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用于高能物理、核醫(yī)學及地質(zhì)勘探等探測器設備中。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設備要求高，制備周期長，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已經(jīng)成為該材料領域的研究熱點。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鍵技術是合成

2、性能優(yōu)異的閃爍粉體材料與確定陶瓷燒結(jié)過程中的各種參數(shù)。
　　 本文重點研究了SrHfO3:Ce閃爍陶瓷粉體的制備工藝及性能，并對閃爍陶瓷的燒結(jié)制度進行了探究。主要采用溶膠-凝膠法制備了SrHfO3:Ce閃爍粉體，通過XRD、TG-DTA、FTIR、SEM、PL等測試手段分別對制備樣品的物相變化、晶化過程、晶粒尺寸、粉體及陶瓷形貌、實驗條件設定和樣品發(fā)光性能進行了分析研究。
　　 (1)以檸檬酸為絡合劑，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)對粉體性能的影響。研究表明：實驗工藝參數(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，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波長作用下激發(fā)光譜位于200-340nm處，并出現(xiàn)三個激發(fā)峰值，分別為218、242和308nm。218 nm波長激發(fā)的發(fā)射光譜存在三個寬譜帶，峰值為380、

4、487和526nm。分別對應于電子在Ce3+的5d分裂能級與4f能級間的躍遷吸收和回填發(fā)射。當摻雜Ce的摩爾百分含量小于1.5％時，發(fā)光強度隨Ce含量的增加而增強，超過1.5％后會發(fā)生濃度猝滅，導致發(fā)光峰強減弱。
　　 (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)過程中的工藝參數(shù)對陶瓷燒結(jié)的影響。結(jié)果表明：在保證生坯不分層的前提下，適當提高生坯密度有助于燒結(jié)致密化，當樣品生坯密度為52％時，相對密度達