阅读说明：本技术 批量加工闪烁体晶条的方法 (Method for processing scintillator crystal strips in batches ) 是由 罗夏林 吴兆刚 胡吉海 王洪刚 李德辉 冉孟红 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了批量加工闪烁体晶条的方法,包括以下步骤：对闪烁体晶段坯料的两端面进行研磨；沿闪烁体晶段的一端面向另一端面并平行于轴向闪烁体晶段得闪烁体晶片；对闪烁体晶片因切割产生的两切割面磨抛；按抛光面粘接固定在一起,所有闪烁体晶片研磨的两面朝向相同并对应组合在一起形成的两个面构成闪烁体晶块的两端面,闪烁体晶段两端面分别通过粘结胶各粘接固定一块玻璃片；然后由闪烁体晶块的一端面向另一端面切割闪烁体晶块,切割方向垂直于切割产生的切割面；对闪烁体晶片因切割产生的两切割面磨抛,除去粘结胶及遗留的玻璃片,即得到闪烁体晶条。该加工方法能有效避免闪烁体晶条崩缺,提高闪烁体晶条性能、成品率和加工效率。(The invention discloses a method for processing scintillator crystal strips in batches, which comprises the following steps: grinding two end faces of the scintillator crystal segment blank; facing to the other end face along one end face of the scintillator crystal segment and being parallel to the axial scintillator crystal segment to obtain a scintillator wafer; grinding and polishing two cutting surfaces of the scintillator wafer generated by cutting; bonding and fixing the polished surfaces together, wherein two ground surfaces of all scintillator wafers face the same direction and are correspondingly combined together to form two surfaces to form two end surfaces of a scintillator crystal block, and two end surfaces of a scintillator crystal segment are respectively bonded and fixed with a glass sheet through bonding glue; then cutting the scintillator crystal block from one end surface to the other end surface of the scintillator crystal block, wherein the cutting direction is vertical to a cutting surface generated by cutting; and grinding and polishing two cutting surfaces of the scintillator wafer generated by cutting, and removing the bonding glue and the remaining glass sheets to obtain the scintillator crystal strip. The processing method can effectively avoid the scintillator crystal bar from collapsing and improve the performance, the yield and the processing efficiency of the scintillator crystal bar.)

批量加工闪烁体晶条的方法

技术领域

本发明属于闪烁体加工技术领域，具体涉及批量加工闪烁体晶条的方法。

背景技术

正电子发射断层成像技术( Positron emission tomography，PET)作为一种先进的核医学成像技术，在获取人体或动物的某些器官或病灶的功能信息方面有着独特的优点，被称为目前已知的最好的诊断技术。闪烁体晶条是PET系统探测器的核心组成单元，其性能在很大程度上决定了PET的性能。闪烁体晶条在使用时通常采用闪烁体晶条阵列的方式，而闪烁体晶条阵列的制作，需对其所用的每一根闪烁晶条单元进行对应的技术指标加工。

闪烁体晶条通常由闪烁体晶段加工得到，闪烁体晶体生长得到的晶段都是圆柱状。由闪烁体晶段加工得到闪烁体晶条，再对闪烁体晶条六面磨抛。侧面磨抛时，需事先对闪烁体晶条划线标记以保证对闪烁体晶条所有侧面都进行磨抛，磨抛前需将闪烁体晶条摆放在游星轮中，但是因闪烁体晶条尺寸与游星轮间隙比较小，成熟的工人每次摆放一般需30~40分钟，且闪烁体晶条尺寸越小所耗的时间越长，效率越低，同时在摆放闪烁体晶条过程中易造成闪烁体晶条崩缺，并且在磨抛过程中，闪烁体晶条放置在游星轮容纳腔内会发生位移和碰撞，极易造成闪烁体晶条出现崩缺、划痕等质量问题；端面磨抛时，需先对闪烁体晶条进行装夹，然后对两端面进行磨抛，再拆卸，装夹和拆卸过程需要消耗大量的时间，影响工作效率。对闪烁体晶条六面磨抛过程中需在游星轮上摆放6次晶条，严重降低了加工效率。

所以解决闪烁体晶条崩缺、划痕等质量问题，以及提高加工效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供批量加工闪烁体晶条的方法，该方法操作简单，能有效避免闪烁体晶条出现崩缺、划痕等质量问题，提高闪烁体晶条成品率；同时还可以有效降低劳动输出、降低生产成本，提高加工效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

