SrHfO-,3-∶Ce閃爍陶瓷材料的制備及性能.pdf

1、閃爍體作為光電功能轉(zhuǎn)換的主要器件被廣泛的應(yīng)用于高能物理、核醫(yī)學(xué)及地質(zhì)勘探等探測(cè)器設(shè)備中。目前常用的閃爍體材料是閃爍單晶，由于單晶材料的制備對(duì)設(shè)備要求高，制備周期長(zhǎng)，成本高。與其相比，閃爍陶瓷具有成本低，加工性能好，易于剪裁等性能特點(diǎn)已經(jīng)成為該材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。SrHfO3:Ce透明閃爍陶瓷的性能完全可以滿足CT用閃爍體材料的要求，并且在發(fā)光離子的均勻摻雜方面優(yōu)于閃爍單晶。制備優(yōu)良的SrHfO3:Ce閃爍陶瓷尚需解決的主要關(guān)鍵技術(shù)是合成

2、性能優(yōu)異的閃爍粉體材料與確定陶瓷燒結(jié)過(guò)程中的各種參數(shù)。
　　 本文重點(diǎn)研究了SrHfO3:Ce閃爍陶瓷粉體的制備工藝及性能，并對(duì)閃爍陶瓷的燒結(jié)制度進(jìn)行了探究。主要采用溶膠-凝膠法制備了SrHfO3:Ce閃爍粉體，通過(guò)XRD、TG-DTA、FTIR、SEM、PL等測(cè)試手段分別對(duì)制備樣品的物相變化、晶化過(guò)程、晶粒尺寸、粉體及陶瓷形貌、實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定和樣品發(fā)光性能進(jìn)行了分析研究。
　　 (1)以檸檬酸為絡(luò)合劑，用溶膠-凝膠法制備

3、SrHfO3:Ce納米粉體，著重分析了各種工藝參數(shù)對(duì)粉體性能的影響。研究表明：實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)pH=5，初始濃度為0.10mol/L，成膠溫度80℃，干燥溫度130℃，煅燒溫度1000℃保溫2h時(shí)，可得粒徑約為30-100nm，分散均勻，結(jié)晶度高，發(fā)光性能好的球形粉體。粉體在385nm波長(zhǎng)作用下激發(fā)光譜位于200-340nm處，并出現(xiàn)三個(gè)激發(fā)峰值，分別為218、242和308nm。218 nm波長(zhǎng)激發(fā)的發(fā)射光譜存在三個(gè)寬譜帶，峰值為380、

4、487和526nm。分別對(duì)應(yīng)于電子在Ce3+的5d分裂能級(jí)與4f能級(jí)間的躍遷吸收和回填發(fā)射。當(dāng)摻雜Ce的摩爾百分含量小于1.5％時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度隨Ce含量的增加而增強(qiáng)，超過(guò)1.5％后會(huì)發(fā)生濃度猝滅，導(dǎo)致發(fā)光峰強(qiáng)減弱。
　　 (2)采用干壓成型法壓制生坯，真空兩段燒結(jié)法制備陶瓷樣品。探究成型與燒結(jié)過(guò)程中的工藝參數(shù)對(duì)陶瓷燒結(jié)的影響。結(jié)果表明：在保證生坯不分層的前提下，適當(dāng)提高生坯密度有助于燒結(jié)致密化，當(dāng)樣品生坯密度為52％時(shí)，相對(duì)密度達(dá)