[發明專利]一種高硬度Lu2

有效

• 申請號: 202010897717.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112062472B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 楊中民;史振國;周時鳳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C03C10/04
• 分類號: C03C10/04;C03C4/12;C03B32/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種高硬度Lu₂Si₂O₇透明微晶玻璃及其制備方法。該玻璃組成按氧化物摩爾分數表示，包括：Lu₂O₃:5?50％，SiO₂:50?95％，CeO₂:0?5％。該方法包括：將Lu₂O₃、SiO₂和CeO₂混合，球磨均勻，移至模具中，壓制成型，脫模，致密化處理，懸浮熔煉法制備玻璃，熱處理，得到所述高硬度Lu₂Si₂O₇透明微晶玻璃。該玻璃制備工藝簡單，硬度大，并且具有一定的透過率，發光強度是Bi₄Ge₃O₁₂的80％?220％，結晶度為3.6?95.4％，密度為2.92?6.15g/cm³。在醫療成像、高能物理、輻照探測以及油井勘探等領域具有廣泛應用前景。

技術領域

本發明涉及透明微晶玻璃的制備和新型閃爍體的制備領域，具體涉及一種高硬度Lu₂Si₂O₇透明微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

Ce³⁺摻雜的焦硅酸镥Lu₂Si₂O₇晶體是一種性能優異的閃爍體材料，具有高密度(6.23g/cm³)，高光產額(26000M·eV^-1),快衰減壽命(38ns),并且沒有余暉等性能。L.Pidol等人[1]使用傳統單晶制備方法諸如Czochralski法制備Lu₂Si₂O₇晶體，晶體生長緩慢并且工藝繁雜，條件要求苛刻，除了高昂的設備成本之外還需要花費大量的時間。透明微晶玻璃的出現，為替代晶體提供了一個新的方向。微晶玻璃具有玻璃和晶體的雙重優勢，即玻璃的快速生產，成本較低，易于工業化批量生產制備優勢和晶體本身的優異性能。微晶玻璃通常將基質玻璃通過熱處理后得到的，同時為保證結晶相的唯一性并具有高結晶度，需要將原料盡可能按晶體組成進行配比(1-Pidol L,Kahn-Harari A,Viana B,et al. Czochralskigrowth and physical properties of cerium-doped lutetium pyrosilicatescintillators Ce³⁺:Lu₂Si₂O₇[J].Journal of Crystal Growth,2005, 275(1-2):e899-e904.)。

Lu₂Si₂O₇晶體的熔點高達1900℃，傳統熔制玻璃設備無法達到如此高的溫度，通過懸浮熔煉法可以獲得高于該目標的溫度。懸浮熔煉法可利用激光束進行加熱，具有以下優點：①溫度可達到3000℃，適合高熔點原料的玻璃化；②熔體冷卻速率極高，玻璃形成能力較弱的組分也可形成玻璃；③避免樣品與容器接觸而造成異質成核。

通過懸浮熔煉法制備的不同摩爾比摻Ce的Lu₂Si₂O₇玻璃，再經熱處理后得到結晶度不同的Lu₂Si₂O₇微晶玻璃，在醫療成像、高能物理、輻照探測以及油井勘探等領域具有廣泛應用前景。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種高硬度 Lu₂Si₂O₇透明微晶玻璃及其制備方法。