DE2902517A1 - Polykristallines wismutsilikat und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Polykristallines wismutsilikat und verfahren zu seiner herstellungInfo
- Publication number
- DE2902517A1 DE2902517A1 DE19792902517 DE2902517A DE2902517A1 DE 2902517 A1 DE2902517 A1 DE 2902517A1 DE 19792902517 DE19792902517 DE 19792902517 DE 2902517 A DE2902517 A DE 2902517A DE 2902517 A1 DE2902517 A1 DE 2902517A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- under
- temperature
- hours
- sintered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/26—Measuring radiation intensity with resistance detectors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G29/00—Compounds of bismuth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
Polykristallines Wismutsilikat und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein polykristallines Material der chemischen Formel Bi^2 Si Op0» die Verfahren zur Herstellung
dieses Materials sowie die Verwendung dieses Materials für Vorrichtungen zur Feststellung von Strahlungen, insbesondere
Röntgenstrahlen.
Bekannt ist die technische Synthese des Einkristalls Bi,.ρ Si OpQ. Der Einkristall besitzt einen hohen Absorptionskoeffizient
für Röntgenstrahlen und ist daher als Anzeigegerät in der Röntgenographie geeignet; die derzeit
zur Verfügung stehenden Einkristalle eignen sich jedoch schlecht zur Sichtbarmachung von Zonen großer Abmessungen.
Für solche Anwendungen müßten Platten oder Scheiben geringer
Dr.Ha/Ma
909830/0840
Dicke und mit großen seitlichen Abmessungen zur Verfügung stehen. Die derzeitigen Methoden zur Synthese
des Einkristalls lassen dieses Ergebnis jedoch nicht erzielen.
Die Aufgabe der Erfindung ist der Ersatz des Einkristalls Bi12 Si Ορη durch ein polykristallines Material, das in
Form von Teilen mit großen Abmessungen synthetisiert werden kann und dabei eine gute "Lichtempfindlichkeit" für
Röntgenstrahlen aufweist. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Platten oder Scheiben, die unter der Einwirkung
von Röntgenstrahlen Zonen oder Bereiche mit großen Abmessungen sichtbar werden lassen.
Die Erfindung besteht in der Herstellung eines polykristallinen
Materials mit kubischer Struktur der Mikrokristalle mit Abmessungen zwischen 2 und 6 Mikron der
chemischen Formel:
Bi12 Si1-1T O20
in welcher £ zwischen 0 und 0,1 liegt, wobei die Methoden zur Herstellung von Keramiken und polykristallinen Ferriten
zur Anwendung kommen.
Die Erfindung umfaßt auch das nach diesen Verfahren erhaltene
Produkt.
Die folgende Beschreibung erläutert drei Hauptmethoden
sowie Anwendungsbeispiele für diese drei Methoden.
909830/0840
Erste Methode;
Das angewendete Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:
Das angewendete Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:
a) Mischen von sehr reinem Wismut- und Siliciumoxid
(Reinheitsgrad über 99 %) in Anwesenheit von destilliertem Wasser in der gewählten Formel entsprechenden Mengen, wobei aus den folgenden Stufen resultierende Substanzverluste berücksichtigt werden;
(Reinheitsgrad über 99 %) in Anwesenheit von destilliertem Wasser in der gewählten Formel entsprechenden Mengen, wobei aus den folgenden Stufen resultierende Substanzverluste berücksichtigt werden;
b) Erstes Mahlen des Gemischs in wäßrigem Milieu während zwei Stunden in Polytetrafluoräthylenkugeln enthaltenden
Polyäthylenbehältern;
Polyäthylenbehältern;
c) Trocknen im Trockenofen, gefolgt von einer Schamottebildung im Ofen zwischen 600 und 8000C während einer
halben bis zu mehreren Stunden unter einem Sauerstoffstrom;
d) zweistündiges zweites Mahlen des erhaltenen Produkts in wäßrigem Milieu unter identischen Bedingungen wie
beim ersten Mahlen;
e) Trocknen und Sieben des so erhaltenen Pulvers;
f) sogenanntes "isostatisches" Pressen unter einem Druck
von etwa 1 t/cm in einer Kautschukform zu Scheiben;
g) Sintern unter Druck, wobei die in der vorhergehenden Stufe erhaltene Scheibe in eine ringförmige Form aus
Aluminiumoxid mit einem größeren Durchmesser als der Scheibendurchmesser eingebracht wird (um 2 mm größer
für einen Scheibendurchmesser von 30 bis 80 mm); der
909830/0840
freie Raum wird dabei mit Aluminiumoxidpulver gefüllt. Die Form kommt dann in eine übliche Drucksintereinrichtung
mit Kolben (oberer und unterer), einem Ofen mit senkrechter Achse und einer Presse, die einen
Druck von 0,25 bis 0,5 t/cm2 auf die Scheibenoberfläche ausüben kann. Die eigentliche Drucksinterung erfolgt
bei einer Temperatur zwischen 700 und 8000C bei dem genannten Druck während einer bis zu sechzehn Stunden.
