[發(fā)明專(zhuān)利]氟化鈰閃爍陶瓷的熱壓燒結(jié)制備方法及其制備的氟化鈰閃爍陶瓷

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210249353.6
• 申請(qǐng)日: 2012-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103570355A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉;寇華敏;陳敏;石云;姜本學(xué);李江;劉文斌;潘裕柏;馮錫琪;郭景坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/622
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/622;C04B35/50
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于透明陶瓷的制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氟化鈰閃爍陶瓷的熱壓燒結(jié)制備方法及其制備的氟化鈰閃爍陶瓷。?

背景技術(shù)

閃爍材料能夠有效吸收高能射線（X射線，γ射線）或高能粒子并發(fā)出熒光脈沖。利用光接收器件如CCD成像板或光電倍增管與閃爍材料耦合，便可制成閃爍探測(cè)計(jì)數(shù)器。這樣即可間接的探測(cè)到高能射線或高能粒子。以閃爍材料為核心的探測(cè)和成像技術(shù)已經(jīng)在高能物理、核醫(yī)學(xué)、安全檢查、工業(yè)無(wú)損探傷、空間物理及核探礦等方面得到了廣泛應(yīng)用。?

理想的閃爍材料應(yīng)具備高發(fā)光強(qiáng)度、快響應(yīng)、發(fā)光波長(zhǎng)與接收器件匹配好、高密度、對(duì)射線吸收能力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及抗輻照能力強(qiáng)等特點(diǎn)。而不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹂W爍性能的側(cè)重也不同。高能物理作為當(dāng)今物理科學(xué)的前沿陣地之一，其發(fā)展和突破不僅會(huì)大大加深人類(lèi)對(duì)物質(zhì)內(nèi)部及深層結(jié)構(gòu)的了解，而且對(duì)其他科學(xué)也會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。因此，高能物理也一直是閃爍材料最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在高能物理的應(yīng)用中，要維持探測(cè)器在大劑量輻照的環(huán)境下仍能保持高分辨率和穩(wěn)定性，對(duì)閃爍材料的抗輻照能力提出很高的要求（C.L.Woody，J.A.K.,P.W.Levy，S.P.Stoll,Radiation?damage?in?undoped?and?Barium?doped?Cerium?Flouride.Transactions?on?Nuclear?Science,1994.41(4):p.675-680.）。?

CeF₃晶體，1989年由Anderson（Anderson,D.F.,Properties?of?the?high-desity?scintillator?cerium?fluoride.IEEE?Trans.Nucl.Sci.,1989.36:p.137-140.），和Derenzo、Moses（Moses,W.W.,Derenzo,S.E.,Cerium?fluoride,a?new?fast，heavy?scintillator,IEEE?Transactions?on?Nuclear?Science,1989.36(1):p.173-176.）獨(dú)立發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異的閃爍性能。而且，CeF₃的綜合性能優(yōu)異（參見(jiàn)下表1，其列出了高能物理中常用的材料的一些理化性能）：如：發(fā)光波長(zhǎng)在310nm和340nm與廉價(jià)的玻璃光電倍增管匹配好、衰減時(shí)間短，響應(yīng)快；更重要的，它的抗輻照損傷能力強(qiáng)、光產(chǎn)額隨溫度的變化小，因此，由它制成的探測(cè)器壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好。由于CeF₃優(yōu)異的綜合性能，被列為高能物理研究用電磁探測(cè)器的最佳候選材料之一。?

表1：應(yīng)用于高能物理領(lǐng)域的閃爍晶體的閃爍性能?

參見(jiàn)表1，與高能物理中常用的材料BGO，PWO相比，CeF₃的綜合性能優(yōu)異。例如，衰減時(shí)間是BGO的1/10；光產(chǎn)額是PWO的7～10倍；另外，它在室溫下，光產(chǎn)額隨溫度的變化僅為0.14%/℃，比BGO和PWO穩(wěn)定得多；以及輻照硬度也要高于BGO和PWO。這些綜合性能使其成為高能物理探測(cè)器的最佳候選材料（Gurskii,I.E.,et?al.,A?study?of?the?characteristics?of?CeF3?scintillating?crystals.Instruments?and?Experimental?Techniques,2000.43(1):p.31-35.）。?