[發明專利]一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710112231.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106948006B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 徐家躍;馮海威;田甜;申慧;儲耀卿;李旭祥;王洪超
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B11/02;C30B28/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體，其特征在于，所述硅酸鉍晶體摻有Ta⁵⁺，Ta⁵⁺以Ta₂O₅的形式摻入，摻雜量為0.2～4mol％/mol，所述的硅酸鉍晶體的分子式為Bi₄Si₃O₁₂。

2.根據權利要求1所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體，其特征在于，Ta⁵⁺的最佳摻雜量為2mol％/mol。

3.權利要求1-2中任一所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)先采用固相燒結法制備Bi₄Si₃O₁₂多晶料，然后按所述摻雜量向Bi₄Si₃O₁₂多晶料中加入Ta₂O₅，得到Ta摻雜的Bi₄Si₃O₁₂多晶料；

2)選擇硅酸鉍籽晶，將籽晶固定在坩堝底部的種井部位，將摻雜的多晶料裝入固定有Bi₄Si₃O₁₂籽晶的坩堝中并封好并移入陶瓷引下管；

3)在12～20h中將晶體爐升溫到1050～1200℃，并保溫4～12小時；

4)逐漸提升引下管，待坩堝內的多晶料完全熔融后保溫1～5h；

5)以0.2～0.6mm/h的速度下降引下管，進行晶體生長，得到高光輸出硅酸鉍閃爍晶體。

4.如權利要求3所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體的制備方法，其特征在于，BSO籽晶的取向為<001>、<110>；籽晶截面形狀為圓形、長方形或正方形。

5.如權利要求3所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體，其特征在于，晶體生長時所用坩堝為鉑金坩堝，坩堝壁厚為0.10～0.15mm，形狀為圓柱形、長方形、正方形或者楔形。

6.如權利要求3所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體的制備方法，其特征在于：晶體爐體內設置多個等效工位，能同時生長至少兩根晶體。

7.如權利要求3所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體的制備方法，其特征在于：制備Ta摻雜的Bi₄Si₃O₁₂多晶料包括如下步驟，

1)按摩爾比2:3稱量Bi₂O₃粉末、SiO₂粉末并均勻混合、壓塊，在750～850℃下燒結6～15小時，得到Bi₄Si₃O₁₂多晶料；

2)稱量Bi₄Si₃O₁₂多晶料與Ta₂O₅，每摩爾Bi₄Si₃O₁₂多晶料中Ta₂O₅的摻雜量為0.2～4mol％，將Bi₄Si₃O₁₂多晶料與Ta₂O₅混合均勻后，壓塊，在800～900℃下燒結6～15小時，得到Ta摻雜Bi₄Si₃O₁₂多晶料。

8.根據權利要求7所述的一種高光輸出硅酸鉍閃爍晶體的制備方法，其特征在于，所述Bi₂O₃粉末、SiO₂粉末和Ta₂O₅的純度大于或等于99.99％，并在混合前進行干燥脫水處理。