности и температуры возможна кристаллизация продуктов с образованием кристаллогидратов. Чужеродные загрязнения влияют на ВЭЭ в каналах путем изменения работы выхода и прямого участия в процессе зарождения, движения и выхода вторичных электронов. Если поверхность стенок каналов свободна от чужеродных загрязнений, то первостепенное значение имеют процессы гидротации верхнего слоя кремнезема.
В первые 1 - 4 недели хранения на атмосфере коэффициент усиления возрастает на 20 - 50 %, рабочее напряжение падает на 20 - 50 В. После этого изменения усиления МКП прекращаются. Что же касается сопротивления МКП и ЧПЗ, то эти характеристики практически не меняются на всем протяжении длительного атмосферного хранения МКП. Внешний вид МКП при атмосферном хранении в некоторых случаях ухудшается за счет появления субмикронных частиц, которые легко ликвидируются уже при умеренном вакуумном отжиге.
Степень увеличения усиления на начальном этапе атмосферного хранения можно использовать также как критерий состояния поверхности каналов, ее совершенства. В связи с этим можно отметить, что изменение усиления МКП ВТЦ “Баспик” в этих условиях не превышает 20%, а именно уменьшение величины рабочего напряжения не превышает величины 20 - 30 В. ПК и ВК на атмосферном хранении ведут себя идентично, в противном случае хранение отражалось бы на динамике СС.
Термовакуумное обезгаживание приводит к более или менее значительному увеличению сопротивления МКП, а во многих случаях и к уменьшению усиления. Одной из основных причин этого является нестабильная структура МКП. В результате ТВВ за счет образования дисперсной металлической фазы свинца на всей толщине стенок каналов структура матрицы пластин должна существенно меняться. Требуется тнрмостабилизация структуры МКП после ТВВ. В техноло- гии “Баспик” эта задача решается непосредственно в процессе операции ТВВ. После обработки в водороде пластины термо-обрабатываются в азоте. Такая термообработка решает сразу две задачи: во - первых, осуществляется достаточно глубокое термо- обезгаживание пластин, а стенки каналов в значительной степени освобождаются от образовавшейся в процессе ТВВ воды, во - вторых, протекают процессы релаксации структуры матрицы (МКВ) пластин. В результате снижается газосодержание МКП, и значительно повышается термостабильность параметров пластин. Если термовакуумное обезгаживание термостабилизированных таким образом МКП производится при температурах не выше температуры термостабилизации, то изменения сопротивления не превышают 5 - 10 %, а усиление, не только не падает, но, как правило, несколько улучшается.
Электронная бомбардировка стенок каналов, вызываемые ею явления в каналах при работе МКП, в конечном итоге, приводят к существенным изменениям в свойствах РЭС каналов и необратимому падению усиления.
При
Микроканальная пластина дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Доклад по теме Проделанная работа за 2007 год фельдшера отделения скорой медицинской помощи Городской больницы имени В.И. Ленина
Курсовая работа: Болезнь Альцгеймера 2
Сочинение: Свободное время
Научная работа: аза стан Республикасыны 2022 жыл а дейiнгi аума ты даму стратегиясы туралы
Дипломная Работа На Тему Государственный Строй Эпохи Петра I, Сословная Реформа
Предмет, задачи, периодизация истории государства и права России
Контрольная работа по теме Криминологическая характеристика и предупреждение организованной преступности
Реферат На Тему Репродуктивно-Респираторный Синдром Свиней
Сочинение По Роману Олеся
Реферат по теме Политическое положение Великобритании
Эссе Специал Кристалл Вкус
Клише По Истории Эссе Егэ
Сочинение На Тему Будущее России
Личная Гигиена Занимающихся Плаванием Реферат
Реферат: Россия в сказках М.Е.Салтыкова-Щедрина. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Международное разделения труда
Реферат: Економічні аспекти взаємодії суспільства і природи 3
Роль Пословицы В Жизни Человека Сочинение
Дипломная работа по теме Мотивація трудової діяльності персоналу
Бережливая Поликлиника Как Метод Эффективного Управления Реферат
Хозяйственные договора. Становление антимонопольного законодательства - Государство и право контрольная работа
Рабочая учебная программа дисциплины "Правовая статистика" - Государство и право методичка
Бурение нефтяных скважин - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа