从岗前培训到岗位入职,两个多月的时间犹如白驹过隙,所幸我能逐步地从滨松光子的规章制度、精神文化及历史使命,到公司的主要产品(PMT)及上下游产业链等方面取得初步的了解与认识。在领导与同事们悉心地指导和帮助下,我对闪烁体部的特色文化、主要产品及各个工序与作业等都主动的进行了学习与实践,同时我也意识到自己由于初涉职场,在工作、生活等方面还存在很多的不足。下面就这段时间的实习经历,基于收获与存在的不足两方面进行剖析与总结,使自己早日成为公司的优秀员工,与滨松共同成长与发展。
一、对闪烁体部及各个工序的学习与认识
在蒋经理、张老师等领导的关心下,由师父韩工和小闫的悉心指导和帮助,先后深入部门各个工序进行观摩与学习,对每个工序都有了初步的了解,熟悉并了解了各个工序及作业的任务与流程。
1)晶体生长
通过理论学习与主动实践,了解了晶体生长的工艺流程,如设计配料与装料、抽真空与封焊工艺、装炉、温场设计、调试与记录以及出炉等,每个作业都有很多技巧,均为非实践不能领悟的技艺,在以后的工作中需向王师傅等同事求教,加以深入学习并掌握。
2)晶体加工
晶体加工是部门最重要的工序之一,同时缘于工作所需,入职以来在加工学习的机会较多。加工主要有晶体条(块)与阵列等作业,还包括内外圆、划片机、铣床、车床等在内的大型加工机床等。通过同事们悉心的授教与自我总结,使我获益匪浅。其中个别作业可独立操作,如IMG-M2D二维影像测量软件的应用、晶体打磨与抛光等作业。
3)阵列
阵列是部门最重要、要求最高的工序之一。阵列置于二楼,主要包括灌胶、打磨与抛光(底表面、侧面与端面)、大NaI封装、性能测试(光输出、余辉等)等作业。在刘工、姚工等的指导下,对晶体测试、封装、阵列及晶体条的打磨与抛光均有了初步的认识。学会了独立用特氟龙封装需要光输出测试的晶体,同时结合理论学习,熟悉了性能测试基本原理等有关知识。另外,由于岗位工作所需,在小闫师傅等的指导下,学会了独立操作金刚石线切割机进行CWO晶片切割、籽晶加工等操作,也掌握了一些常见问题的解决方法。
4)提纯
提纯不像其他工序那么显眼,但是对部门却极其重要。在同事的指导下,我了解了提纯的几个基本作业,如溶料、水浴洗料、过滤、煮料、水浴结晶、真空烘料等。企业对生产废料的处理及回收利用都是非常的重视,特别是对于生产原料极其昂贵、加工废料比例极大,存在潜在污染环境等因素的企业,提纯工艺更具有全局意义。并且由于近期原料供应紧张,提纯的重要性尤为凸显。
5)塑料闪烁体
塑闪工序生产的塑料闪烁体为部门填补了有机闪烁体领域的空白,可以发挥塑料闪烁体尺寸大、价格低、产品尺寸形貌多样化等优点,与部门传统优势产品无机闪烁体(CSI(Tl)等)形成优势互补。该工序主要包括原料的分馏与提纯、聚苯乙烯的聚合(添加发光物)、加工、打磨与抛光、测试与封装等。目前,塑料闪烁体在产品闪烁性能、成本控制上还有很多需要改进与提高的地方。
6)科研
所有的科研活动都必须要源于生产,服务于生产。所以,自从我被安排到科研岗位,在师父韩工与小闫的影响下,我深知要想搞好科研,除了要有扎实的理论基础,还必须要立足于生产,扎根于生产一线。自己不仅要能够开发出新的产品,还要能够全面了解甚至大体上掌握新产品的生产、加工、测试、包装、市场及原料的回收利用等工序。同时只有科研人员在全面掌握产品从研发到生产再到销售等的全部流程后,才能在其过程中发现问题与不足,才能逐步改进、创新,最终促进科研,使科研更有价值。
目前,部门主要的科研项目有大尺寸NaI项目、半导体材料TlBr项目、纯CsI项目及CWO研制项目等,本人所在岗位属CWO研制项目组。
二、对本职岗位的学习与认识
在张老师的带领下,由韩工等前辈同事将CWO项目从无到有、从立项到搭建生长炉、从无数次的温场设计与调试到第一个晶体的试生长,从晶体存在大面积开裂、粘锅、着色、性能低劣等缺点到能够生长出完好、着色明显改善、性能显著提高的晶体……他们付出了大量的心血与努力,收获了宝贵的经验,为进一步提高晶体性能打下了坚实的基础。相信在这样的一个团队里,自己的科研能力会得到很好的锻炼,个人的各种素养也会得到全面提高。深信我一定能够和这个团队并肩作战,把CWO项目顺利开展下去。
