11月13日,河北涿越光電科技有限公司實驗室內,技術人員對閃爍晶體進行檢測。 河北日報記者郭曉通攝
碘化鈉等閃爍晶體是能將高能粒子或射線轉為可見光的物質,被人們形象地比喻為能看得見高能粒子或射線的“眼睛”。聽上去“高大上”的閃爍晶體,出產于張家口市涿鹿縣經濟開發區的一家公司,最近,該公司還有了新突破。
11月13日上午,河北涿越光電科技有限公司的實驗室內,公司總經理羅希勇與技術人員正對一塊閃爍晶體進行檢測。記者看到,這塊晶體外表像一塊很大的蠟,半透明狀,在燈光照射下,整塊晶體通體發亮。
“這塊晶體是從我們整塊閃爍晶體割下的四分之一。”羅希勇頗為自豪地說,他們以坩堝下降法生產出的碘化鈉晶體,體積為1000mm*1000mm*260mm,重量800公斤,創造了碘化鈉晶體在尺寸和重量兩個方面的世界第一。
在展柜里,擺放著被鋁合金、不銹鋼、鈦合金等材料包裹的各種閃爍晶體元件,元件呈圓柱形或方形,小的如一粒紐扣,大的像一臺筆記本電腦。“大到航空航天設備,小到醫療器械、行李安檢機,關鍵部位都能用到閃爍晶體。”羅希勇說,作為新材料,國內使用的超大尺寸閃爍晶體,在過去較長的一段時間都依賴進口。
生產超大尺寸閃爍晶體難在哪?羅希勇介紹,碘化鈉晶體在生長過程中,體積越大,越容易開裂,造成產品缺陷,這是行業公認的難題。“國內一般工藝生長出的碘化鈉晶體呈圓錐形,晶體直徑在100—150mm之間,直徑能達到200mm以上極其困難。”羅希勇說,超大尺寸碘化鈉晶體,一度成為國內閃爍晶體生產企業難以翻越的“高山”。
讓閃爍晶體“長”大,并不是簡單延長生產周期。
“就像做米飯,做1公斤米飯和100公斤米飯的區別不僅僅是換個大鍋、多放些米。做的米飯多,保證每粒米均勻受熱的難度將呈指數級增長。”羅希勇形象地說,超大尺寸閃爍晶體對生長環境的要求更嚴苛,涉及裝備升級、工藝升級,以及碘化鈉從液態變為固態過程中系統性的控制,還要提升外圍設備運行環境的穩定性和可靠性。
研發過程,并不順利。“等待了三個多月,打開第1爐,看到的晶體像碎冰糖一樣,里面布滿了蜘蛛網一樣的細紋,白辛苦了。”羅希勇說,之后又是一爐接一爐的試驗品。
在公司副總經理李榮達眼里,研發超大尺寸的閃爍晶體耗時、耗力,還耗錢。“一爐失敗了,就要損失80多萬元。”李榮達說,新品研發無技術借鑒及參考,只能在失敗中摸索經驗,這個過程很煎熬,羅希勇的滿頭黑發變成了花白。
設計特殊的晶體生長爐,盯緊裝料、裝爐、晶體生長、晶體退火等過程。年復一年的資金投入,日復一日的技術改進。“到第56爐的時候,成了!”羅希勇介紹,2023年12月,他們成功出爐了1000mm*1000mm*260mm的碘化鈉晶體,各項指標符合要求,填補了我國超大尺寸碘化鈉閃爍晶體生產的空白。(河北日報記者 郭曉通)
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