[发明专利]一种应用于高分辨中子成像探测器的GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏及其制备方法

权利要求书

1.一种GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，所述GOS：Tb透明陶瓷闪烁屏由下至上依次包括：基底、反射层薄膜以及GOS：Tb透明陶瓷，所述GOS：Tb透明陶瓷的厚度小于30μm，所述制备方法包括以下步骤：

通过镀膜技术为基底镀上反射层薄膜，并通过粘结剂将GOS:Tb透明陶瓷固定在该反射层薄膜上，再对GOS:Tb透明陶瓷进行薄化处理，使其厚度小于30μm，制得所述用于高分辨中子成像探测器的GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏；其中，所述GOS:Tb透明陶瓷在粘结前双面经过抛光处理；

所述基底的材料包括氧化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化锆、氮化铝、铝镁尖晶石和钇铝石榴石中的至少一种。

2.如权利要求1所述GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括紫外固化胶、硅胶树脂、环氧树脂、硅氧烷、硅烷和含硅的丙烯酸树脂中的至少一种；所述粘结剂的厚度小于1μm；所述镀膜技术包括真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜和分子束外延中的至少一种方法；所述薄化处理包括打薄、刻蚀和溅射中的至少一种方法。

3.如权利要求2所述GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，所述GOS:Tb透明陶瓷由GOS:Tb粉体经过烧结制备而成，所述GOS:Tb粉体由以下三种方法中的任一种进行制备：

方法一：将钆的化合物与硫的化合物置于水中进行混合，并向混合物中掺入铽的化合物，再通过加热和/或加入沉淀剂的手段收集前驱体，最后经还原处理，制得所述GOS:Tb粉体；

方法二：将钆的化合物、铽的化合物进行混合，并加入硫单质或硫的化合物，同时加入助熔剂进行混合并煅烧，制得所述GOS:Tb粉体；

方法三：将钆和铽的含氧化物置于含硫气氛下进行硫化处理，制得所述GOS:Tb粉体。

4.如权利要求3所述GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，在上述三种方法中：所述钆的化合物包括氧化钆、氢氧化钆、卤化钆、硝酸钆、硫酸钆、磷酸钆和碳酸钆中的至少一种；所述硫的化合物包括硫酸、硫酸盐、多硫化物、焦硫酸盐和硫代硫酸盐中的至少一种；所述铽的化合物包括氧化铽、氢氧化铽、卤化铽、硝酸铽、硫酸铽、磷酸铽和碳酸铽中的至少一种；所述沉淀剂为氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠和尿素中的至少一种；所述助熔剂包括碳酸盐、磷酸盐或卤化物中的至少一种。

5.如权利要求4所述GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，在硫的化合物和钆的化合物中，硫酸根离子和钆离子的摩尔比值为0.5～1.75。

6.如权利要求5所述GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，在所述方法一中，加热时的温度为70～250℃，时间为0.5～48h，还原处理时的温度为600～1100℃，时间为1～15h，采用的还原剂包括氢气、甲烷和丙烷中的至少一种；在所述方法二中，煅烧时温度为400～1300℃，时间为1～5h；在所述方法三中，硫化处理时温度为600～1100℃，时间为0.5～15h，所述含硫气氛包括硫蒸气、SO₂、H₂S或CS₂。

7.如权利要求6所述GOS:Tb透明陶瓷闪烁屏的制备方法，其特征在于，所述GOS:Tb透明陶瓷由以下方法所制备而成：

1).烧结：通过无压烧结、热压烧结和热等静压烧结中至少一种方法对所述GOS:Tb粉体进行烧结，烧结温度为1200～1700℃，烧结时间为0.5～20h，初步制得GOS:Tb透明陶瓷；

2).退火：将烧结后的GOS:Tb透明陶瓷进行退火处理；退火气氛包括空气、氧气、氮气、氩气、氢气或者含硫气体中的至少一种，退火温度为900～1200℃，退火时间为1～50h，最终制得所述GOS:Tb透明陶瓷。