Der Temperaturanstieg und -abfall erfolgen ohne Druckanwendung und werden mit konstanter Zu- oder Abnahme
der Neigung der Temperatur/Zeitkurve während fünf bis acht Stunden pro Temperaturanstieg bzw. -abfall durchgeführt
;
h) die in der vorhergehenden Stufe erhaltene Scheibe wird in üblicher Weise zu einem Produkt mit geeigneter Form
und Abmessungen bearbeitet.
Zweite Methode:
Das angewendete Verfahren umfaßt die gleichen Stufen
a), b), c), d) und h) der ersten Methode, unterscheidet sich jedoch in folgenden Punkten:
in der Stufe e) folgt auf das Trocknen des Pulvers die übliche Einbringung eines organischen Bindemittels, z.B.
Polyvinylalkohol, worauf ein übliches Sieben erfolgt, das zu einem Granulat führt;
in der Stufe f) erhält man durch Pressen unter einem Druck
von 1 t/cm in einer zylindrischen Form eine Scheibe aus dem Granulat;
909 830/0840
eine zusätzliche Verfahrensstufe, die zwischen die Stufen f) und g) eingefügt wird, besteht in der Entfernung
des organischen Bindemittels durch eine Wärmebehandlung (übliche) der in der vorhergehenden Stufe
erhaltenen Scheibe, indem man diese mehrere -zig Stunden auf einer Temperatur von etwa 500 bis 6000C hält.
Die Stufen g) und h) sind identisch mit denen der ersten Methode.
Das angewendete Verfahren umfaßt die gleichen Stufen wie das erste, mit Ausnahme der Stufe c), in welcher keine
Schamottebildung erfolgt.
Bei jeder der drei Methoden kann zwischen die Stufen g) und h) eine Glühbehandlung bei einer Temperatur zwischen
300 und 8000C eingefügt werden. Eine solche Glühung ermöglicht
die Aufhebung von durch die Sinterung entstandenen inneren Spannungen, insbesondere wenn diese Sinterung
unter Druck erfolgte.
Man kann übrigens in der ersten Methode die Varianten des Verfahrens der zweiten Methode anwenden, insbesondere
die der Stufen e) und f).
In den folgenden Beispielen wird das erhaltene Material durch die folgenden Parameter gekennzeichnet:
da: Schüttdichte; die Messung erfolgt nach der söge-
nannten "hydrostatischen" Methode (an den gesinterten Stücken;
90983 0/08A0
- ίο -
p_: Porosität in %; sie wird ausgehend von d_ berechnet,
indem man d mit der berechneten Dichte ausgehend vom mit Röntgenstrahlen gemessenen Gitterabstand
berechneten Dichte vergleicht;
ps^: Lichtempfindlichkeit für Röntgenstrahlen, die als
der Kehrwert der Dosis (in Röntgen) definiert wird, die erforderlich ist, um die elektrische Ladungsdichte
auf einer lichtempfindlichen Oberfläche von
2
1 cm so zu verringern, daß diese Ladung durch einen der Eulerschen Zahl (e = 2,718 ...) gleichen Faktor dividiert ist.
1 cm so zu verringern, daß diese Ladung durch einen der Eulerschen Zahl (e = 2,718 ...) gleichen Faktor dividiert ist.
Die Versuchsbedingungen bei der Messung von psx sind die
folgenden: Man lädt durch Coronaeffekt eine für Röntgenstrahlen empfindliche Materialfolie, dann plaziert man
diese Folie so, daß sie einen wie folgt erhaltenen Strom von Röntgenphotonen maximal auffängt:
- Beschleunigungsspannung der Generatorelektronen: 60 kV;
- Abstand zwischen dem Photonenbrennpunkt und der Folie: 1 m;
- Filtration durch eine 1 mm dicke Aluminiumfolie;
- Photonenstromdichte auf Höhe der Probe: 2,1«10 cm" s~
pro Milliampere Anodenstrom in dem Generator, d.h.: 0,14 Milliröntgen pro Sekunde (mR«s~ ).
