DE102015215493B4

DE102015215493B4 - Verfahren zur Herstellung von Gadoliniumoxysulfid-Szintillationskeramiken

Info

Publication number: DE102015215493B4
Application number: DE102015215493.9A
Authority: DE
Inventors: Yanchun Wang; Qingjun Zhang; Yuanjing Li; Zhiqiang Chen; Ziran Zhao; Yinong Liu; Yaohong Liu; Jianping Chang; Shuqing Zhao; Wenjian Zhang; Yongqiang Wang
Original assignee: Tsinghua University; Nuctech Co Ltd
Current assignee: Tsinghua University; Nuctech Co Ltd
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2035-08-14
Also published as: JP2016041648A; US9771515B2; DE102015215493A1; JP6105690B2; US20160046860A1; CN112358296A; CN105439561A

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Gadoliniumoxysulfid(GOS)-Szintillationskeramiken, umfassend: Versetzen eines GOS-Szintillationskeramikpulvers mit einem Sinterhilfsmittel und Mischen bis zur Homogenität derselben; Beladen einer Sinterform mit der homogenen Mischung der GOS-Szintillationskeramikpulver mit dem Sinterhilfsmittel und Unterziehen derselben einem primären Sintern mit uniaxialem Heißpressen, wodurch ein GOS-Primärsinterkörper erhalten wird; Tempern des GOS-Primärsinterkörpers; Unterziehen des getemperten GOS-Primärsinterkörpers einem sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen, wodurch ein GOS-Sekundärsinterkörper erhalten wird; Unterziehen des GOS-Sekundärsinterkörpers einem sekundären Tempern, um GOS-Szintillationskeramiken zu erhalten, wobei das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen umfasst: Beaufschlagen mit einem Vordruck von 20–40 MPa, vorzugsweise 25–35 MPa, am meisten bevorzugt 30 MPa, und allmähliches Erhitzen auf 1000°C–1100°C und Halten der Temperatur für 0,5–1 Stunden; und weiteres Erhitzen bis 1250°C–1600°C unter Druckbeaufschlagen auf 40–200 MPa und Halten der Temperatur für 2–5 Stunden zur Durchführung des Sinterns mit uniaxialem Heißpressen, wodurch sich der GOS-Primärsinterkörper ergibt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Materialien, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Gadoliniumoxysulfid(mit der allgemeinen Formel Gd₂O₂S, als GOS bezeichnet)-Szintillationskeramiken.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiter Gadoliniumoxysulfid-Szintillationskeramiken, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, sowie eine Hochenergiestrahlungsdetektionsvorrichtung, die GOS-Szintillationskeramiken umfasst:
HINTERGRUND
Keramikszintillatoren aus GOS, das mit Ionen seltener Erden dotiert ist, mit der allgemeinen Formel Gd₂O₂S, haben viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Szintillationseinkristallen wie CsI, CdWO₄ und dergleichen, wie etwa hohe Dichte, hohe Lichtausbeute, stabile chemische Eigenschaften, einfaches Herstellungsverfahren und keine Dissoziation während der Verarbeitung. Dementsprechend wären sie Szintillatormaterialien mit erwünschter und ausgezeichneter umfassender Performance für Strahleninspektionsinstrumente oder -detektoren wie Röntgen-CT, Hochgeschwindigkeits-Röntgenscanner und Sicherheitskontrolleinrichtungen. Die Pr- und/oder Ce-Ionen-dotierten GOS-Szintillationskeramiken weisen ein extrem niedriges Nachleuchten auf, wodurch sie ideale Szintillatoren für Strahlungsdetektoren sind.
In der Regel umfassen die Herstellungsverfahren von GOS-Szintillationskeramiken ein Verfahren zum uniaxialen Heißpressen und ein Verfahren zum isostatischen Heißpressen. Das Verfahren zum isostatischen Heißpressen umfasst die Schritte des direkten Abdichtens von Szintillationspulvern in einem Metallbehälter unter Vakuumbedingungen und das Platzieren des Metallbehälters in einem Gasdruckofen zum Ausführen des Sinterns mit isostatischem Heißpressen, wobei das Verfahren eine hohe Anforderung an die Abdichtung stellt. Das Verfahren zum uniaxialen Heißpressen erfordert Szintillationspulver mit kleiner Partikelgröße, um eine hohe Oberflächenaktivität zu erhalten, und in der Regel wäre es erforderlich, dass die Pulver eine Oberflächenaktivität von mindestens BET 10 m²/g aufweisen.
Aus der WO 2007/015862 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von derartigen GOS-Szintillationskeramiken bekannt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung von GOS-Szintillationskeramiken aus kommerziell erhältlichen Gd₂O₂S-Scintillationspulvern bereit. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Sinterverfahren zur Herstellung von GOS-Szintillationskeramiken in zwei Schritten durchgeführt, die das Herstellen eines Primärsinterkörpers mit geschlossenen Poren durch Sintern mit uniaxialem Heißpressen und das Herstellen eines Sekundärsinterkörpers mit einer hohen Dichte unter Verwendung eines Sinterverfahrens zum isostatischem Heißpressen unter einer Inertgasatmposphäre, gefolgt von einer weiteren Behandlung des erhaltenen Sekundärsinterkörpers zum Erlangen von GOS-Szintillationskeramiken umfassen.
