[发明专利]稀土离子掺杂的K2LaBr5微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土离子掺杂的微晶玻璃，尤其是涉及一种用作闪烁材料的稀土离子掺杂的K₂LaBr₅微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

闪烁材料是一种在高能射线(如x射线、γ射线)或其它放射性粒子的激发下能够发出可见光的光功能材料，被广泛应用于核医学诊断、高能物理与核物理实验研究、工业及地质勘探等领域。根据应用领域的不同对闪烁体的要求也不尽相同，但一般情况下闪烁材料应具备下列特性：发光效率高、荧光衰减快、密度较大、成本低和抗辐射性能好等特点。闪烁晶体一般具有耐辐照、快衰减、高光输出等优点，但闪烁晶体也存在以下严重的缺点：制备困难，价格昂贵。而稀土离子掺杂的闪烁玻璃虽然成本低，易制备大尺寸玻璃，但它在光输出、重复次数等方面难与晶体相比，因此其应用也受到很大限制。

K₂LaBr₅晶体是一种可掺杂稀土离子的闪烁晶体基质，Ce³⁺掺杂的K₂LaBr₅晶体具有光输出高，快衰减，好的能量分辨率、时间分辨率和线性响应，具有比稀土离子掺杂的氟化物晶体与氧化物晶体更高的发光效率，可使闪烁探测仪效率大大提高。Eu³⁺掺杂的K₂LaBr₅晶体与Tb³⁺掺杂的K₂LaBr₅晶体的闪烁性能也较优异，可用于安检、闪烁荧光屏等领域。但K₂LaBr₅晶体极易潮解、机械性能较差、易解理成片状、大尺寸晶体生长困难、价格昂贵等缺点影响了其实际应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种抗潮解、机械性能好、具有较强的光输出、快衰减、能量分辨率和时间分辨率好的稀土离子掺杂K₂LaBr₅微晶玻璃及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：稀土离子掺杂的K₂LaBr₅微晶玻璃，其摩尔百分组成为：

B₂O₃：40-50mol％    Nb₂O₅：5-15mol％     BaF₂：10-24mol％

La₂O₃：5-6mol％     K₂LaBr₅：15-25mol％  LnBr₃：1-4mol％

其中LnBr₃为CeBr₃、EuBr₃、TbBr₃、PrBr₃中的一种。

该闪烁微晶玻璃原料组份为：B₂O₃：40mol％、Nb₂O₅：15mol％、BaF₂：24mol％、La₂O₃：5mol％、K₂LaBr₅：15mol％、CeBr₃：1mol％。

该闪烁微晶玻璃原料组份为：B₂O₃：45mol％、Nb₂O₅：10mol％、BaF₂：10mol％、La₂O₃：6mol％、K₂LaBr₅：25mol％、EuBr₃：4mol％。

该闪烁微晶玻璃原料组份为：B₂O₃：50mol％、Nb₂O₅：5mol％、BaF₂：17mol％、La₂O₃：6mol％、K₂LaBr₅：20mol％、TbBr₃：2mol％。

所述的稀土离子掺杂的K₂LaBr₅微晶玻璃的制备方法，包括下述步骤：