[发明专利]Ce:GAGG荧光陶瓷及其制备制备方法、制备系统

说明书

本发明提供一种Ce:GAGG荧光陶瓷及其制备方法和制备系统，用Gd³⁺完全取代Y³⁺,Ga³⁺取代Al³⁺形成的化学式Gd_3‑xAl_5‑yGa_yO₁₂:Ce_x，通过控制Ce³⁺离子、Ga³⁺离子的浓度调节Ga³⁺离子与Ce³⁺离子之间的能量转移来实现Ce:GAGG荧光陶瓷高输出效率。

技术领域

本发明涉及固态照明材料技术领域，特别是一种Ce:GAGG荧光陶瓷及其制备方法、制备系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

无机闪烁体能将高能量的电离辐射转换为成千上万的可见光子,在许多辐射探测领域一直扮演着重要作用,包括医学影像,安全、天体物理学和地球物理和资源探索。在这些应用中,闪烁体在γ-ray探测器上的应用已经吸引了医疗和安全应用方面的关注。到目前为止,大多数闪烁探测器由单晶组成，主要是由于它们的高光学质量。

然而Ce:YAG荧光透明陶瓷，其光输出(LY)高于单晶，这主要归因于包含在禁带上反位置层次上的再捕获电子的反位置缺陷得到抑制，反位置缺陷会导致较低的光输出效率。而Ce:GAGG荧光陶瓷的光输出达到46000ph/Mev，因此在γ-ray探测器应用上，制备出高输出效率的Ce:GAGG荧光陶瓷具有重要意义。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种Ce:GAGG荧光陶瓷及其制备方法和制备系统，其可以制备出高输出效率的荧光陶瓷片。

本发明提供的技术方案为：一种Ce:GAGG荧光陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将Gd₂O₃、Al₂O₃、CeO₂、Ga₂O₃原料按化学式配比称量后混合均匀，放入不锈钢模具中，在一定压力时间下将混合粉料压制成胚体；

步骤2：将胚体在一定压力时间下进一步压制成致密的素胚；

步骤3：将素胚进行烧结，得到荧光陶瓷片样品；

步骤4：将所得样品进行退火处理，得到化学式为Gd_3-xAl_5-yGa_yO₁₂:Ce_x的荧光陶瓷，其中Ce³⁺的浓度x为0.001～0.06，Ga³⁺的浓度y为0～4。

进一步的，步骤1中不锈钢模具的大小为直径20～100mm，深度20～80mm。

进一步的，步骤1中压力为3～20t，保压时间为5～20min。

进一步的，步骤2中压力为50～300MPa。

进一步的，步骤2中保压时间为5～20min。

进一步的，步骤3中烧结条件：以1～10℃/min的速率升温到1200～1600℃，保温2～20h，真空度10^-4～10^-3Pa。

进一步的，步骤4中退火处理条件：以6～10℃/min的速率升温到1200～1500℃，保温5～10h。

本发明另提供一种Ce:GAGG荧光陶瓷，通过上述的Ce:GAGG荧光陶瓷的制备方法得到，所述荧光陶瓷具有高输出效率。