一种小型LuAGCe透明闪烁陶瓷闪烁体及其制备方法和应用与流程

本发明涉及陶瓷闪烁体，具体为一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、透明闪烁陶瓷闪烁体是一种集高科技与多功能于一体的先进材料，它在辐射探测、医学影像、高能物理及核科学等多个领域展现出了巨大的应用潜力。这种材料的核心特性在于其能够将高能射线(例如x射线、γ射线)或高速带电粒子高效地转换为紫外或可见光。

2、闪烁体的转换过程是一个复杂而精细的能量转移与释放过程。首先，当高能射线或粒子撞击到闪烁体时，它们会被材料内部的原子或分子吸收，进而引发一系列的物理反应。这些反应导致高能电子或空穴的产生，这些高能载流子在材料内部迅速迁移并与其他粒子相互作用，逐渐失去能量并转化为低能状态。

3、在运输阶段，这些低能电子或空穴会进一步在闪烁体内部扩散，部分可能通过非辐射的方式(如热效应)损失能量，而另一部分则可能被特定的发光中心所俘获。这些被俘获的电子或空穴在发光中心处会经历一个退激发的过程，即它们会重新跃迁回低能级，同时释放出光能。

4、透明闪烁陶瓷之所以备受关注，是因为其不仅具有优异的透光性能，使得转换后的光能够高效地传输出来，而且还具有高的密度、良好的机械性能和热稳定性，从而能够在极端环境下保持稳定的工作性能。此外，通过调整材料的组成和结构，还可以进一步优化其闪烁性能，以满足不同应用场景的需求。

5、由于现有材料和加工工艺的限制，目前尚未能研发出高质量、高透明的闪烁晶体。因此，研究一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体及其制备方法，包括：

4、该陶瓷闪烁体的化学结构式为(luxceytb3-x-y)al5o12；

5、其中，x＝0.01-1,y＝0.005％-0.002％。

6、可选的，所述陶瓷闪烁体受x射线激发发出波长为579nm的黄色荧光。

7、可选的，所述陶瓷闪烁体的透光率为75％。

8、根据本申请的另一方面，提供了一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体的制备方法，包括如下步骤：

9、s1：按照lu2o3、al2o3、ceo2、tb2o3比例一次称量，并至于球磨机中，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为12h；

10、s2：将充分混合后的粉体浆料干燥；

11、s3：过筛；

12、s4：煅烧；

13、s5：干压成型；

14、s6：冷等静压成型；

15、s7：陶瓷素坯真空气氛烧结；

16、s8：真空烧结后的陶瓷样品进行退火处理；

17、s9：样品进行机械双面抛光，加工成φ1mm，0.5×0.5mm的陶瓷片。

18、可选的，所述各原料的分子量为lu2o3:398；ceo2:172；al2o3:102；tb2o3:366。

19、可选的，步骤s7中，所述烧结的温度为:1760-1860℃，烧结时间为10h。

20、可选的，步骤s8中，所述退火为将陶瓷样品进行1450℃氧化气氛下退火处理10h。

21、根据本申请的另一方面，提供了一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体在x射线的延迟探测中的应用。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、本发明中制备得到的陶瓷闪烁体在可见光区具有较高的平均透光率，并且在紫外光和x射线激发下均表现出强烈的发射特性。这些结果表明，该陶瓷材料在辐射探测、闪烁计数器和医学成像等领域具有潜在的应用价值。

技术特征：

1.一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体，其特征在于，包括：该陶瓷闪烁体的化学结构式为(luxceytb3-x-y)al 5o12；

2.根据权利要求1所述一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体，其特征在于：所述陶瓷闪烁体受x射线激发发出波长为579nm的黄色荧光。

3.根据权利要求1所述一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体，其特征在于：所述陶瓷闪烁体的透光率为75％。

4.根据权利要求1-3中任一所述一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体的制备方法，其特征在于：所述各原料的分子量为lu2o3:398；ceo2:172；al 2o3:102；tb2o3:366。

6.根据权利要求4所述一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体的制备方法，其特征在于：步骤s7中，所述烧结的温度为:1760-1860℃，烧结时间为10h。

7.根据权利要求4所述一种小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体的制备方法，其特征在于：步骤s8中，所述退火为将陶瓷样品进行1450℃氧化气氛下退火处理10h。

8.权利要求1～3任一项所述的小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体、根据权利要求5～7任一项所述制备方法制备得到的小型luagce透明闪烁陶瓷闪烁体在x射线的延迟探测中的应用。

技术总结
本发明涉及陶瓷闪烁体技术领域，具体为一种小型LuAGCe透明闪烁陶瓷闪烁体及其制备方法和应用，包括：该陶瓷闪烁体的化学结构式为(Lu<subgt;x</subgt;Ce<subgt;y</subgt;Tb<subgt;3‑x‑y</subgt;)A l <subgt;5</subgt;O<subgt;12</subgt;；其中，x＝0.01‑1,y＝0.005％‑0.002％。本发明中制备得到的陶瓷闪烁体在可见光区具有较高的平均透光率，并且在紫外光和X射线激发下均表现出强烈的发射特性。这些结果表明，该陶瓷材料在辐射探测、闪烁计数器和医学成像等领域具有潜在的应用价值。

技术研发人员：刘燕
受保护的技术使用者：约塔科技泰州有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17