[發(fā)明專利]低成本稀土閃爍晶體的生長

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710060012.7
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106757354A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛冬峰;孫叢婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B28/02;C30B15/00;C30B29/28
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

1.稀土閃爍晶體生長工藝中生長參數(shù)的計算方法，其特征在于，包括以下步驟，

1)依據(jù)結(jié)晶生長的化學(xué)鍵合理論，參照式(I)，計算稀土閃爍晶體的各向異性相對生長速率，再得到模擬的稀土閃爍晶體的熱力學(xué)生長形態(tài)；

其中，R_uvw為晶體沿[uvw]方向的相對生長速率；

K為速率常數(shù)；

為沿[uvw]方向生長的化學(xué)鍵合能；

A_uvw為生長基元沿[uvw]方向的投影面積；

d_uvw為晶體沿[uvw]方向的臺階高度；

2)基于上述步驟得到的模擬的稀土閃爍晶體的熱力學(xué)生長形態(tài)，確定提拉生長方向；

3)根據(jù)上述步驟得到的提拉生長方向，確定沿軸向和徑向方向的生長界面處的化學(xué)鍵合結(jié)構(gòu)，再依據(jù)上述化學(xué)鍵合結(jié)構(gòu)，找出相應(yīng)的相對生長速率；

4)將上述步驟找出的相應(yīng)的相對生長速率，結(jié)合晶格能，得到稀土閃爍晶體生長過程中的生長速率；

5)根據(jù)稀土閃爍晶體的等徑尺寸和生長速率，計算得到稀土閃爍晶體的提拉生長速率和/或晶體旋轉(zhuǎn)速率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算方法，其特征在于，所述稀土閃爍晶體包括稀土正硅酸鹽閃爍晶體、稀土硅酸鹽閃爍晶體和釔鋁石榴石閃爍晶體中的一種或多種；

所述稀土閃爍晶體為類圓柱體，所述稀土閃爍晶體的等徑尺寸為30～80mm。

3.低成本稀土閃爍晶體的生長工藝，其特征在于，包括以下步驟，

a)將制備稀土閃爍晶體的氧化物原料進行混合后，得到混合原料；

b)在真空或保護性氣氛下，將上述步驟得到的混合原料經(jīng)過燒結(jié)后，得到多晶料塊；

c)在真空或保護性氣氛下，將多晶料塊熔化后，在具有特定生長方向的籽晶的引導(dǎo)下，依據(jù)權(quán)利要求1或2所計算的生長參數(shù)，采用提拉法進行晶體生長后，得到稀土閃爍晶體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生長工藝，其特征在于，所述步驟a)之后，還包括三級清洗沉降處理步驟；

所述三級清洗沉降處理的次數(shù)為1～8次。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生長工藝，其特征在于，所述三級清洗沉降處理的具體步驟為：

I)將上述步驟得到的混合原料放入第一級沉降槽中，用水清洗混合原料進行第一次沉降，得到第一級濾液；

II)將上述步驟得到的第一級濾液放入第二級沉降槽中繼續(xù)沉降，得到第二級濾液；

向第一級沉降槽中第二次注入水清洗混合原料進行第二次沉降，得到第一級二次沉降濾液；

III)將上述步驟得到的第二級濾液放入第三級沉降槽中再次沉降，得到第三級濾液；

將上述步驟得到的第一級二次沉降濾液放入第二級沉降槽中繼續(xù)沉降；

向第一級沉降槽中第三次注入水清洗混合原料進行第三次沉降；

IV)將第一級槽底濾物、第二級槽底濾物和第三級槽底濾物收集后，得到清洗后的混合原料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生長工藝，其特征在于，所述保護性氣氛為氮氣、惰性氣體和還原性氣體中的一種或多種；

所述燒結(jié)的溫度為900～1300℃；

所述三級清洗沉降處理步驟之后還包括，將清洗后的混合原料經(jīng)過壓餅后，得到原料餅；所述壓餅的壓力為20～70MPa。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生長工藝，其特征在于，所述稀土閃爍晶體為稀土正硅酸鹽閃爍晶體時，所述氧化物原料為RE₂O₃、二氧化硅、鈰的氧化物和镥的氧化物；

所述稀土閃爍晶體為稀土硅酸鹽閃爍晶體時，所述氧化物原料為RE₂O₃、二氧化硅、鈰的氧化物和镥的氧化物；

所述稀土閃爍晶體為釔鋁石榴石閃爍晶體時，所述氧化物原料為釔的氧化物、三氧化二鋁和鈰的氧化物；

所述RE包括Gd、La和Y中的一種或多種。