[发明专利]一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供了一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法，通过引入镥基并控制工艺条件，使制得的该闪烁玻璃具有产光效率高、衰减速度快、密度大、阻拦射线性能强等优点，光产额可高达27000，密度能达到6.5～7.5g/cm³，均显著高于现有的闪烁玻璃，且机械强度高、化学性质稳定、不易潮解，综合性能优异，适合应用于石油勘探、放射医学成像、工业在线检测、国家安全监察、高能物理或核物理实验等领域中；同时，上述方案选用常规成分进行精确配比，并采用常规设备和改进的工艺方法，制备方法简单易行，可在保证玻璃性能的同时有效降低成本，从而能够利用有限的资源来提供性能优良的闪烁玻璃，更加适合扩大生产和应用。

技术领域

本发明属于闪烁材料技术领域，特别涉及一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法。

背景技术

目前，核成像技术的快速发展和要求，给新型闪烁材料的研究提供了广阔的空间。闪烁玻璃作为特种玻璃的一种，有望取代闪烁晶体，跨越性地推动核成像技术在影像医学、高能物理、安全检测以及矿产资源勘探等方面的更广泛应用，从而形成巨大的国际市场，因此成为新材料研究以及应用的热点和重要前沿方向之一。

在已有的众多制备玻璃体的方法中，熔融法因为具有如下优点而成为研究热点：(1)工艺简单，易于做成不同的玻璃形状；(2)可增进多元组分体系的化学均匀性，至原子或分子级水平；(3)掺杂组分的量和种类范围宽，化学计量准确且易于改性。近几年，国内外研究者热切关注以熔融法用纳米粉末制备微晶闪烁玻璃，寻找其制备过程中的普遍规律，得到由纳米到微米跨越过程中的科学内涵，这在材料学上有着重大的理论价值。同时，由于激活离子在多晶玻璃中的晶体场与纳米颗粒和单晶均不同，因此探索晶界存在条件下激活离子的吸收与发射、以及光在多晶中能量传递过程和传播机理等物理过程的基本问题，在解决闪烁陶瓷发光过程中的物理问题之外，还具有更加重大的理论意义。

近年来，关于闪烁玻璃的研究多数集中在LuAG、YAG、Lu₂O₃等材料，但对于热门的Lu₂SiO₅:Ce和Lu₂Si₂O₇:Ce等闪烁晶体的改进却鲜有报道。闪烁玻璃的制备需要较高的制备技术和精良的设备，并且与国内众多材料行业面临着同样的问题——原料。对于原材料的纯度、原材料纳米粉末的粒子尺寸等都有较高要求，而国内目前尚无专门的企业可以提供；同时，国内高烧结温度、高真空度的设备与国外的差距更明显，这些问题已经成为制约闪烁玻璃发展一个瓶颈。因此，如何利用有限的资源和创新的工艺方法(成份的微调和热处理的温度)来提供性能优良的闪烁玻璃，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法。

本发明具体技术方案如下：

本发明一方面提供了一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃，包括如下摩尔百分比的成分：SiO₂ 50～60％、H₃BO₃ 12～15％、NaNO₃ 4～7％、Lu₂O₃ 15～20％、Ce(C₂O₄)₂ 1～2％、MgF₂ 0.5～1％、Al₂O₃ 4～5％、BaCO₃ 1.5～2％。