Insbesondere wird in einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von GOS-Szintillationskeramiken bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:

1) Versetzen von GOS-Szintillationspulvern mit einem Sinterhilfsmittel und Mischen bis zur Homogenität derselben;
2) Beladen einer Sinterform mit der homogenen Mischung der GOS-Szintillationskeramikpulver mit dem Sinterhilfsmittel und Unterziehen derselben einem primären Sintern mit uniaxialem Heißpressen, wodurch ein GOS-Primärsinterkörper erhalten wird;
3) Tempern des GOS-Primärsinterkörpers;
4) Unterziehen des getemperten GOS-Primärsinterkörpers einem sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen, wodurch ein GOS-Sekundärsinterkörper erhalten wird;
5) Unterziehen des GOS-Sekundärsinterkörpers einem sekundären Tempern, um GOS-Szintillationskeramiken zu erhalten; wobei das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen umfasst: Beaufschlagen mit einem Vordruck von 20–40 MPa, vorzugsweise 25–35 MPa, am meisten bevorzugt 30 MPa, und allmähliches Erhitzen auf 1000°C–1100°C und Halten der Temperatur für 0,5–1 Stunden; und weiteres Erhitzen bis 1250°C–1600°C unter Druckbeaufschlagen auf 40–200 MPa und Halten der Temperatur für 2–5 Stunden zur Durchführung des Sinterns mit uniaxialem Heißpressen, wodurch sich der GOS-Primärsinterkörper ergibt.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene GOS-Szintillationskeramiken bereitgestellt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Detektor für ionisierende Strahlung, der die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen GOS-Szintillationskeramiken umfasst, bereitgestellt.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung von GOS-Szintillationskeramiken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum primären Sintern mit uniaxialem Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist ein schematisches Diagramm von Poren und Kristallpartikeln des GOS-Primärsinterkörpers durch uniaxiales Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 ist ein schematisches Diagramm eines sekundären Sinterns unter Anwendung von isostatischem Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein schematisches Diagramm von Poren und Kristallpartikeln des GOS-Sekundärsinterkörpers durch isostatisches Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 ist ein schematisches Diagramm eines Querschnitts des GOS-Sekundärsinterkörpers durch isostatisches Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von GOS-Szintillationskeramiken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 dargestellt umfasst das Verfahren 100 die folgenden Schritte:
Bei Schritt S1001, Versetzen von GOS-Szintillationskeramikpulvern mit einem Sinterhilfsmittel und Mischen bis zur Homogenität derselben;
Bei Schritt S1002, Beladen einer Sinterform mit der homogenen Mischung der GOS-Szintillationskeramikpulver mit dem Sinterhilfsmittel und Unterziehen derselben einem Sintern mit uniaxialem Heißpressen, wodurch ein GOS-Primärsinterkörper erhalten wird;
Bei Schritt S1003, Tempern des GOS-Primärsinterkörpers;
Bei Schritt S1004, Unterziehen des getemperten GOS-Primärsinterkörpers einem sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen, wodurch ein GOS-Sekundärsinterkörper erhalten wird; und
Bei Schritt S1005, Unterziehen des GOS-Sekundärsinterkörpers einem sekundären Tempern, um GOS-Szintillationskeramiken zu erhalten.
Die Kombination von zwei Verfahren vermeidet den Bedarf an einem komplexen Pulverabdichtungsverfahren der bestehenden Technologie für das isostatische Heißpressen und an hochaktiven Pulvern bei der Technologie für das Vakuum-Heißpressen, wodurch die Kosten deutlich gesenkt werden. Darüber hinaus weisen die Szintillationskeramiken, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, eine hohe relative Dichte und feine interne Kristallpartikel und gute Verarbeitbarkeit auf.
Im Folgenden wird das Verfahren 1000 für die erfindungsgemäße Herstellung von GOS-Szintillationskeramiken näher beschrieben. Das Verfahren 1000 umfasst die folgenden Schritte:

1) Versetzen von Gd₂O₂S:Pr,Ce-Szintillationspulvern mit einem mittleren Durchmesser von 5–9 μm mit einem Sinterhilfsmittel. Vorzugsweise sind die Pulver im Handel erhältlich, weisen eine Reinheit von nicht weniger als 99,995% vorzugsweise nicht weniger als 99,999% auf, wobei sie mit Pr-Ionen in einer Menge von 500–800 Gew.-ppm und Ce-Ionen in einer Menge von 10–50 Gew.-ppm dotiert sind. Vorzugsweise ist das Sinterhilfsmittel LiF und/oder Li₂GeF₆ und wird in einer Menge von 0,02–1 vorzugsweise 0,1–1 bezogen auf die Masse der Szintillationskeramikpulver zugesetzt. Die gemischten Pulver werden in einer Kugelmühle gemahlen, so dass sie homogen vermischt sind, und optional verfeinert, wodurch Pulver mit dem darin eingearbeiteten Sinterhilfsmittel erhalten werden. Vorzugsweise wird das Kugelmahlen unter Verwendung einer Planetenkugelmühle durchgeführt. Mehr bevorzugt werden beim Kugelmahlverfahren Pulver in wasserfreien Alkohol von MOS-Qualität und/oder in eine Schutzatmosphäre aus Inertgas, wie Argongas, eingetaucht, so dass die Oberflächen der GOS-Pulver bei der Kugelmahlung nicht oxidiert werden. Es wird bevorzugt, einen von zwei Typen von Pulvern zu erhalten, die das folgende Sinterhilfsmittel umfassen. Pulver mit einem mittleren Durchmesser von 4–9 μm (im Folgenden als Primärpulver abgekürzt) können durch Kugelmahlen der gemischten Pulver für eine kurze Zeit, wie etwa für 0,5–3 h erhalten werden. Pulver mit einem mittleren Durchmesser von 0,2–4 μm, vorzugsweise 1–3 μm, (im Folgenden als Sekundärpulver abgekürzt) können durch Verfeinern durch Kugelmahlen für längere Zeit, wie etwa 4–12 Stunden, erhalten werden.

Eine Hauptfunktion des Kugelmahlens ist es, die Pulver zu verfeinern. Um Pulver mit einer feinen Partikelgröße zu erhalten, steuern einige Techniker die Partikelgröße während des Schritts der chemischen Herstellung der Pulver, um die feinen Pulver zu erhalten. Dieses Verfahren ist jedoch aufgrund von niedrigen Ausbeuten und hohen Kosten nachteilig. In der vorliegenden Erfindung erfolgt Kugelmahlen vor dem Sintern, wodurch Kosten niedrig und Ausbeuten hoch gehalten werden, und wird in wasserfreiem Alkohol von MOS-Qualität und/oder in einer Schutzatmosphäre aus Inertgas durchgeführt, so dass die Oxidation der Pulver vermieden wird.
