[发明专利]一种高密度碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法

说明书

本申请公开了一种高密度碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法，属于光学材料领域，该碲酸盐玻璃的组成及配比为：TeO₂：25‑100mol％；Gd₂O₃：0‑20mol％；Lu₂O₃：0‑17.5mol％；WO₃：0‑60mol％；以及稀土离子激活剂；其中，TeO₂、Gd₂O₃、Lu₂O₃和WO₃四种组分之和为100mol％；其中，所述稀土离子激活剂的外掺和或内掺浓度为TeO₂、Gd₂O₃、Lu₂O₃和WO₃四种组分之和的0.1‑16mol％。本申请还公开了一种制备上述高密度碲酸盐闪烁玻璃的方法。本文所述的高密度碲酸盐闪烁玻璃的制备温度不超过1000℃，密度都在5.50‑6.57g/cm³之间，在X射线医学成像、工业在线检测、国家安全监察、高能物理或核物理实验中具有较为广泛的应用。

技术领域

本发明涉及闪烁材料技术领域。具体来说，本发明涉及稀土离子掺杂的高密度碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法。

背景技术

闪烁体是一种在吸收高能射线后发出可见光或近紫外光的光功能转换材料，其在高能物理、核物理、天体物理、地球物理、工业探伤、医学成像和安全检测等领域都得到了广泛应用。

闪烁玻璃因其具有化学组份易调、光学均匀性好、容易实现大尺寸以及制备方法简单等优点有望取代商用闪烁晶体。闪烁玻璃的更大优势在于可拉制成光纤并制作光纤面板，进而提高对高能射线的探测效率和器件成像分辨率。因此，玻璃闪烁体已经发展成为闪烁材料的一个重要分支。

高光产额和高密度是优秀闪烁体的两个重要特征，因为高密度闪烁体具有高的阻止本领和短的辐照长度，这有利于工程(仪器)小型化从而降低建造成本，而高发光强度有利于提高探测灵敏度和图像分辨率。故高密度闪烁体在高能物理和核医学成像中具有重要的应用价值，因此开发价格合理的高密度闪烁玻璃越来越受到科研工作者的关注。

目前高密度闪烁玻璃体系主要限制于硼硅酸盐、锗酸盐、硼锗酸盐、碲酸盐和铅铋酸盐玻璃等种类。

硼硅酸盐、锗酸盐、硼锗酸盐等闪烁玻璃因富含稀土离子化合物而密度高达6.5g/cm³以上。如专利申请号为201410249441.5，名称为“一种稀土离子掺杂高密度氟氧硼锗酸盐闪烁玻璃及其制备方法”的专利中公开了具有较高辐射发光强度且密度高达6.75g/cm³的新型氟氧硼锗酸盐闪烁玻璃。如专利公开号为201810801477.8，名称为“一种超高密度硼锗碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法”的专利就公布了一种密度突破7.0g/cm³的硼锗碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法。但上述闪烁玻璃含有大量昂贵的稀土化学试剂，最高达到55mol％，这样极大地增加了闪烁玻璃的制备成本，而且也需要超过1500℃的熔制温度，急剧地增加了闪烁玻璃的原料成本及生产所需要的能耗，不利于降低闪烁玻璃的性价比，有可能进一步限制其规模应用。