CN103011590A - 铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃及制备方法 - Google Patents

铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃及制备方法，通过原料组份混合、熔化、铸模和退火制备得到，其原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：23～34mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15mol%，Lu2O3：20～30mol%，Gd2O3：15mol%，Ce2O3：1～2mol%；该闪烁玻璃中Lu2O3和Gd2O3组分并存，可避免闪烁光玻璃的自吸收，Lu2O3的密度比Gd2O3还高，重金属含量≧35mol%，密度在可达6.0g/cm3以上，而发光积分强度较强达7900以上，因此是密度较大，发光强度较强的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃。制备方法简单，生产成本较低，便于工业化生产。

Description

铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃及制备方法
技术领域
本发明涉及闪烁玻璃，具体涉及铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃及制备方法。
背景技术
闪烁材料是一种在高能粒子或射线（如x射线、γ射线或原子核粒子等）的激发下能够发出可见光的光功能材料。闪烁玻璃以基材分，可以分为硅酸盐玻璃，重金属氧化物玻璃，磷酸盐玻璃等。如授权公告号为CN100522855发明专利就公开了一种硅酸盐闪烁玻璃，该闪烁玻璃的原料中SiO2 占50～80 mol %，而Gd3+含量很少，作为敏化剂使用， BaF2含量少，作为助熔剂使用。授权公告号为CN1269758发明专利则公开了重金属氧化物闪烁玻璃，其原料中Lu2O3或Gd2O3占10～30 mol %，Ce4+为激活剂，虽然原料中含有重金属钆或镥，但重金属含量不超过30 mol %。姜淳等在Radioluminescence of Ce3+-doped B2O3-SiO2-Gd2O3-BaO glass公开了〔Physics Letters，2004，323:323-328〕Ce3+掺杂氧化物玻璃的闪烁性能，其中Gd2O3组分摩尔含量也未超30 mol %，虽然闪烁玻璃的密度较大但光输出较低。即Gd3+含量小时对Ce3+离子的发光具有促进作用，Gd3+离子含量较高时有浓度猝灭效应，闪烁玻璃中钆氧化物摩尔含量大于15mol%时，Ce3+发光会产生浓度猝灭，发光强度逐渐降低, 而15mol%发光最强，但此时重金属氧化物含量较低，玻璃密度较低。闪烁玻璃密度低，体积较大，易潮解，用时设备、仪器体积也相应增大、成本高，发光强度低，闪烁性能较差，因此寻找、研究密度较大，发光强度较强的金属氧化物闪烁玻璃就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种密度较大，发光强度较强的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃。还提供了制备简单，生产成本较低的该闪烁玻璃的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃，通过原料组份混合、熔化、铸模和退火制备得到，其原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：23～34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20～30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1～2 mol%。氧化镥不但提高玻璃密度，也可以降低Gd3+离子的浓度猝灭效应。
其原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%。
其原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：29 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：25 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%。
其原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：23 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：2 mol%。
所述的Ce3+离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃的制备方法，步骤如下： 
a. 按原料组份SiO2：23～34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20～30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1～2 mol%称取分析纯的各原料，将所有原料混合均匀，倒入坩埚中在熔化温度为1350～1450℃下，熔化为熔体，熔化后保温0.5～2小时；BaF2可以降低熔制温度；
b. 将上述熔体倒入在温度为200～300℃的铸铁模上铸模，自然冷却成玻璃；
c. 将上述玻璃置于马弗炉中进行退火，退火条件：400～500℃保温2小时，再以8～10℃/小时的速率降温至45～55℃，然后关闭马弗炉电源自动降温至室温得到闪烁玻璃。
退火后的闪烁玻璃可以经切割、表面研磨、抛光后加工成50×50×10mm的等试样。
与现有技术相比，本发明的优点在于铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃及制备方法，通过原料组份混合、熔化、铸模和退火制备得到，其原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：23～34 mol%；B2O3：15mol%；BaF2：15 mol%；Lu2O3：20～30 mol%；Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1～2 mol%；该闪烁玻璃中Lu2O3和Gd2O3组分并存，可避免闪烁光玻璃的自吸收，Lu2O3的密度比Gd2O3还高，重金属含量≧35 mol%，密度在可达6.2g/cm3以上，而积分发光强度较强达7900以上，是BGO晶体发光的70%以上，因此是密度较大，发光强度较强的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃。制备方法简单，熔化和退火温度较低，生产成本较低，便于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1、2、3样品的X射线激发下的发射光谱图；
图2为对比例1、2样品的X射线激发下的发射光谱图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
按原料组份：SiO2：34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%，称取各原料，将所有原料混合均匀；然后倒入坩埚中熔化为熔体，熔化温度为1350～1450℃，熔化后保温0.5～2小时；将熔体倒入经预热200～300℃的铸铁模上，自然冷却形成玻璃；将玻璃置于马弗炉中进行退火，退火条件：400～500℃保温1小时，再以8～10℃/小时的速率降温至45～55℃，然后关闭马弗炉电源自动降温至室温得到铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃，该闪烁玻璃的密度为6.1g/cm3；对闪烁玻璃切割、表面研磨、抛光后加工成50×50×10mm闪烁玻璃试样，用X射线激发该闪烁玻璃试样，测定发射光，得到图1所示的发射光谱图，从图1中可以看出积分发光强度约7923。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的只是原料组份：SiO2：29 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：25 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%，闪烁玻璃的密度为6.2g/cm3；积分发光强度约8834。
实施例3
与实施例1基本相同，所不同的只是原料组份：SiO2：23 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：2 mol%，闪烁玻璃的密度为6.4g/cm3；积分发光强度约8924。
对比例1
与实施例1基本相同，所不同的只是原料组份：SiO2：54 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%，玻璃组份中无Lu2O3，闪烁玻璃的密度为3.8g/cm3，用X射线激发该闪烁玻璃，测定发射光，得到图2所示的发射光谱图，积分发光强度约6229；其密度小，发光强度也低。
对比例2
与实施例1基本相同，所不同的只是原料组份：SiO2：29mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Gd2O3：40mol%，Ce2O3：1 mol%，玻璃组份中无Lu2O3，闪烁玻璃的密度为5.2g/cm3，用X射线激发该闪烁玻璃，测定发射光，得到图2所示的发射光谱图，积分发光强度约3924；其密度较小，发光强度更低，Ce3+发光会产生浓度猝灭效应。