Vorzugsweise wird nach dem Kugelmahlen die Aufschlämmung unter Verwendung einer Pumpe filtriert, in einen Vakuumtrockenschrank zum Trocknen unter Vakuum platziert, anschließend vermahlen und gesiebt und zur einfachen Handhabung bereit gehalten.

2) Beladen einer Sinterform mit den in einer Kugelmühle gemahlen gemischten Pulvern. Die Form wird in einen Wärmeofen platziert und mit einem Vordruck von 20–40 MPa, vorzugsweise 25–35 MPa, am meisten bevorzugt etwa 30 MPa beaufschlagt, und dann allmählich auf 1000°C–1100°C erhitzt. Die Temperatur wird 0,5–1 h lang gehalten. Die obigen Behandlungsbedingungen werden verwendet, um zu vermeiden, dass die Oberflächenporen zu schnell geschlossen werden, was für die Freisetzung von inneren Gasen ungünstig wäre. Die Pulver werden kontinuierlich auf bis zu 1250°C–1600°C erhitzt und währenddessen mit 40–200 MPa Druck beaufschlagt. Vorzugsweise wird für die Primärpulver das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen bei einer Temperatur von 1500°C bis 1600°C, vorzugsweise von 1520°C bis 1580°C, am meisten bevorzugt etwa 1550°C und bei einem Druck von 150 bis 200 MPa, am meisten bevorzugt 200 MPa, für 2–5 h durchgeführt. Für die Sekundärpulver wird das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen bei einer Temperatur vorzugsweise von 1250°C bis 1400°C, mehr bevorzugt 1300°C und bei dem Druck vorzugsweise von 50–150 MPa, mehr bevorzugt 60 MPa, für 2–5 h durchgeführt. Danach werden die Pulver mit einer Rate von 2–10°C/min abgekühlt, vorzugsweise von 4–7°C/min, am meisten bevorzugt von 5°C/min, so dass GOS-Keramiken erhalten werden.
3) Der GOS-Sinterkörper wird bei einer Temperatur im Bereich von 1000°C bis 1200°C, vorzugsweise in einem Muffelofen getempert und wird dem sekundären Sintern mit einem Verfahren zum isostatischen Heißpressen unter Argonatmosphäre bei einer Temperatur von 1300°C bis 1500°C unter einem Druck von 150–250 MPa, vorzugsweise von 180–220 MPa und mehr bevorzugt von 200 MPa unterzogen. Der Sekundärsinterkörper wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 1000°C bis 1200°C und mehr bevorzugt in einem Muffelofen getempered. Die erhaltenen GOS-Keramiken werden grob geschliffen, fein geschliffen, geschnitten und poliert, wodurch GOS-Szintillationskeramiken erhalten werden.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen GOS-Szintillationskeramiken erfordert der Schritt des sekundären Sinterns mit isostatischem Heißpressen zum Primärsinterkörper mit verdichteter Struktur kein Vakuumverschlussverfahren des herkömmlichen Sinterverfahrens mit isostatischem Heißpressen, bei dem es erforderlich ist, dass GOS-Pulver in einer Metallhülle unter Vakuum verkapselt werden, ist also technisch ein einfaches Verfahren. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können die Pulver, die gesintert werden sollen, durch Kugelmahlen und Verfeinern erhalten werden, wobei dieses Verfahren nicht die Herstellungstechnologie von Pulvern mit einer hohen spezifischen Oberflächenaktivität und einer feinen Partikelgröße des herkömmlichen Vakuumsinterverfahrens mit Heißpressen und des Heißpressverfahrens mit hohem Druck erfordert. Mit dem zweistufigen Sinterverfahren gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können transparente GOS-Szintillationskeramiken mit ausgezeichneter Performance aus kommerziell erhältlichen GOS-Pulvern mit einer größeren Partikelgröße durch Steuern der Sinterverfahrensparameter, wie der Temperatur zum Sintern, der Heizrate, der Dauer des Haltens der Temperatur, des Drucks und dergleichen, hergestellt werden, wodurch die technischen Schwierigkeiten und die Herstellungskosten gesenkt werden, was sich günstig für die Erweiterung der Anwendungsbereiche der GOS-Szintillationskeramiken von dem herkömmlichen Gebiet der medizinischen Strahlungsabbildung beispielsweise auf Anwendungen im Großmaßstabauf dem Gebiet der Strahlungsabbildung zur Sicherheitskontrolle, was niedrigere Kosten erfordert, erweist.
Mehrere Hauptschritte gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden ausführlicher mit Bezug auf weitere begleitende Zeichnungen beschrieben.