909830/0840
Anwendungsbeispiele der ersten Methode; Man nennt:
T : die Temperatur der Schamottebildung (Stufe c)) in 0C;
t.: die Dauer der Schamottebildung in Stunden;
T~: die Sinterungstemperatur (Stufe g)) in 0C;
t~: die Sinterungsdauer in Stunden;
Pf: der Sinterdruck in t/cm (Stufe g)).
In der folgenden Tabelle sind für jedes Beispiel die besonderen Zustände des erhaltenen Materials angegeben. Die Sinterung
erfolgt unter einem Sauerstoff strom (5 l/min)«,
Tc | Bedingungen Parameter | Tf | tf | Pf | da | Pr W) | |
Beispiel Nr. | 700 700 700 |
700 700 700 |
4 8 16 |
0.5 0,5 0,5 |
9,13 9,14 9,14 |
0,42 0,32 0,32 |
|
1 2 3 |
CM CM CM | ||||||
Die Ergebnisse der Lichtempfindlichkeitsmessungen sind in der folgenden Tabelle angegeben?
909830/0840
Tabelle | II | Dosis | in R | ps | X | |
o, o, |
48 243 |
2, 4, |
1 1 |
|||
Beispiel Nr. | Dosis in mA· | S | ||||
1 2 |
3438 1735 |
|||||
Die Erfindung ist auf die Anzeige von Bildern aus Röntgenstrahlen anwendbar, wobei die Bilder Flächen in der Größenordnung
von 20 cm χ 30 cm belegen.
909830/0840
Claims (7)
1. Durch Sintern erhaltenes polykristallines Material der
angenäherten Formel Bi1? Si 0?0, bestehend aus kubischen
Mikrokristallen mit Abmessungen zwischen 2 und 6 Mikron der Formel:
Bi12 Si1-£ O20
worin £ zwischen 0 und 0,1 liegt.
2. Verfahren zur Herstellung des Materials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- Wismut- und Siliciumoxide in vorherbestimmten Mengen in wäßrigem Milieu gemischt werden;
- das Gemisch ta wäßrigem Milieu gemahlen wird;
Dr.Ha/Ma
909830/0840
- das gemahlene Produkt getrocknet wird;
- das erhaltene Produkt entweder direkt durch "isostatisches" Pressen oder nach Einbringung eines organischen
Bindemittels, Bildung eines Granulats, Pressen in einer Form und Entfernung des Bindemittels durch Erhitzen
verformt wird und
- das geformte Material bei einer Temperatur zwischen 700 und 8000C und unter einem Druck von 0,25 bis
0,5 t/cm während einer bis zu mehreren Stunden gesintert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
a) sehr reines Wismut- und Siliciumoxid in der chemischen Formel entsprechenden Mengen unter Berücksichtigung der
durch die folgenden Stufen verursachten Verluste in Anwesenheit von destilliertem Wasser gemischt werden;
b) das Gemisch in wäßrigem Milieu zwei Stunden in PoIytetrafluoräthylenkugeln
enthaltenden Polyäthylenbehältern ein erstes Mal gemahlen wird;
c) im Trockenofen getrocknet und anschließend im Ofen zwischen 600 und 8000C während einer Dauer von einer
halben bis zu einigen Stunden unter einem Sauerstoffstrom eine Schamottebildung bewirkt wird;
d) das erhaltene Produkt ein zweites Mal in wäßrigem
Milieu unter den gleichen Bedingungen wie das erste Mal zwei Stunden gemahlen wird;
909830/0840
e) das so erhaltene Pulver getrocknet und gesiebt wird;
f) das gesiebte Pulver isostatisch in einer Kautschukform
unter einem Druck von etwa 1 t/cm zu einer
Scheibe verpreßt wird;
Scheibe verpreßt wird;
g) die so erhaltene Scheibe unter einem Druck von 0,25 bis 0,5 t/cm bei einer Temperatur zwischen 700 und
8000C eine bis sechzehn Stunden gesintert wird, wobei der Temperaturanstieg und -abfall ohne Druckanwendung
und ohne Anrechnung auf die genannte Dauer erfolgt und
h) die gesinterte Scheibe bearbeitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- ein erstes und ein zweites Mal in wäßrigem Milieu unter zwischenzeitlicher Trocknung, gefolgt von einer Schamottebildung
im Ofen, gemahlen wird;
- bei der Formgebung des Produkts Polyvinylalkohol eingearbeitet und anschließend unter Erhalt des Granulats
gesiebt wird, welches man in einer Form unter einem Druck von 1 t/cm preßt;
- zusätzlich unmittelbar nach der Formgebung der Polyvinylalkohol entfernt wird, indem man den Formling
während mehrerer -zig Stunden auf einer Temperatur von 500 bis 6000C hält.
während mehrerer -zig Stunden auf einer Temperatur von 500 bis 6000C hält.