Claims (5)

1.铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃，通过原料组份混合、熔化、铸模和退火制备得到，其特征在于原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：23～34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20～30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1～2 mol%。
2.如权利要求1所述的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃，其特征在于原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%。
3.如权利要求1所述的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃，其特征在于原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：29 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：25 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1 mol%。
4.如权利要求1所述的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃，其特征在于原料组份的摩尔百分比如下：SiO2：23 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：2 mol%。
5.权利要求1所述的铈离子掺杂的钆镥氟氧化物闪烁玻璃的制备方法，其特征在于步骤如下： 
a. 按原料组份SiO2：23～34 mol%，B2O3：15mol%，BaF2：15 mol%，Lu2O3：20～30 mol%，Gd2O3：15 mol%，Ce2O3：1～2 mol%称取分析纯的各原料，将所有原料混合均匀，倒入坩埚中在熔化温度为1350～1450℃下，熔化为熔体，熔化后保温0.5～2小时；
b. 将上述熔体倒入在温度为200～300℃的铸铁模上铸模，自然冷却成玻璃；
c. 将上述玻璃置于马弗炉中进行退火，退火条件：400～500℃保温2小时，再以8～10℃/小时的速率降温至45～55℃，然后关闭马弗炉电源自动降温至室温得到闪烁玻璃。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103693847A (zh) * 2013-11-06 2014-04-02 中国科学院上海光学精密机械研究所 钆硼硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN103951256A (zh) * 2014-05-08 2014-07-30 宁波大学 稀土离子掺杂的LiLuCl4微晶玻璃及其制备方法
CN110734223A (zh) * 2019-11-21 2020-01-31 北方工业大学 一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN115611514A (zh) * 2022-11-03 2023-01-17 哈尔滨工程大学 一种Ce3+掺杂镓硼钆闪烁玻璃及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0940440A (ja) * 1995-07-25 1997-02-10 Nikon Corp シンチレーターガラス
CN1636910A (zh) * 2004-12-09 2005-07-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 透明闪烁玻璃陶瓷及其制备方法
US20070045555A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Ohara Inc. Glass
US20070045564A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Ohara Inc. Glass
CN1958495A (zh) * 2006-11-22 2007-05-09 同济大学 铽激活硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN102584014A (zh) * 2010-08-03 2012-07-18 宁波大学 稀土掺杂的氟氧碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0940440A (ja) * 1995-07-25 1997-02-10 Nikon Corp シンチレーターガラス
CN1636910A (zh) * 2004-12-09 2005-07-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 透明闪烁玻璃陶瓷及其制备方法
US20070045555A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Ohara Inc. Glass
US20070045564A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Ohara Inc. Glass
CN1958495A (zh) * 2006-11-22 2007-05-09 同济大学 铽激活硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN102584014A (zh) * 2010-08-03 2012-07-18 宁波大学 稀土掺杂的氟氧碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
来飞等: "Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃的研究", 《光学技术》, vol. 35, no. 5, 30 September 2009 (2009-09-30), pages 766 - 770 *
杨斌等: "Ce3+掺杂高密度氧化物玻璃的闪烁性能研究", 《物理学报》, vol. 61, no. 19, 31 October 2012 (2012-10-31) *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103693847A (zh) * 2013-11-06 2014-04-02 中国科学院上海光学精密机械研究所 钆硼硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN103693847B (zh) * 2013-11-06 2016-05-11 中国科学院上海光学精密机械研究所 钆硼硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN103951256A (zh) * 2014-05-08 2014-07-30 宁波大学 稀土离子掺杂的LiLuCl4微晶玻璃及其制备方法
CN103951256B (zh) * 2014-05-08 2016-02-03 宁波大学 稀土离子掺杂的LiLuCl4微晶玻璃及其制备方法
CN110734223A (zh) * 2019-11-21 2020-01-31 北方工业大学 一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN110734223B (zh) * 2019-11-21 2022-03-08 北方工业大学 一种掺杂镥基硅酸盐闪烁玻璃及其制备方法
CN115611514A (zh) * 2022-11-03 2023-01-17 哈尔滨工程大学 一种Ce3+掺杂镓硼钆闪烁玻璃及其制备方法和应用

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