(Y,Gd)<,2>O<,3>纳米粉体、透明闪烁陶瓷的制备及性能研究

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闪烁陶瓷是一种应用在核医学、高能物理、材料无损探伤、安全检查、地质勘探等领域的新型功能陶瓷材料。(Y,Gd)<,2>O<,3>:Eu透明闪烁陶瓷已被成功应用于医学和工业CT。由于上述稀土氧化物的熔点都在2400℃以上,因此通过烧结获得透明要较一般材料的烧结困难的多,目前还存在着所需烧结温度过高等问题。另外,对于透明YGO:Eu闪烁陶瓷,高钆含量可以大大增加材料的密度从而增大材料对X射线的吸收系数,进一步增加透明陶瓷的闪烁强度,这对闪烁材料是极其重要的。本文采用碳酸氢铵为沉淀剂制备了组成不同的YGO:Eu纳米粉体,并研制出透明性良好的YGO:Eu闪烁陶瓷。 用碳酸氢铵法制备的Y<,1.34>Gd<,0.6>Eu<,0.06>O<,3>纳米粉体,其先驱物为水合碳酸钇钆正盐。粉体颗粒呈球形,颗粒尺寸~50 nm。其先驱物在1100℃煅烧4 h,平均颗粒尺寸为~100nm。在1670℃真空烧结2 h,获得了完全透明的Y<,1.34>Gd<,0.6>Eu<,0.06>O<,3>陶瓷,其晶粒尺寸均匀,样品在可见光区的最大透过率超过了70%。获得的Y<,1.34>Gd<,06>Eu<,0.06>O<,3>透明陶瓷在波长250nm的紫外光激发下发射出较强的红光,发射主峰位于608.8nm,对应于掺杂Eu<'3+>的<'5>Do-<'7>F<,2>的跃迁。 用碳酸氢铵法制备含Gd量高的Y<,0.97>Gd<,097>Eu<,0.06>O<,3>、Y<<0.6>Gd<,1.34>Eu<,0.06>O<,3>粉体,其先驱物均为水合碳酸钇钆正盐。Y<,0.6>Gd<,1.34>Eu<,0.06>O<,3>的先驱物在600℃煅烧后即可获得纯立方相的氧化钇和氧化钆的固溶体,而无其它过渡相。两组先驱物都在1100℃煅烧后获得了烧结性能良好的粉体,粉体的颗粒尺寸~90 nm和~80 nm。将1100℃煅烧后的粉体压制成型,在1670℃真空烧结2h获得了透光性良好的Y<,0.97>Gd<,0.97>Eu<,0.06>O<,3>和Y<,0.6>Gd<,1.34>Eu<,0.06>O<,3>透明陶瓷,其最高直线透过率在可见光区分别为74.3%和70%。
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