I. Behandlungen von GOS-Pulvern
Die im Handel erhältlichen Gd₂O₂S:Pr,Ce-Szintillationspulver mit einem mittleren Durchmesser von 5–9 μm und einer Reinheit von 99,999% werden bereitgestellt. LiF und/oder Li₂GeF₆-Sinterhilfemittel wird/werden in einer Menge von 0,02–1 zugesetzt. Die Mischung wird in ein vollständig gereinigtes Mahlgefäß aus Polyurethan platziert. Polierte Mahlkugeln aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid hoher Dichte werden zugegeben, wobei das Massenverhältnis für große, mittlere und kleine Kugeln mit Durchmessern von 10 mm, 6 mm bzw. 3 mm 1:3:10 beträgt. Das Massenverhältnis der Kugeln und Pulver beträgt (3–10):1. Beim Kugelmahlen werden die Pulver in wasserfreiem Alkohol hoher Reinheit von MOS-Qualität und/oder in eine Schutzatmosphäre aus Inertgas (vorzugsweise Argon) eingetaucht, so dass die Oberflächen der GOS-Pulver bei der Kugelvermahlung nicht oxidiert werden. Durch das vorstehend beschriebene Mahlen werden zwei Arten von Pulvern mit darin eingearbeiteten Sinterhilfsmitteln erhalten. Die Primärpulver mit einem mittleren Durchmesser von 4–9 μm werden durch Kugelmahlen der gemischten Pulver für eine kurze Zeit, wie etwa für 0,5–3 h erhalten. Die Sekundärpulver mit einem mittleren Durchmesser von 0,2–4 μm, vorzugsweise 1–3 μm, werden durch Verfeinern durch Kugelmahlen für längere Zeit erhalten, wie etwa 4–36 Stunden. Das Sinterhilfsmittel ist in einem Massenverhältnis von 0,02–1%, vorzugsweise 0,1–1%, bezogen auf die Masse der Szintillationskeramikpulver, vorhanden. Wenn die Menge des Sinterhilfsmittels zu niedrig ist, würden die Effekte des Verdichtens der Keramiken nicht ausreichen. Wenn die Menge zu hoch ist, würde eine zweite Phase gebildet werden und ein weiteres Lichtstreuungszentrum würde erzeugt werden, wodurch die Verbesserung der Lichtdurchlässigkeit der Keramiken Schaden leiden würde.
II. Sintern von GOS-Szintillationskeramiken
2 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum primären Sintern mit Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 2 dargestellt werden die gemischten Pulver 100, die ein Sinterhilfsmittel umfassen, in eine Sinterform 101–103 gefüllt. Die Form wird in einen Wärmeofen platziert und mit einem Vordruck von 20–40 MPa beaufschlagt und allmählich auf 1000–1100°C mit der Heizeinheit 110 in dem Wärmeofen erhitzt. Die Temperatur wird 0,5–1 Stunde lang gehalten. Die Pulver werden kontinuierlich bis auf 1250°C–1600°C erhitzt, während axialer Druck (40–200 MPa) über obere und untere Pressenköpfe 111 und 112 aufgebracht wird. Die Temperatur wird 2–5 Stunden lang gehalten. Unter den obigen Bedingungen werden die Pulver einem Sintern mit uniaxialem Heißpressen unterzogen. Am Ende des Sinterns wird die Temperatur mit einer Rate von 2–10°C/min gesenkt und ergibt den GOS-Primärsinterkörper.
Die Temperatur für das Sintern mit Heißpressen sollte so niedrig wie möglich sein. Wenn die Temperatur für das Sintern zu hoch ist, würden Kristallpartikel zu schnell wachsen, was zu groben Kristallpartikeln und rauen Kristallgrenzen führen würde. Infolgedessen sind die fertigen Keramiken hart und spröde, neigen dazu, bei der Verarbeitung zu springen, und weisen eine geringe Oberflächenglätte auf. Zudem würde, je höher die Temperatur ist, desto mehr Diffusion von Formmaterial auftreten, was gravierende Verunreinigung der GOS-Keramiken verursachen würde. Hoher Druck für das Sintern mit Heißpressen trägt dazu bei, die Dichte des Primärsinterkörpers zu verbessern. Falls der Druck beim Sintern mit Heißpressen niedriger als 40 MPa ist, ist es schwierig, geschlossene Poren zu bilden und die Kompaktheit durch sekundäres Sintern von Gas unter Anwendung von isostatischem Heißpressen zu erhöhen. Falls der Druck beim Sintern mit Heißpressen höher als 200 MPa ist, kann das Formmaterial für das Sintern mit Heißpressen den hohen Druck nicht aushalten.
Um die oben genannten Bedingungen zu erreichen, ist die Sinterform ausgewählt aus einer Form, die aus isostatisch gepresstem Graphitmaterial gefertigt ist, die den Druck von 60 MPa bei niedrigen Kosten aushalten kann, und einer Form, die aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff gefertigt ist, die den Druck von 200 MPa mit hohen Kosten aushalten kann. Zur Erleichterung der Formtrennung wird Graphitpapier verwendet und/oder es erfolgt eine Spraybeschichtung mit Bornitrid als Formtrennmittel zwischen Pulver und der Form. Zur Reduzierung der Verunreinigung von Szintillationskeramiken, die durch die Diffusion von Kohlenstoff hervorgerufen wird, wird die Heißpressform mit BN(Bornitrid)-Keramikzylinder 107 ausgekleidet. In der Druckachsenrichtung wird der BN-Keramik-Chip 105 zunächst auf der Seite von in Kontakt stehenden Szintillationspulvern platziert, dann Graphitpapier auflaminiert und dann werden Druckstäbe aus Graphit oder Kohlenstofffaserverbundwerkstoff aufgebaut.
Die Temperatur für das primäre Sintern mit Heißpressen sollte so niedrig wie möglich sein, solange alle Poren im Sinterkörper geschlossen werden. Mit einer so niedrigen Temperatur werden die folgenden Effekte erzielt, wie etwa die Vermeidung der vorzeitigen Beendigung des Sinterns von Keramiken, das Schließen aller Poren innerhalb der Kristallpartikel von Keramiken und weiter die Vermeidung des übermäßigen Wachstums von Kristallpartikeln. Das übermäßige Wachstum von Kristallpartikeln würde bei Keramiken leicht zu Sprödbruch/Rissen führen und würde die Verarbeitung zu kleinen Szintillatoranordnungen (wie etwa 1,39 mm × 3 mm × 1,5 mm, mit einem Abstand von 0,18 mm) erschweren.
Der GOS-Sinterkörper, der durch primäres Sintern mit Heißpressen erhalten wird, hatte bereits eine relative Dichte von etwa 93–99% und es gibt einige kleine Poren im Inneren des Körpers. Wie in 3 dargestellt sind die Poren 203 überwiegend an den Kristallgrenzen 202 vorhanden. Es gibt auch einige Poren 204 innerhalb des Kristallpartikels 201.
