[发明专利]一种嵌有GdTaO4微晶相的闪烁微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌有微晶相的闪烁微晶玻璃，所述微晶相为M’型GdTaO₄，激活离子Eu³⁺掺杂进入M’型GdTaO₄微晶相中；还公开了其制备方法，包括以下步骤：(1)称量原料，在玛瑙研钵中研磨；(2)将原料放入铂金坩埚内，得到玻璃溶液；(3)玻璃溶液浇筑后转入马弗炉内退火，随炉降至室温，得到透明玻璃；(4)将透明玻璃放入马弗炉内，升温至800～900℃保温12～24小时，再升温至900～1000℃并保温2小时，随炉降至室温，取出得到嵌有微晶相的闪烁微晶玻璃。本发明的闪烁微晶玻璃嵌有M’型GdTaO₄微晶相，能够有效提高闪烁微晶玻璃对高能射线的截止能力，且制备工艺简单，易于加工。

技术领域

本发明涉及闪烁体发光材料，特别涉及一种嵌有GdTaO₄微晶相的闪烁微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人类科学技术与生物医学技术的提高，人们在核物理、核医学以及工业探测等领域上的应用不断的增强，这极大的推动了闪烁体材料的研究与发展。闪烁体是一种能将高能射线(α射线、β射线、γ射线、X射线以及快慢中子束等)转换成可见光的发光材料，一般要求其具有短寿命、高光产、高密度这三个基本特点。目前应用最为广泛的闪烁体材料主要为无机闪烁体，而在无机闪烁体中又以单晶闪烁体为主。常见的商用闪烁体主要有NaI:Tl、 CsI:Tl、CsI:Na、Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)、CdWO₄、BaF₂、CsF、CeF₃等。而在医学断层成像方面(如PET、CT)则主要使用Ce³⁺掺杂的Lu₂SiO₅(LSO)、Gd₂SiO₅ (GSO)、Lu₃AlO₃(LuAP)、YAlO₃(YAP)、Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)等快衰减闪烁体。如今，闪烁体的种类和适应性已经得到了相当的拓展，并以快衰减(ns级别)、高密度、高光产、高辐射硬度为目标。现在主流的商用闪烁体还主要以单晶为主，现行的单晶制备工艺如单晶提拉法(Czochralski Method)和微下拉法(Micro-Pulling-Down Method或μ-PD Method)虽然已比较成熟，但仍面临成本高、操作难度大和不易加工等问题，这在一定程度上限制的单晶闪烁体材料的应用范围。

微晶玻璃材料是一种通过在连续的玻璃相中析出晶体颗粒的杂化材料。制备微晶玻璃通常要先设计好玻璃的成分，然后通过熔融淬冷的方法制得玻璃并通过热处理在玻璃内部析出晶体颗粒。如果在前驱体玻璃中加入激活离子，那么在晶体颗粒生长的过程中激活离子会进入到晶体颗粒中，从而表现出与掺杂相同激活离子的晶体相似的发光特征。而这种微晶玻璃杂化材料所具有的制备简单、容易加工和可光纤化等特点能够有效拓展其自身的应用范围和适应性。所以，以微晶玻璃作为闪烁体材料在一定程度上能够有效的提高闪烁体材料在实际应用方面的能力。