[发明专利]一种镥基氟氧闪烁玻璃及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种镥基氟氧闪烁玻璃及其制备方法和应用，所述闪烁玻璃化学成分以摩尔百分比计为：55％SiO₂‑14.5％SrO‑4.5％SrF₂‑15％LuF₃‑10％Al₂O₃‑0.5％Sb₂O₃‑xTb₂O₃‑yCeF₃(其中5％≤x≤13％，1％≤y≤5％)，本申请的镥基氟氧闪烁玻璃采用高温熔融法制备，并由Ce³⁺/Tb³稀土离子均匀共掺杂，制备方法原料利用率高、成本低，制备周期短，组分连续可调，制备得到的镥基氟氧闪烁玻璃发光强度优于商用BGO晶体，具有显著的闪烁性能，光透过性能良好，可以进一步推动用于制备医学成像，大体积探测器，微区剂量探测等X射线成像领域的闪烁晶体发展。

技术领域

本申请涉及一种镥基氟氧闪烁玻璃及其制备方法和应用，属于玻璃材料技术领域。

背景技术

闪烁体是一种具有闪烁发光特点的能量转换发光材料，能在可见光范围内将高能辐射转化为低能光子辐射，各种闪烁体如Gd₂SiO₅:Ce³⁺、Gd₃₍Ga,Al)₅O₁₂:Ce³⁺、Gd₂O₂S:Tb³⁺、Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)等因其优异的光学性能被广泛应用于高能物理实验、核医学成像、工业无损探伤、安全检查、环境监测与勘探以及天文观测。

然而单晶和陶瓷闪烁体的制造工艺极其复杂，成本高，耗时长，难以获得大尺寸晶体等问题，限制了它们的应用。玻璃闪烁体材料作为晶体、有机塑料、陶瓷等其他闪烁体材料的一个重要补充，具有更简单的大尺寸制备加工工艺、膨胀系数低、耐热性和化学稳定性好、组分连续可调等特点在大体积探测器、光纤成像以及位置分辨、微区剂量探测等方面具有一定的优势。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种镥基氟氧闪烁玻璃，该闪烁玻璃由Ce³⁺/Tb³稀土离子均匀共掺杂，采用高温熔融法制备，原料利用率高、成本低，制备周期短，组分连续可调，光透过性能良好，发光强度优于商用BGO晶体，显著提高玻璃闪烁性能，可以进一步推动用于制备医学成像，大体积探测器，微区剂量探测等X射线成像领域的闪烁晶体发展。

本申请采用如下技术方案：

一种镥基氟氧闪烁玻璃，化学成分以摩尔百分比计为：55％SiO₂-14.5％SrO-4.5％SrF₂-15％LuF₃-10％Al₂O₃-0.5％Sb₂O₃-xTb₂O₃-yCeF₃；

其中5％≤x≤13％，1％≤y≤5％。

可选地，x选自5％、7％、9％、11％、13％中的任意值，或任意两者之间的范围值。

可选地，y选自1％、2％、3％、4％、5％中的任意值，或任意两者之间的范围值。

可选地，所述镥基氟氧闪烁玻璃受X射线激发后发光最强波长为542nm，发光强度为4～1w(a.u.)。

可选地，所述镥基氟氧闪烁玻璃在200～700nm波长的直线透过率为89％～90％。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述镥基氟氧闪烁玻璃的制备方法，包括如下步骤：