[發明專利]一種超高密度硼鍺碲酸鹽閃爍玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201810801477.8
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108609848B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 孫心瑗;溫卓興;劉秀健;胡強林;楊慶梅
• 申請（專利權）人: 井岡山大學
• 主分類號: C03C3/253
• 分類號: C03C3/253;C03B19/02;C03B25/00
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 林高鋒

本發明涉及一種超高密度稀土摻雜硼鍺碲酸鹽閃爍玻璃及其制備方法，超高密度硼鍺碲酸鹽閃爍玻璃的特征在于，其網絡形成體主要成分(以摩爾百分比計量)是B₂O₃：5?30mol％；GeO₂：10?30mol％；TeO₂：5?20mol％；其余20?60mol％玻璃組分都是由稀土氧化物或稀土氟化物組成。其中，所述稀土離子包括Y³⁺、La³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Pm³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺，上述組分之和為100mol％。還公開了一種制備上述富含Gd₂O₃硼鍺酸鹽閃爍玻璃的方法，以及上述超高密度硼鍺碲酸鹽閃爍玻璃在X射線醫學成像、工業在線檢測、國家安全監察、高能物理或核物理實驗中的應用。

技術領域

本發明涉及閃爍材料技術領域。具體來說，本發明涉及稀土離子摻雜的超高密度硼鍺碲酸鹽閃爍玻璃及其制備方法。

背景技術

閃爍體是一種吸收高能射線后發出可見光或近紫外光的光功能材料，其在高能物理、核物理、天體物理、地球物理、工業探傷、醫學成像和安全檢測等領域得到了廣泛應用。

閃爍玻璃因其具有化學組份易調、光學均勻性好、容易實現大尺寸以及制備方法簡單等優點有望取代商用閃爍晶體。閃爍玻璃的更大優勢在于可拉制成光纖并制作光纖面板，進而提高對高能射線的探測效率和器件成像分辨率。因此，玻璃閃爍體已發展成為閃爍體的一個重要分支。

高光產額和高密度是優秀閃爍體的兩個重要特征，因為高密度閃爍體具有高的阻止本領和短的輻照長度，這有利于工程(儀器)小型化從而降低建造成本，而高發光強度有利于提高探測靈敏度和圖像分辨率。故高密度閃爍體在高能物理和核醫學成像中具有重要的應用價值，因此發展價格合理的高密度閃爍玻璃越來越受到研究科研工作者的關注。

提高閃爍玻璃密度的普遍性做法就是將含有重金屬如鉛、鉍和鎢等離子化合物引入到玻璃組分中，從而達到提高閃爍玻璃密度的目的。

如專利公開號為CN1087066A，名稱為“高密度、耐輻照的快速閃爍無機玻璃”的發明專利就公開了以PbO，Bi₂O₃為主要成分，余量為玻璃形成體氧化物組份，發光中心為Pb²⁺和Bi³⁺的高密度閃爍玻璃。因該閃爍玻璃含有50-70mol％PbO，其玻璃密度在7.5-8.1g/cm³范圍，但PbO嚴重污染環境，因而限制了其實際應用。

如專利公開號為CN101913767A，名稱為“稀土摻雜的氟氧碲酸鹽閃爍玻璃及其制備方法”的發明專利就公開了以TeO₂、PbF₂、BaF₂和Gd₂O₃為基質玻璃，以稀土離子為激活劑的高密度閃爍玻璃，該閃爍玻璃仍含有1-20mol％PbF₂和65-85mol％TeO₂，盡管其密度高于6.0g/cm³,但因為PbO劇毒性嚴重污染環境，以及TeO₂價格的昂貴，因而限制了這類閃爍玻璃的推廣應用。