Nach dem obigen Sintern mit uniaxialem Heißpressen wird der GOS-Sinterkörper in einen Muffelofen platziert und Tempern an der Luft bei einer Temperatur von 800°C–1200°C unterzogen. Danach wird der Primärsinterkörper zum sekundären Sintern direkt in einen Ofen zum isostatischen Heißpressen platziert. Das sekundäre Sintern wird bei 1300°C–1500°C in einer Inertgasatmosphäre, wie Argon, Helium, unter 150–250 MPa durch Halten der Temperatur für 2–5 Stunden und anschließendes allmähliches Absenken durchgeführt und ergibt dadurch den fertigen GOS-Keramiksinterkörper. Durch das sekundäre Sintern mit isostatischem Heißpressen werden Poren im Inneren der GOS-Keramiken deutlich verringert, wie unten dargestellt. Die Temperatur für das sekundäre Sintern mit isostatischem Heißpressen ist sehr wichtig. Wenn die Temperatur niedriger als 1300°C ist, dann wäre die Kompaktheit der fertigen Keramiken unzureichend und die Lichtdurchlässigkeit ist nicht hoch. Wenn die Temperatur höher als 1500°C ist, dann würden die Keramikkristallpartikel abnormal wachsen und raue und spröde Kristallgrenzen erzeugen, so dass die nachfolgende Weiterverarbeitung zu Szintillatoranordnungen sehr erschwert würde.
4 zeigt ein schematisches Diagramm eines sekundären Sinterns unter Anwendung von isostatischem Heißpressen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Effizienz des sekundären Sinterns unter Anwendung von isostatischem Heißpressen ist sehr hoch. In einem einzigen Vorgang werden mehrere GOS-Primärsinterkbrper 301 direkt in einen Ofen zum isostatischen Heißpressenplatziert. Der Ofen zum isostatischen Heißpressen wird durch eine Heizeinheit 302 geheizt und ist mit Hochdruckinertgas 303 befüllt. Der Druck des Inertgases wird gleichförmig auf die Außenfläche der GOS-Primärsinterkörper aufgebracht. Beim sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen wird die innere Dichte der GOS-Keramiken weiter erhöht. Wie schematisch in 5 gezeigt, wird die Pore 403, die ursprünglich an der Kristallgrenze 402 vorhanden ist, und die Pore 404, die ursprünglich innerhalb des Kristallpartikels 401 vorhanden ist, komprimiert und verschwinden im Wesentlichen oder werden von einem Hundertstel auf ein Zehntel des ursprünglichen Volumens reduziert, wodurch eine Verringerung der Streuung von sichtbarem Licht begünstigt wird.
Der GOS-Keramiksinterkörper, der sekundärem Sintern mit isostatischem Heißpressen unterzogen wurde, ist schematisch in 6 dargestellt, wobei auf dessen Oberfläche eine opake Schicht 502 vorhanden ist, die im Allgemeinen eine Dicke von 0,5–2 mm aufweist. Die Dicke der opaken Schicht würde mit der Abnahme der Dichte des Primärsinterkorpers zunehmen. Die Bildung einer solchen opaken Schicht wird durch das Eindringen des Hochdruckinertgases in die unvollständig geschlossenen Kristallgrenzen und in die gebildete Oxidationsschicht im Primärsinterkörper, die während des Sinterns mit isostatischem Heißpressen gebildet wird, verursacht. Während des sekundären Sinterns unter Anwendung des isostatischen Pressens treten Risse an dem Teil von ursprünglich unvollständig geschlossenen Kristallgrenzen unter hohem Druck des Inertgases auf, so dass das Inertgas entlang Rissen an der Kristallgrenze in den Keramikkörper eindringt und Poren bildet. Mit dem allmählichen Eindringen des Inertgases wird dessen Druck allmählich verringert, und Risse an der Kristallgrenze verschwinden allmählich jenseits einer Dicke von etwa 0,5–2 mm. Im Innern des GOS-Keramiksinterkörpers befindet sich GOS-Szintillationskeramik 501 mit geringer Porosität und hoher Kompaktheit. Die opake Schicht 502 auf der Oberfläche wird abgeschnitten und geschliffen. Die GOS-Szintillationskeramiken 501 weisen eine relative Dichte von 99,7% oder mehr und eine gute Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf. Die erhaltene GOS-Keramikmasse wird geschnitten, grob geschliffen, fein geschliffen und poliert, wodurch GOS-Szintillationskeramiken erhalten werden. Um die Kompaktheit der GOS-Keramik während des sekundären Sinterns effizient zu erhöhen, ist es erforderlich, das der durch Sintern mit Heißpressen erhaltene Primärsinterkörper eine relative theoretische Dichte von 93% oder mehr, bevorzugt 95% oder mehr, mehr bevorzugt 97,5% oder mehr und geschlossene Poren aufweist. Zur Vermeidung des übermäßigen Wachstums von Primärsinterkristallpartikeln, was dem kompakten Wachstum der Keramik während des sekundären Sinterns entgegensteht, muss darüber hinaus die Temperatur für das primäre Sintern gesteuert werden und darf nicht zu hoch sein. Dabei begünstigt eine relativ niedrige Temperatur beim Sintern mit uniaxialem Heißpressen die Verringerung der durch die Diffusion von Kohlenstoff verursachten Verunreinigung. Anders ausgedrückt, ist es unter den Bedingungen der angegebenen Pulveraktivität und des angegebenen Drucks erforderlich, dass die Temperatur für das primäre Sintern mit Heißpressen die niedrigste zur Bildung geschlossener Poren erforderliche Temperatur erreichen könnte und so niedrig wie möglich ist. Für die GOS-Pulver mit einer Partikelgröße von 1–9 μm beträgt die Temperatur für das Sintern mit Heißpressen 1250–1600°C unter dem Druck von 50–250 MPa. Wenn die Temperatur höher als 1600°C ist, kommt es zu einer übermäßigen Sinterung. Obwohl die Dichte bei dieser Temperatur 99,9% erreichen könnte, kommt es zu gravierender Verunreinigung durch die Diffusion von Kohlenstoff, schlechter Lichtdurchlässigkeit, übermäßigem Wachstum von Kristallpartikeln, groben Kristallpartikeln, einem sehr spröden Keramikkörper und es würde die anschließende Weiterverarbeitung zu Szintillatoranordnungen erschweren.