批量加工闪烁体晶条的方法，具体步骤如下：

S1：对闪烁体晶段坯料的两端面进行研磨，得到端面研磨后的闪烁体晶段；

S2：沿步骤S1得到的闪烁体晶段的一端面向另一端面并平行于轴向切割步骤S1得到的端面研磨后的闪烁体晶段，得到若干厚度相同的闪烁体晶片；

S3：对步骤S2切割得到的闪烁体晶片因切割产生的两切割面研磨、抛光，得到切割面磨抛成抛光面的闪烁体晶片；

S4：将步骤S3得到的切割面磨抛成抛光面的闪烁体晶片按其在步骤S1中的闪烁体晶段中的对应位置依次排列并按抛光面粘接固定在一起，形成闪烁体晶块，所有闪烁体晶片两面朝向相同并对应组合在一起形成的两个面构成闪烁体晶块的两端面；

S5：对步骤S4得到的闪烁体晶块的两端面进行研磨、抛光，得到端面磨抛的闪烁体晶块；

S6：将步骤S5得到的端面磨抛后的闪烁体晶块两端面分别通过粘结胶各粘接固定一块玻璃片以保护磨抛后的闪烁体晶块两端面，玻璃片的直径大于闪烁体晶块的直径以将闪烁体晶块的两端面全覆盖；

S7：沿步骤S6得到的闪烁体晶块的一端面向另一端面切割闪烁体晶块，切割方向垂直于步骤S3磨抛产生的抛光面，得到若干厚度相同的从另一方向切割产生的闪烁体晶片；步骤S7的切割厚度与步骤S2的切割厚度相同；

S8：对步骤S7切割得到的闪烁体晶片因切割产生的两切割面研磨、抛光，得到另一方向切割面磨抛成抛光面的闪烁体晶片；

S9：除去步骤S8得到的闪烁体晶片上的粘结胶及遗留的玻璃片，即得到六个面都完成了磨抛的闪烁体晶条。

进一步地，步骤S1中，采用夹具对闪烁体晶段坯料进行装夹，然后再对闪烁体晶段坯料的两端面进行研磨；步骤S5中，采用夹具对步骤S4得到的闪烁体晶块进行装夹，然后再对闪烁体晶块两端面进行研磨、抛光；所述夹具包括固定座和固定件，所述固定座为圆柱体形，在固定座的上部沿轴向设有开口向上的盲孔，盲孔从上到下依次包括第一圆柱腔和第二圆柱腔，第一圆柱腔直径大于第二圆柱腔直径并在交汇处形成台阶；所述固定件为圆筒形，固定件设置在第一圆柱腔内且固定件外径小于第一圆柱腔直径，固定件内径大于或者等于第二圆柱腔直径，并在固定件的侧壁上设有若干螺纹通孔，所有螺纹通孔沿固定件径向圆周均匀分布，闪烁体晶段坯料和闪烁体晶块放置在固定座上且分别使闪烁体晶段坯料和闪烁体晶块下端面与第二圆柱腔底部抵接，然后用若干带胶头的止付螺丝***对应的螺纹通孔将闪烁体晶段和闪烁体晶块固定在固定件中心位置上；第二圆柱腔深度为0.8~1.0mm，从而使得闪烁体晶段坯料和闪烁体晶块的下端面凸出固定件对应端面0.8~1.0 mm，并且使得闪烁体晶段坯料和闪烁体晶块上端面凸出固定件对应端面一距离。

进一步地，步骤S4中将闪烁体晶片粘接成闪烁体晶块时，先将所有闪烁体晶片按步骤S1中的闪烁体晶段的形状依次排列，任意相邻两片闪烁体晶片按抛光面两两组合粘接在一起，构成多个由两片闪烁体晶片组成的粘接体；然后再把由两片闪烁体晶片组成的粘接体按抛光面两两组合粘接在一起，构成多个由四片闪烁体晶片组成的粘接体；依次类推，直到将所有闪烁体晶片粘接组合完毕；如果因为单数原因使最后一个闪烁体晶片或者粘接体无法配对粘接，则其自身自动构成对应层级的粘接体。

更进一步地，闪烁体晶块的表面高低差小于0.01 mm。

进一步地，步骤S6具体操作步骤为：先在闪烁体晶块的一端面涂刷粘结胶，然后将玻璃片粘接固定在闪烁体晶块的该端面上，并保证该玻璃片表面与闪烁体晶块另一端面表面高低差小于0.01 mm；将闪烁体晶块翻转，在闪烁体晶块的另一端面上涂刷粘结胶，然后将另一玻璃片粘接固定在闪烁体晶块的该另一端面上，并保证该两玻璃片表面高低差小于0.01 mm。

