[發明專利]一種鋱離子摻雜釓硼硅酸鹽的閃爍玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 202110068783.7
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112851117B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張勇;楚學娟;王永丹;魏茂彬;劉惠蓮;靳迦惠;夏一銘;梁珺;萬起良
• 申請（專利權）人: 吉林師范大學
• 主分類號: C03C3/095
• 分類號: C03C3/095;C03C4/12;C03C1/00;C03B5/16;C03B25/00
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務所(普通合伙) 34184
• 代理人: 楊霞

本發明公開了一種鋱離子摻雜釓硼硅酸鹽的閃爍玻璃，包括釓硼硅酸鹽的玻璃基質和Tb³⁺離子的發光中心；其中，所述釓硼硅酸鹽的組成包括：SiO₂、B₂O₃、BaO、Al₂O₃、Gd₂O₃和Sb₂O₃；且所述Sb₂O₃為摻雜有Ce³⁺離子的Sb₂O₃。本發明提出的一種鋱離子摻雜釓硼硅酸鹽的閃爍玻璃及其制備方法，所述閃爍玻璃具有閃爍發光強、制備簡單、成本低等特點。

技術領域

本發明涉及閃爍玻璃的技術領域，尤其涉及一種鋱離子摻雜釓硼硅酸鹽的閃爍玻璃及其制備方法。

背景技術

閃爍材料是一種吸收α、β、γ射線或X射線等高能粒子，將吸收的部分能量轉化為紫外或可見光的光功能材料。在高能物理實驗、核醫學成像、反恐安檢、石油勘探等領域發揮著極其重要的作用，尤其是在建造高能物理量能器和核醫學成像設備方面有著廣泛應用和巨大需求。

目前，作為無機閃爍材料的閃爍玻璃，其研究與開發頗為引人注目。由于玻璃的制備成本比晶體低得多，對建造體積達上百立方米之巨的新一代電磁量能器，玻璃的成本優勢是一個不可忽視的重要因素。加之閃爍玻璃制備容易、成分可調、組織均勻性好、各向同性、可以澆鑄成各種形狀、加工方便、成本低廉，易于實現大批量、大尺寸工業化生產，因此已成為世界各國致力研發的熱點材料。

閃爍玻璃一般以硅酸鹽玻璃、鍺酸鹽玻璃、碲酸鹽玻璃和磷酸鹽玻璃等為基質，閃爍玻璃中可摻雜的激活劑有鋱(Tb)、鈰(Ce)、銪(Eu)和鐠(Pr)等離子。其中，Tb³⁺離子由于可以在不同的玻璃基質中均表現出較強的綠光發射，已被用于開發高效的閃爍玻璃材料。Ce³⁺離子在藍光區域有很好的發光，且兼具有衰減快、熒光效率高、與光敏器件耦合好，并能敏化Tb³⁺離子發光提高光產額等優點，從而成為Tb³⁺共摻閃爍玻璃的主選元素。

目前研究發現，雖然Ce³⁺離子可以敏化Tb³⁺離子高效發光，但是在實際Ce³⁺/Tb³⁺的共摻玻璃中，Ce對Tb的發光效果非常容易受到Ce³⁺/Ce⁴⁺的價態影響，最終呈現的發光效果并不理想。例如，Ce³⁺離子在玻璃形成中容易被氧化成Ce⁴⁺，在敏化Tb³⁺發光時，Ce⁴⁺將在激發狀態下分別與Tb³⁺和Ce³⁺存在競爭吸收，由此造成Tb³⁺離子的發光強度減弱。對于Ce³⁺離子的上述問題，目前通過采用還原氣氛熔制法來降低高濃度Ce³⁺摻雜引起的自吸收問題，但是此方法耗費較大，且效果并不明顯。

發明內容

基于背景技術中存在的問題，本發明提出了一種鋱離子摻雜釓硼硅酸鹽的閃爍玻璃及其制備方法，所述閃爍玻璃具有閃爍發光強、制備簡單、成本低等特點。

本發明提出的一種鋱離子摻雜釓硼硅酸鹽的閃爍玻璃，包括釓硼硅酸鹽的玻璃基質和Tb³⁺離子的發光中心；

其中，所述釓硼硅酸鹽的組成包括：SiO₂、B₂O₃、BaO、Al₂O₃、Gd₂O₃和Sb₂O₃；且所述Sb₂O₃為摻雜有Ce³⁺離子的Sb₂O₃。