Die Erfindung wird im Folgenden weiter durch spezielle Beispiele dargestellt. Es versteht sich, dass diese Beispiele lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung angegeben werden und die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
BEISPIELE
Beispiele 1–5
100 g handelsübliches Gd₂O₂S:Pr,Ce-Szintillatorpulver mit einer Reinheit von 99,999% und eine Partikelgrößenverteilung von d(0,1) von 4,0 μm, d(0,5) von 6,8 μm und d(0, 9) von 10,1 μm wurde eingewogen. Das Pulver wurde mit 0,2 g Sinterhilfsmittel Li₂GeF₆ versetzt. Die vorstehend gebildete Mischung, 500 g Mahlkugeln aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid hoher Dichte mit einer vorgegebenen Größenverteilung und 300 ml hochreines wasserfreies Ethanol von MOS-Qualität wurde unter einer Argonatmosphäre in ein Mahlgefäß aus Polyurethan mit einem Innendurchmesser von 100 mm und einer Höhe von 100 mm gegeben. Das Mahlgefäß wurde in eine Planetenkugelmühle platziert. Kugelmahlen wurde 1 Stunde lang bei einer Geschwindigkeit von 500 U/Min. durchgeführt, wobei der Abstand zwischen Vor- und Rücklauf 0,5 h betrug.
Das Mahlgefäß aus Polyurethan und die Mahlkugeln aus Zirkoniumoxid mussten vorgewaschen sein. Das Verfahren zum Vorwaschen war wie folgt: 500 g Mahlkugeln aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid hoher Dichte wurden in ein Mahlgefäß platziert, wobei 35 g Kugeln einen Durchmesser von 10 mm, 105 g Kugeln einen Durchmesser von 6 mm und 360 g Kugeln einen Durchmesser von 3 mm hatten. 50 g GOS-Pulver und 500 ml wasserfreier Alkohol wurden in das Mahlgefäß gegeben. Das Kugelmahlen wurde 35 Stunden lang in einer Planetenkugelmühle durchgeführt. Dann wurde die flüssige Aufschlämmung in dem Mahlgefäß ausgegossen. Nach Zugabe von hochreinem wasserfreien Alkohol von MOS-Qualität wurde das Kugelmahlen einmal wiederholt. Anschließend wurden die Mahlkugeln und die Kugelmühle mit hochreinem wasserfreien Alkohol von MOS-Qualität dreimal gewaschen. Mit der vorstehenden Vorwaschbehandlung können die Verunreinigungen, die leicht aus der Oberfläche der Mahlkugeln aus Zirkoniumoxid austreten, herausgewaschen werden. Zusätzlich könnte ein längeres Kugelmahlen Abriebstrukturen auf der Oberfläche der Mahlkugeln Zirkoniumoxid so weit wie möglich entfernen und den kompakten und festen Aufbau der Mahlkugeln erhalten, was eine Verringerung der durch Kugelmahlen verursachten Verunreinigungen begünstigen würde.
Die kugelgemahlenen Pulver hatten eine Partikelgrößenverteilung von d(0,1) von 3,5 μm, d(0,5) von 6,4 μm und d(0,9) von 10 μm.
Die kugelgemahlenen GOS-Pulver wurden in eine Graphitform mit einem Innendurchmesser von 50 mm eingebracht und wurden einem primären Sintern mit uniaxialem Heißpressen unterzogen. Die Sintertemperaturen für die Beispiele lagen jeweils im Bereich von 1450–1650°C (siehe Tabelle 1 unten, mit einem Abstand von 50°C zwischen jedem Beispiel). Der Druck betrug 60 MPa. Der Vakuumgrad im Ofen betrug 1·10^–2 Pa. Die Temperatur und der Druck wurden 2 Stunden lang gehalten. Am Ende der Aufrechterhaltung der Temperatur wurde der Kühlvorgang bei einer Kühlrate von 5°C/min durchgeführt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Primärsinterkörper herausgenommen.
Nachdem die BN- und Graphit-Verunreinigungen, die an der Oberfläche des GOS-Primärsinterkörpers anhafteten, durch Reiben entfernt worden waren, wurde der Sinterkörper in einen Muffelofen platziert 2 Stunden lang bei 1000°C getempert. Nach dem Abkühlen im Ofen wurde der getemperte Sinterkörper herausgenommen und in einen Ofen für isostatisches Heißpressen zur Durchführung des sekundären Sinterns platziert. Beim sekundären Sintern wurde die Temperatur langsam auf 1400°C erhöht und Argon wurde eingeleitet, bis der Druck 200 MPa betrug. Das Sintern wurde 2 Stunden lang durchgeführt, während die Temperatur und der Druck gehalten wurden. Nach langsamem Abkühlen des Sinterofens wurden die Proben, d. h. die Sekundärsinterkörper, herausgenommen. Der Sekundärsinterkörper wurde einem sekundären Tempern unterzogen, d. h. 2 Stunden lang bei 1000°C. Die Proben wurden grob geschliffen, fein geschliffen und poliert und ergaben GOS:Pr,Ce,F-Szintillationskeramiken.