5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß
- die Schamottebildung in Stufe c) einen zweistündigen Abschnitt bei 7000C umfaßt;
909830/0840
- die Sinterunpsstufe f) einen vier- bis sechzehnstiindigen
Abschnitt bei 7000C unter Anwendung eines
Drucks von 0,5 t/cm" unter einem Sauerstoffstrom von
5 l/min umfaßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Frodukt bei einer
Temperatur zwischen 300 und 8000C geglüht wird.
7. Verwendung des Materials nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Vorrichtung zur Feststellung von Strahlungen.
909830/0840
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7801879A FR2415086A1 (fr) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Materiau polycristallin de formule bi12sio20, procede de fabrication dudit materiau, et dispositif de detection de radiations utilisant ce materiau |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2902517A1 true DE2902517A1 (de) | 1979-07-26 |
Family
ID=9203762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792902517 Withdrawn DE2902517A1 (de) | 1978-01-24 | 1979-01-23 | Polykristallines wismutsilikat und verfahren zu seiner herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2902517A1 (de) |
FR (1) | FR2415086A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4279772A (en) * | 1979-01-17 | 1981-07-21 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Crystal for scintillator |
US4702791A (en) * | 1985-07-16 | 1987-10-27 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing bismuth-containing oxide single crystal |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2644168C3 (de) * | 1976-09-30 | 1981-06-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verwendung einer kristallinen Wismutoxid-Verbindung der Zusammensetzung Bi↓10↓-14X↓1↓O↓n↓, sowie Vorrichtungen hierzu und Verfahren zu deren Herstellung |
-
1978
- 1978-01-24 FR FR7801879A patent/FR2415086A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-01-23 DE DE19792902517 patent/DE2902517A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4279772A (en) * | 1979-01-17 | 1981-07-21 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Crystal for scintillator |
US4702791A (en) * | 1985-07-16 | 1987-10-27 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing bismuth-containing oxide single crystal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2415086A1 (fr) | 1979-08-17 |
FR2415086B1 (de) | 1980-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2909858C2 (de) | Verfahren und Gerät zur Erzeugung von Oxydpulver für die Herstellung von Nuklearbrennstoffpellets | |
DE2047229A1 (de) | Mikrowellenbauelement | |
DE2644168C3 (de) | Verwendung einer kristallinen Wismutoxid-Verbindung der Zusammensetzung Bi↓10↓-14X↓1↓O↓n↓, sowie Vorrichtungen hierzu und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2330729C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von gesinterten Körpern aus reinem Mullit | |
DE3629180C2 (de) | ||
DE2042379A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Aluminiumoxids | |
DE3026717A1 (de) | Nachlieferungskathode | |
DE4420657A1 (de) | Sinterkeramik für hochstabile Thermistoren und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2909098A1 (de) | Sinterkoerper aus halbleitendem keramischem material auf basis von mit niob oder tantal dotiertem strontiumtitanat mit einer elektrisch isolierenden schicht an den korngrenzen | |
DE2902517A1 (de) | Polykristallines wismutsilikat und verfahren zu seiner herstellung | |
DE19922955C2 (de) | Piezoelektrische Keramikzusammensetzung | |
DE69016295T2 (de) | Varistormaterial und Verfahren zu seiner Herstellung. | |
EP0065806B1 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1471169A1 (de) | Verfahren zur Herstellung kugelfoermiger Kernbrennstoff-Karbidteilchen | |
EP0078428A2 (de) | Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern | |
DE2627930C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Dickschichtvaristoren aus Metalloxiden | |
DE2947375A1 (de) | Verfahren zur herstellung homogenisierter kernreaktor-brennstoffe | |
DE2917602C2 (de) | ||
DE3625463A1 (de) | Dielektrische keramische zusammensetzung | |
DE2930866C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von thermolumineszierendem und fluoreszierendem Lithiumtetraborat | |
DE2907974C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Thermolumineszenz-Dosimeterelements | |
DE3001592C2 (de) | Dotierter Wismutgermanat-Einkristall | |
DE2361230B2 (de) | Keramisches Dielektrikum | |
DE941560C (de) | Verfahren zur Herstellung von Photowiderstaenden | |
DE3206502A1 (de) | Dielektrikum auf der basis von bleititanaten sowie verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |