[發明專利]稀土離子摻雜的LuBr3微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201410198017.2
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103951214A
• 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LuBr₃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。

LuBr₃晶體是一種可摻雜稀土離子的閃爍晶體基質，Ce³⁺摻雜的LuBr₃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LuBr₃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LuBr₃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LuBr₃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LuBr₃微晶玻璃，其摩爾百分組成為：

TeO₂：65-75mol％??ZnF₂：5-10mol％Lu₂O₃：8-11mol％

LuBr₃：10-15mol％??LnBr₃：1-4mol％

其中LnBr₃為CeBr₃、EuBr₃、TbBr₃、PrBr₃、NdBr₃中的一種。

該閃爍微晶玻璃原料組份為：TeO₂：65mol％、ZnF₂：10mol％、Lu₂O₃：9mol％、LuBr₃：15mol％、CeBr₃：1mol％。

該閃爍微晶玻璃原料組份為：TeO₂：70mol％、ZnF₂：5mol％、Lu₂O₃：11mol％、LuBr₃：10mol％、EuBr₃：4mol％。

該閃爍微晶玻璃原料組份為：TeO₂：75mol％、ZnF₂：5mol％、Lu₂O₃：8mol％、LuBr₃：10mol％、TbBr₃：2mol％。

所述的稀土離子摻雜的LuBr₃微晶玻璃的制備方法，包括下述步驟：

(1)TeO₂-ZnF₂-Lu₂O₃-LuBr₃-LnBr₃系玻璃的熔制：按原料組份稱取分析純的各原料，各加占原料總重5％的NH₄HF₂、NH₄HBr₂，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800-900℃，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。