Beispiele 6 und 7
Die Szintillationspulver wurden kugelgemahlen und unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in den Beispielen 1–5 gemischt, wobei Pulver mit der gleichen Partikelgrößenverteilung erhalten wurden. Die Pulver wurden in eine Kohlenstofffaserverbundwerkstoffform mit einem Innendurchmesser von 50 mm eingebracht und einem primären Sintern mit uniaxialem Heißpressen unterzogen. Die Sintertemperaturen für die Beispiele betrugen 1500°C und 1550°C. Der Druck betrug 200 MPa. Der Vakuumgrad betrug 1–15 Pa. Die Temperatur und der Druck wurden 2 Stunden lang gehalten. Am Ende der Aufrechterhaltung der Temperatur wurde der Kühlvorgang bei einer Kühlrate von 10°C/min durchgeführt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Primärsinterkörper herausgenommen und der GOS-Primärsinterkörper erhalten. Die Proben der Beispiele 6–7 wurden dem gleichen Tempern und sekundären Sintern unter Anwendung eines isostatischen Heißpressens sowie den weiteren Behandlungen, wie jenen in den Beispielen 1–5 unterzogen und ergaben GOS:Pr,Ce,F-Szintillationskeramiken.
Beispiele 8–11
100 g handelsübliches Gd₂O₂S:Pr,Ce-Szintillatorpulver mit einer Reinheit von 99,999% und eine Partikelgrößenverteilung von d(0,1) von 4,0 μm, d(0,5) von 6,8 μm und d(0,9) von 11,8 μm wurden eingewogen. 0,2 g Sinterhilfsmittel LiF wurden zugesetzt. Die Mischung wurde entsprechend den Arbeitsabläufen in den Beispielen 1–5 in die Planetenkugelmühle platziert und mit einer Geschwindigkeit von 500 U/Min. 7 Stunden lang kugelgemahlen verfeinert, wobei der Abstand zwischen Vor- und Rücklauf 0,5 h betrug. Die kugelgemahlenen, gemischten Pulver hatten eine Partikelgrößenverteilung von d(0,1) von 1,1 μm, d(0,5) von 2,1 μm und d(0,9) von 3,8 μm.
Die Pulver wurden in eine Graphitform mit einem Innendurchmesser von 50 mm eingebracht und wurden einem primären Sintern mit Heißpressen unter Vakuum unterzogen. Die Sintertemperaturen betrugen 1300 bzw. 1400°C. Der Druck betrug 60 MPa. Der Vakuumgrad betrug 5·10^–2 Pa. Die Temperatur und der Druck wurden 2 Stunden lang gehalten. Am Ende des Sinterns wurde der Kühlvorgang bei einer Kühlrate von 5°C/min durchgeführt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Sinterkörper herausgenommen.
Die Proben der Beispiele 8–11 wurden einem Tempern und sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen sowie der weiteren Behandlung gemäß den Beispielen 1–5 unterzogen und ergaben GOS:Pr, Ce, F-Szintillationskeramiken.
Beispiel 12
Die Szintillationspulver wurden unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie jene in den Beispielen 8–11 kugelgemahlen und gemischt, wodurch Pulver mit der gleichen Partikelgrößenverteilung erhalten wurden. Die Pulver wurden in eine Kohlenstofffaserverbundwerkstoffform mit einem Innendurchmesser von 50 mm eingebracht und einem primären Sintern mit Heißpressen im Vakuum unterzogen. Die Sintertemperatur betrug 1300°C. Der Druck betrug 200 MPa. Der Vakuumgrad betrug 5·10^–2 Pa. Die Temperatur und der Druck wurden 2 Stunden lang gehalten. Am Ende der Aufrechterhaltung der Temperatur wurde der Kuhlvorgang bei einer Kühlrate von 5°C/min durchgeführt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Primärsinterkörper herausgenommen und der GOS-Primärsinterkörper erhalten. Die Probe des Beispiels 12 wurden dem gleichen Tempern und sekundären Sintern unter Anwendung eines isostatischen Heißpressens sowie den weiteren Behandlungen wie jenen in den Beispielen 1–5 unterzogen und ergab GOS:Pr, Ce, F-Szintillationskeramiken.

Tabelle 1 zeigt die Parameter für das Sintern und die endgültige Performance der erhaltenen Szintillationskeramiken der vorstehenden Beispiele 1–12. Tabelle 1:

Probe Nr.	Mittlerer Durchmesser der Pulver/μm	Temperatur des primären Sinterns/°C	Druck des primären Sinterns/MPa	Relative Dichte des Primärsinterkörpers	SekundaresSintern mit isostatischem Heißpressen/°C-MPa	Die endgültige Performance
1	6,4	1450	60	93,2%	1400–200	gut
2	6,4	1500	60	95,6%	1400–200	gut
3	6,4	1550	60	96,9%	1400–200	gut
9	6,4	1600	60	98,5%	1400–200	ausgezeichnet
						Sprödbruch
5	6,4	1650	60	99,2%	1400–200	während der
						Verarbeitung
6	6,4	1500	200	99,1%	1400–200	ausgezeichnet
7	6,4	1550	200	99,3%	1400–200	ausgezeichnet
8	2,1	1200	60	94,8%	1400–200	niedrige Durch lässigkeit
9	2,1	1300	60	96,2%	1400–200	gut
10	2,1	1350	60	97,8%	1400–200	ausgezeichnet
11	2,1	1400	60	99,1%	1400–200	ausgezeichnet
12	2,1	1300	200	99,7%	1400–200	ausgezeichnet

Wie in Tabelle 1 gezeigt wies die Probe Nr. 8 eine niedrigere relative Dichte und eine niedrigere Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf, weil das Sintern aufgrund der relativ niedrigen Temperatur und des relativ niedrigen Drucks beim Sintern unzureichend war. Bei Probe Nr. 5 kam es leicht zu Sprödbruch während der Verarbeitung, da die inneren Kristallpartikel aufgrund zu hoher Temperatur beim primären Sintern während des sekundären Sinterns übermäßig gewachsen sind. Die GOS-Szintillationskeramiken, die unter anderen Parametern hergestellt wurden, wiesen eine sehr ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Lichtband auf. Die Keramik-Chips mit einer Dicke von 2 mm weisen eine integrale Durchlässigkeit von 30–35% im Bereich von 500–520 nm auf und besitzen eine gute Verarbeitbarkeit.