进一步地，S5步骤中，对闪烁体晶块的两端面进行研磨、抛光前，闪烁体晶块与抛光面平行的两侧面分别通过粘结胶各粘接固定塑料片或者玻璃片中任意一种以保护闪烁体晶块的两侧面。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在装夹时是对整个闪烁体晶块进行装夹，然后对闪烁体晶块两端面进行研磨、抛光，操作方便，节省时间，提高了加工效率；本发明闪烁体晶段在一次切割、闪烁体晶块二次切割后均为闪烁体晶片，相对于现有技术中对闪烁体晶条进行研磨、抛光、清洗、检验等工步，闪烁体晶片的尺寸较大，在研磨、抛光、切割、清洗和检验等步骤都可省去大量时间，从而提高闪烁体晶条的加工效率。

2、粘接闪烁体晶片形成的闪烁体晶块的两侧面设置玻璃片或塑料片，同时采用玻璃片对端面磨抛后闪烁体晶块两端面进行保护，二次切割闪烁体晶块后，在对闪烁体晶片因二次切割产生的两切割面进行研磨、抛光过程中，闪烁体晶片的两端面有玻璃片或者塑料片同时保护，闪烁体晶片的另外两侧面有玻璃片保护，所以不会出现崩缺、划痕等质量问题，从而通过以上技术手段解决加工闪烁体在研磨和抛光过程中出现崩缺、划痕等质量问题，提高闪烁体晶条的成品率。

附图说明

图1-本发明的工艺流程图。

图2-一次切割后闪烁体晶片示意图。

图3-一次切割后闪烁体晶片粘接成闪烁体晶块示意图。

图4-二次切割示意图。

图5-二次切割后闪烁体晶片示意图。

图6-本发明夹具的结构示意图。

其中：1-固定座；11-第一圆柱腔；12-第二圆柱腔；2-固定件；21-螺纹孔；3-玻璃片Ⅰ；4-玻璃片Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

批量加工闪烁体晶条的方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括以下步骤：

S1：对闪烁体晶段坯料的两端面进行研磨，得到端面研磨后的闪烁体晶段；

这里，闪烁体晶段坯料的两端面进行研磨，批次的端面均匀、平整，为后续一次切割的质量提供保障。同时对闪烁体晶段坯料研磨前，如果闪烁体晶段坯料有开裂问题，可先用粘结胶将开裂部分拼接起来。然后采用金刚砂磨头对两端面边缘进行倒角处理，可以提高后续研磨的质量。

S2：沿步骤S1得到的闪烁体晶段的一端面向另一端面并平行于轴向切割步骤S1得到的端面研磨后的闪烁体晶段，得到若干厚度相同的闪烁体晶片；（一次切割）

这里，对于产品闪烁体晶条，这样就相当于切割形成闪烁体晶条两侧面。一次切割时，有两种方式：第一种方式，切割成的闪烁体晶片为偶数片，这样直径一侧的任意一闪烁体晶片在直径另一侧都能找到与其对称的一闪烁体晶片；第二种方式，切割成的闪烁体晶片为奇数片，其中长度最长的一片闪烁体晶片对应闪烁体晶段中间位置，该闪烁体晶片一侧的任意一闪烁体晶片在另一侧都有与其对称的一闪烁体晶片。第二种方式切割端面研磨后的闪烁体晶段后得到的闪烁体晶片如图2所示，其中图2中的图（a）为切割闪烁体晶段后形成的长度最长的闪烁体晶片，而图（b）为最长闪烁体晶片两侧中的一闪烁体晶片。

S3：对步骤S2切割得到的闪烁体晶片因切割产生的两切割面研磨、抛光，得到切割面磨抛成抛光面的闪烁体晶片；

这里，两切割面相当于闪烁体晶片的两侧面，对于产品闪烁体晶条，这样就相当于完成了闪烁体晶条两侧面的加工。

S4：将步骤S3得到的切割面磨抛成抛光面的闪烁体晶片按其在步骤S1中的闪烁体晶段中的对应位置依次排列并按抛光面粘接固定在一起，形成闪烁体晶块，所有闪烁体晶片研磨的两面朝向相同并对应组合在一起形成的两个面构成闪烁体晶块的两端面。

这里，闪烁体晶片按原一次切割前晶段的形状依次排列并粘接牢固，因一次切割后研磨、抛光，每片闪烁体晶片的两侧面有损耗，使得所有闪烁体晶片粘接后很难形成圆柱体，可能为椭圆体。

S5：对步骤S4得到的闪烁体晶块的两端面进行研磨、抛光，得到端面磨抛的闪烁体晶块；

这里，对于产品闪烁体晶条，这样就相当于完成了闪烁体晶条两个端面的加工。

具体实施时，S5步骤中，对闪烁体晶块的两端面进行研磨、抛光前，闪烁体晶块与抛光面平行的两侧面分别通过粘结胶各粘接固定塑料片或者玻璃片中任意一种以保护闪烁体晶块的两侧面。