两个多月的实习生活中,CWO项目是我主要的工作与学习内容。在师父韩工和小闫深入的理论知识与丰富的经验指导下,通过查阅大量的国内外相关文献,同时结合晶体结构、晶体生长工艺与性能等理论知识,我对CWO闪烁晶体目前的研究现状、本项目所取得成果、目前研究面临的问题进行了全面的学习与了解。此外,主动参与实验设计与配料、晶体生长过程与控制、退火工艺及样品加工与测试等每一个主要的科研环节。同时积极和项目组成员研究讨论目前遇到的各种问题及研究解决的对策与方案。
三、存在问题与解决思路
目前CWO项目组可以生长出完好、通透的晶体,但是与其他研究者类似,遇到致命的难题晶体着色严重。晶体着色导致晶体光自吸收严重,光输出难以达到要求。另外,晶体还存在(010)面严重解理的缺点,导致晶体生长,特别是晶体加工过程产生掉片、开裂等现象。
1)着色机理
据相关文献及经验总结,一般认为由于高温熔融状态下,CWO发生分解,CdO与WO3均易挥发,且CdO挥发速率更快,导致原料组分严重发生偏析,使得晶体产生大量的Cd、W、O空位、各种包裹体等缺陷及WO3、WO42-等色心,导致晶体着色。同时原料的纯度也是一个不可忽视的决定性因素。此外,个人认为晶体着色还有一个重要的原因是晶体生长本身产生的缺陷,因为可能籽晶定向不准确、生长工艺缺陷等因素造成晶体生长中产生大量的晶格扭曲及杂乱晶畴的出现,会导致晶体着色失透。至于哪种原因占主导,还需要借助精密的科研仪器进行系统性研究(可实现)。
2)分析与解决思路
①钨酸镉分解挥发
由于没有确定钨酸镉分解温度,难于可靠的判定CWO原料高温下是以分子形式还是以分解的氧化物形式挥发为主,也不利于工艺的改进,故可以做热重差热测试,分析其分解温度,再想办法从设备与工艺上解决。
②确定缺陷种类
晶体着色归根结底是由于晶体存在大量的缺陷产生的,那么探索晶体中存在的是何种缺陷,更确切的说是晶体中到底是以什么缺陷为主,对寻找改善晶体着色方法有根本的指导作用。故研究晶体中空位、杂质等缺陷以及生长产生的结构缺陷等具有重要的意义,这些应该是可以通过科学仪器进行测试分析的。如果存在大量的晶体生长缺陷,那么反复的掺杂也只能是事倍功半,我们必须得从生长工艺与方法上下功夫。
③掺杂
对于目前认为的主要以Cd空位及WO3色心等引起的缺陷主要采用掺杂的方式加以解决。我们从掺杂机理及杂质离子的消色机制去分析并选择掺杂的离子。文献报道,由于Nb和Tb的离子半径和W接近,可以占据W挥发产生的W空位,同时可以在一定程度上提高光输出;另外,Nb5+具有高温变价释放氧从而补氧空位的作用;过量的Cd源可以抑制或弥补Cd空位的产生等。结果表明Cd、Nb、Tb的掺杂(单掺与共掺)起到了一定的作用,但是由于掺杂、生长工艺等还不成熟,其效果还不是很明显,需要做进一步的探索工作。
稀土元素的掺杂,这里主要指Gd3+离子的掺杂。据报道Gd3+离子的去色效果非常好,但是掺杂浓度一般不超过0.1%,否则会变成淡蓝色。这主要可能有两个原因,一个是Gd3+离子本身有发淡蓝光成分,另一个更主要的原因是Gd3+离子的敏化作用,起到了能量传递的作用,使得吸收波长蓝移,从而使吸收光谱的吸收限向高能端移动,提高晶体发光效率。
鉴于氧空位难以排出,可以采用阴离子掺杂的方式达到排除空位的效果。据文献报道,F-离子可以作为最佳阴离子掺杂,因为F-与O2-离子半径等极其相似,同时F-还可以起到增加光输出的效果。
④原料的纯度、籽晶的加工、晶体生长及退火工艺等因素都对晶体的闪烁性质有很重要的影响,有待开展进一步的探索工作。当然面临的科研难题远不止这些,相信通过逐步的探索、分析与归纳,我们一定可以克服这些难题。
四、下一步计划
就前面所言,在这个拥有卓越领导和勤奋同事的优秀团队里面,我觉得这两个多月取得了巨大的收获。诚然,由于专业理论知识不够扎实、工作经验欠缺等原因,使我在很多地方还存在不足,如待人接物还有欠缺、仪器设备操作熟练程度还有待加强、材料性能与深入的理论分析相结合的科研能力还有待提高等等。
鉴于此,在未来的工作中我将进一步加强晶体相关理论知识的学习,本着“问题机理分析解决方案验证问题”的科研思路逐步提高自己的科研能力并注重实际工作中具体操作能力的锻炼。当然,个人存在的不足远不止于此,很多细节方面我会及时的改正,在学习与工作等各个方面积极向各位师父和同事们请教,以使自己能快速地适应公司,融入这个大家庭,成为公司优秀员工中的一员。
时光荏苒须当惜,风雨阴晴任变迁!
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