Die erfindungsgemäßen GOS-Szintillationskeramiken könnten als Szintillatorelement in den Detektoren wie beispielsweise eines Feststoff-Szintillationsdetektors zum Detektieren ionisierender Strahlung, wie Röntgenstrahlen, γ-Strahlen, Elektronenstrahlen und dergleichen eingesetzt werden. Sie sind besonders geeignet für Röntgencomputertomografie(X-CT)-Geräte und/oder Röntgen-Gepäckscanner, in welchen es erforderlich ist, dass der Szintillator ein niedriges Nachleuchten aufweist.
Aufgrund der niedrigen Kosten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der hergestellte Szintillator besonders für den Einsatz in Röntgengepäckscannern und/oder Röntgencomputertomografie(Röntgen-CT)-Geräten zur Sicherheitsüberprüfung geeignet.
Erfindungsgemäße Szintillationskeramiken besitzen eine gute Performance und sind auch als X-CT-Detektor auf dem Gebiet der medizinischen Bildgebung nützlich.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Gadoliniumoxysulfid(GOS)-Szintillationskeramiken, umfassend: Versetzen eines GOS-Szintillationskeramikpulvers mit einem Sinterhilfsmittel und Mischen bis zur Homogenität derselben; Beladen einer Sinterform mit der homogenen Mischung der GOS-Szintillationskeramikpulver mit dem Sinterhilfsmittel und Unterziehen derselben einem primären Sintern mit uniaxialem Heißpressen, wodurch ein GOS-Primärsinterkörper erhalten wird; Tempern des GOS-Primärsinterkörpers; Unterziehen des getemperten GOS-Primärsinterkörpers einem sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen, wodurch ein GOS-Sekundärsinterkörper erhalten wird; Unterziehen des GOS-Sekundärsinterkörpers einem sekundären Tempern, um GOS-Szintillationskeramiken zu erhalten, wobei das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen umfasst: Beaufschlagen mit einem Vordruck von 20–40 MPa, vorzugsweise 25–35 MPa, am meisten bevorzugt 30 MPa, und allmähliches Erhitzen auf 1000°C–1100°C und Halten der Temperatur für 0,5–1 Stunden; und weiteres Erhitzen bis 1250°C–1600°C unter Druckbeaufschlagen auf 40–200 MPa und Halten der Temperatur für 2–5 Stunden zur Durchführung des Sinterns mit uniaxialem Heißpressen, wodurch sich der GOS-Primärsinterkörper ergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mischen durch Kugelmahlen durchgeführt wird, um primäre Szintillationskeramikpulver mit dem darin eingearbeiteten Sinterhilfsmittel mit einem mittleren Durchmesser von 4–9 μm zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mischen durch Kugelmahlen durchgeführt wird, und das Verfahren weiter den Schritt der weiteren Verfeinerung der gemischten Pulver durch Kugelmahlen umfasst, um sekundäre Szintillationskeramikpulver mit dem darin eingearbeiteten Sinterhilfsmittel mit einem mittleren Durchmesser von 1–4 μm, vorzugsweise 2–3 μm zu erhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Sinterhilfsmittel LiF oder Li₂GeF₆ ist und in einer Menge von 0,02–1 vorzugsweise 0,1–1 bezogen auf die Masse der Szintillationskeramikpulver zugesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2–4, wobei für die Primärpulver das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen bei einer Temperatur von 1500°C bis 1600°C, vorzugsweise 1520°C bis 1580°C, und bei einem Druck von 150 bis 200 MPa, am meisten bevorzugt 200 MPa, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–4, wobei für die Sekundärpulver das primäre Sintern mit uniaxialem Heißpressen bei einer Temperatur von 1250°C bis 1400°C, mehr bevorzugt 1300°C, und bei dem Druck von 50–150 MPa, am meisten bevorzugt 60 MPa, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das primäre Tempern den Schritt des Temperns des GOS-Primärsinterkörpers bei einer Temperatur im Bereich von 1000°C bis 1200°C umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das sekundäre Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen den Schritt des Unterziehens des getemperten GOS-Primärsinterkörpers einem sekundären Sintern unter Anwendung von isostatischem Heißpressen unter einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von 1300°C bis 1500°C unter 150–250 MPa umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das sekundäre Tempern den Schritt des Unterziehens des Sekundärsinterkörpers einem sekundären Tempern bei einer Temperatur im Bereich von 1000°C bis 1200°C umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die Sinterform eine Form ist, die aus isostatisch gepresstem Graphitmaterial gefertigt ist, oder eine Form, die aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff gefertigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die Heißpressform mit BN-Keramikzylinder ausgekleidet ist und in der Druckachsenrichtung der Druckachse ein BN-Keramik-Chip zunächst an einer Seite der in Kontakt stehenden Szintillationspulver platziert wird und dann ein Graphitpapier auflaminiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11, wobei der GOS-Primärsinterkörper eine relative theoretische Dichte von 93% oder mehr aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–12, wobei die Szintillationskeramikpulver Gd₂O₂S:Pr, Ce-Szintillationskeramikpulver mit einem mittleren Durchmesser von 5–9 μm und einer Reinheit von 99,999% sind.
GOS-Szintillationskeramik, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13, die eine integrale Durchlässigkeit von 30% oder mehr bei einer Wellenlänge von 511 nm aufweist, wenn sie in einem Chip mit einer Dicke von 2 mm vorhanden ist.
Detektor für ionisierende Strahlung, der die GOS-Szintillationskeramiken nach Anspruch 14 umfasst.