[發明專利]稀土離子摻雜的BaYCl5微晶玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 201410197840.1
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103951202A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張為歡;張約品;夏海平;歐陽紹業;王倩;楊斌
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C03C10/16
• 分類號: C03C10/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種稀土離子摻雜的微晶玻璃，尤其是涉及一種用作閃爍材料的稀土離子摻雜的BaYCl₅微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

閃爍材料是一種在高能射線(如x射線、γ射線)或其它放射性粒子的激發下能夠發出可見光的光功能材料，被廣泛應用于核醫學診斷、高能物理與核物理實驗研究、工業及地質勘探等領域。根據應用領域的不同對閃爍體的要求也不盡相同，但一般情況下閃爍材料應具備下列特性：發光效率高、熒光衰減快、密度較大、成本低和抗輻射性能好等特點。閃爍晶體一般具有耐輻照、快衰減、高光輸出等優點，但閃爍晶體也存在以下嚴重的缺點：制備困難，價格昂貴。而稀土離子摻雜的閃爍玻璃雖然成本低，易制備大尺寸玻璃，但它在光輸出、重復次數等方面難與晶體相比，因此其應用也受到很大限制。

BaYCl₅晶體是一種可摻雜稀土離子的閃爍晶體基質，Ce³⁺摻雜的BaYCl₅晶體具有光輸出高，快衰減，好的能量分辨率、時間分辨率和線性響應，具有比稀土離子摻雜的氟化物晶體與氧化物晶體更高的發光效率，可使閃爍探測儀效率大大提高。Eu³⁺、Tb³⁺摻雜BaYCl₅晶體的閃爍性能也較優異，可用于安檢、閃爍熒光屏等領域。但BaYCl₅晶體極易潮解，機械性能較差，易解理成片狀，大尺寸晶體生長困難，并且價格昂貴影響了其實際應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種抗潮解、機械性能好、具有較強的光輸出、快衰減、能量分辨率和時間分辨率好的稀土離子摻雜BaYCl₅微晶玻璃及其制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：稀土離子摻雜的BaYCl₅微晶玻璃，其摩爾百分組成為：

P₂O₅：50-55mol％?????SiO₂：15-20mol％

BaYCl₅：20-25mol％??LnCl₃：5-10mol％

其中LnCl₃為CeCl₃、EuCl₃、TbCl₃、PrCl₃和NdCl₃中的一種。

該閃爍微晶玻璃原料組份為：P₂O₅：50mol％SiO₂：20mol％、BaYCl₅：25mol％、CeCl₃：5mol％。

該閃爍微晶玻璃原料組份為：P₂O₅：53mol％、SiO₂：17mol％、BaYCl₅：20mol％、EuCl₃：10mol％。

該閃爍微晶玻璃原料組份為：P₂O₅：55mol％、SiO₂：15mol％、BaYCl₅：25mol％、TbCl₃：5mol％。

所述的稀土離子摻雜的BaYCl₅微晶玻璃的制備方法，包括下述步驟：

(1)P₂O₅-SiO₂-BaYCl₅-LnCl₃系玻璃的熔制：

按原料組份稱取分析純的各原料，加占原料總重6％的NH₄HCl₂，將原料混合均勻，然后倒進石英坩堝或剛玉坩堝中熔化，熔化溫度1410-1450℃，保溫1-2小時，將玻璃熔體倒入鑄鐵模內，然后置于馬弗爐中進行退火，于玻璃轉變溫度Tg溫度保溫1小時后，以10℃/小時的速率降溫至50℃，關閉馬弗爐電源自動降溫至室溫，取出玻璃，用于微晶化熱處理。

(2)BaYCl₅微晶玻璃制備：

根據玻璃的熱分析(DTA)實驗數據，將制得的玻璃置于氮氣精密退火爐中在其第一析晶峰附近溫度熱處理4～6小時，然后再以5℃/小時的速率降溫至50℃，關閉精密退火爐電源，自動降溫至室溫，最后可得到透明的稀土離子摻雜的BaYCl₅微晶玻璃。