如图3所示最边缘两个晶片表面粘接玻璃片I3对抛光面进行保护，为后续端面加工提供保障。

S6：将步骤S5得到的端面磨抛后的闪烁体块两端面分别通过粘结胶各粘接固定一块玻璃片以保护磨抛后的闪烁体晶块两端面，玻璃片的直径大于闪烁体晶块的直径以将闪烁体晶块的两端面全覆盖；

如图4所示，端面磨抛后的闪烁体块两端面分别通过粘结胶各粘接固定一块玻璃片Ⅱ4。这样玻璃片Ⅱ可对端面磨抛后的闪烁体晶块的两端面进行保护，也是对后续产品闪烁体晶条的两端面进行保护。

S7：沿步骤S6得到的闪烁体晶块的一端面向另一端面切割闪烁体晶块，切割方向垂直于步骤S3磨抛产生的抛光面，得到若干厚度相同的从另一方向切割产生的闪烁体晶片（二次切割）；步骤S7的切割厚度与步骤S2的切割厚度相同；

这里，对于产品闪烁体晶条，这样相当于完成了闪烁体晶条的最后两个侧面的切割。二次切割示意图和二次切割得到的闪烁体晶片示意图分别如图4和图5所示，二次切割后，闪烁体晶片由若干闪烁体晶条组成，并且闪烁体晶片的两端面有玻璃片Ⅱ4保护，闪烁体晶片其中两侧面有玻璃片Ⅰ3保护。

S8：对步骤S7切割得到的闪烁体晶片因切割产生的两切割面研磨、抛光，得到另一方向切割面磨抛成抛光面的闪烁体晶片；

这里，对闪烁体晶片因切割产生的两切割面进行研磨、抛光，实际是对闪烁体晶条最后两个侧面进行研磨、抛光，从而完成闪烁体晶条六个面的研磨、抛光。

S9：除去步骤S8得到的闪烁体晶片上的粘结胶及遗留的玻璃片，即得到六个面都完成了磨抛的闪烁体晶条。

这里采用的粘结胶用水浸泡后就可以除去，实际操作中还需对闪烁体晶条进行清洗，然后检验，检验合格后的产品入库，检验不合格的闪烁体晶条为废品可回收。

另外，本发明二次切割后，每片闪烁体晶片两侧对应的玻璃片（由二次切割前闪烁体晶块两端面的玻璃片形成的）为一个长条形的整体，在研磨、抛光过程中能对闪烁体晶片进行有效保护，利于研磨、抛光；同时后续脱胶时，可以一次性去除长条形玻璃片，有效避免伤及闪烁体晶条的表面。

具体实施时，参见图6，步骤S1中，采用夹具对闪烁体晶段坯料进行装夹，然后再对闪烁体晶段坯料的两端面进行研磨；所述夹具包括固定座1和固定件2，所述固定座1为圆柱体形，在固定座1的上部沿轴向设有开口向上的盲孔，盲孔从上到下依次包括第一圆柱腔11和第二圆柱腔12，第一圆柱腔11直径大于第二圆柱腔12直径并在交汇处形成台阶；所述固定件2为圆筒形，固定件2设置在第一圆柱腔11内且固定件2外径略小于第一圆柱腔11直径，固定件2内径大于或者等于第二圆柱腔12直径，并在固定件2的侧壁上设有若干螺纹通孔21，所有螺纹通孔21沿固定件2径向圆周均匀分布，闪烁体晶段坯料放置在固定座1上且闪烁体晶段坯料下端面与第二圆柱腔12底部抵接，然后用若干带胶头的止付螺丝***对应的螺纹通孔21将闪烁体晶段固定在固定件2中心位置上；第二圆柱腔深度为0.8~1.0mm，从而使得闪烁体晶段坯料下端面凸出固定件对应端面0.8~1.0 mm，并且使得闪烁体晶段坯料上端面凸出固定件对应端面一距离。

这样，就可以利用夹具将闪烁体晶段坯料放置在第二圆柱腔内，并使得闪烁体晶段坯料下端面与第二圆柱腔底部抵接，然后固定件套设在闪烁体晶段坯料上，并放置在第一圆柱腔内并与台阶抵接，轻移闪烁体晶段坯料于固定件的中心位置，边缘距固定件2内径相同，然后用带胶头的止付螺丝地闪烁体晶段坯料进行固定，采用止付螺丝可以保证固定件外表面没有任何凸起，将固定有闪烁体晶段坯料的固定件放置在研磨机中，对闪烁体晶段坯料两端面进行研磨。

同时，步骤S5中，也采用上述夹具对步骤S4得到的闪烁体晶块进行装夹，然后再对闪烁体晶块两端面进行研磨、抛光；即利用夹具将闪烁体晶块放置在第二圆柱腔内，并使得闪烁体晶块下端面与第二圆柱腔底部抵接，然后固定件套设在闪烁体晶块上，并放置在第一圆柱腔内并与台阶抵接，轻移闪烁体晶块于固定件的中心位置，边缘距固定件2内径相同，然后用带胶头的止付螺丝地闪烁体晶段进行固定，采用止付螺丝可以保证固定件外表面没有任何凸起，并且闪烁体晶块的下端面凸出固定件对应端面0.8~1.0 mm，并且使得闪烁体晶块上端面凸出固定件对应端面一距离；然后将固定有闪烁体晶块的固定件放置在研磨机中，对闪烁体晶块两端面进行研磨、抛光。

并且，第二圆柱腔深度为0.8~1.0 mm，这样闪烁体晶段坯料或者闪烁体晶块下端面凸出固定件对应端面的距离为0.8~1.0 mm，闪烁体晶段坯料或者闪烁体晶块上端面凸出一长度，以满足研磨、抛光尺寸。

具体实施时，步骤S4中将闪烁体晶片粘接成闪烁体晶块时，先将所有闪烁体晶片按步骤S1中的闪烁体晶段的形状依次排列，任意相邻两片闪烁体晶片按抛光面两两组合粘接在一起，构成多个由两片闪烁体晶片组成的粘接体；然后再把由两片闪烁体晶片组成的粘接体按抛光面两两组合粘接在一起，构成多个由四片闪烁体晶片组成的粘接体；依次类推，依次类推，直到将所有闪烁体晶片粘接组合完毕；如果因为单数原因使最后一个闪烁体晶片或者粘接体无法配对粘接，则其自身自动构成对应层级的粘接体。

这里，在对两片闪烁体晶片进行粘接时，需保证宽度方向对齐，进而保证每片闪烁体晶片的垂直度和平行度，进行粘接时的具体步骤为：先将一片闪烁体晶片一抛光面的表面涂刷粘结胶，将另一片闪烁体晶片抛光面与之重叠组合，用手相互挤搓，擦拭边缘流出的多余粘结胶，用相应的夹具宽度方向对齐，长度方向居中，用力推平行轴承的推杆以保证表面高低差小于0.01 mm，在紫外线照射下粘结胶固化，从而完成由相邻两片闪烁体晶片组成的粘接体；四片闪烁体晶片组成的粘接体由两个两片闪烁体晶片组成的粘接体粘接而成；六片闪烁体晶片组成的粘接体由一个两片闪烁体晶片和一个四片闪烁体晶片组成的粘接体粘接而成；八片闪烁体晶片组成的粘接体由两个四片闪烁体晶片组成的粘接体粘接而成，依次进行；剩余一或两片闪烁体晶片由于闪烁体晶片的厚度无法满足技术指标要求不进行加工。然后根据每个闪烁体晶段坯料的一次切割数量完成粘接，并且在粘接形成闪烁体晶块过程，在保证每个粘接体都粘接到位后，再依次进行，提高闪烁体晶块粘接精度和垂直度。

具体实施时，闪烁体晶块的表面高低差小于0.01 mm。

这里，不同闪烁体晶段坯料按步骤S1-S3加工，得到的闪烁体晶片厚度均相同，然后将所有闪烁体晶片按原一次切割前闪烁体晶段形状顺序摆放，不同的闪烁体晶段坯料加工成闪烁体晶片都会使得闪烁体晶片的长度有细小的差异，研磨和抛光的过程中对晶片长度方面的两面进行微量的磨平处理，但长度方面的尺寸变化不大，对闪烁体晶片粘接成闪烁体晶块是没有影响的。同时，这样不同闪烁体晶块加工后，可以粘接形成多个椭圆形的闪烁体晶块，然后一一对每个闪烁体晶块进行加工即可。

具体实施时，步骤S6具体操作步骤为：先在闪烁体晶块的一端面涂刷粘结胶，然后将玻璃片粘接固定在闪烁体晶块的该端面上，并保证该玻璃片表面与闪烁体晶块另一端面表面高低差小于0.01 mm；将闪烁体晶块翻转，在闪烁体晶块的另一端面上涂刷粘结胶，然后将另一玻璃片粘接固定在闪烁体晶块的该另一端面上，并保证两玻璃片表面高低差小于0.01 mm。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。