[发明专利]低成本稀土闪烁晶体的生长

权利要求书

1.稀土闪烁晶体生长工艺中生长参数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)依据结晶生长的化学键合理论，参照式(I)，计算稀土闪烁晶体的各向异性相对生长速率，再得到模拟的稀土闪烁晶体的热力学生长形态；

其中，R_uvw为晶体沿[uvw]方向的相对生长速率；

K为速率常数；

为沿[uvw]方向生长的化学键合能；

A_uvw为生长基元沿[uvw]方向的投影面积；

d_uvw为晶体沿[uvw]方向的台阶高度；

2)基于上述步骤得到的模拟的稀土闪烁晶体的热力学生长形态，确定提拉生长方向；

3)根据上述步骤得到的提拉生长方向，确定沿轴向和径向方向的生长界面处的化学键合结构，再依据上述化学键合结构，找出相应的相对生长速率；

4)将上述步骤找出的相应的相对生长速率，结合晶格能，得到稀土闪烁晶体生长过程中的生长速率；

5)根据稀土闪烁晶体的等径尺寸和生长速率，计算得到稀土闪烁晶体的提拉生长速率和/或晶体旋转速率。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述稀土闪烁晶体包括稀土正硅酸盐闪烁晶体、稀土硅酸盐闪烁晶体和钇铝石榴石闪烁晶体中的一种或多种；

所述稀土闪烁晶体为类圆柱体，所述稀土闪烁晶体的等径尺寸为30～80mm。

3.低成本稀土闪烁晶体的生长工艺，其特征在于，包括以下步骤，

a)将制备稀土闪烁晶体的氧化物原料进行混合后，得到混合原料；

b)在真空或保护性气氛下，将上述步骤得到的混合原料经过烧结后，得到多晶料块；

c)在真空或保护性气氛下，将多晶料块熔化后，在具有特定生长方向的籽晶的引导下，依据权利要求1或2所计算的生长参数，采用提拉法进行晶体生长后，得到稀土闪烁晶体。

4.根据权利要求3所述的生长工艺，其特征在于，所述步骤a)之后，还包括三级清洗沉降处理步骤；

所述三级清洗沉降处理的次数为1～8次。

5.根据权利要求4所述的生长工艺，其特征在于，所述三级清洗沉降处理的具体步骤为：

I)将上述步骤得到的混合原料放入第一级沉降槽中，用水清洗混合原料进行第一次沉降，得到第一级滤液；

II)将上述步骤得到的第一级滤液放入第二级沉降槽中继续沉降，得到第二级滤液；

向第一级沉降槽中第二次注入水清洗混合原料进行第二次沉降，得到第一级二次沉降滤液；

III)将上述步骤得到的第二级滤液放入第三级沉降槽中再次沉降，得到第三级滤液；

将上述步骤得到的第一级二次沉降滤液放入第二级沉降槽中继续沉降；

向第一级沉降槽中第三次注入水清洗混合原料进行第三次沉降；

IV)将第一级槽底滤物、第二级槽底滤物和第三级槽底滤物收集后，得到清洗后的混合原料。

6.根据权利要求5所述的生长工艺，其特征在于，所述保护性气氛为氮气、惰性气体和还原性气体中的一种或多种；

所述烧结的温度为900～1300℃；

所述三级清洗沉降处理步骤之后还包括，将清洗后的混合原料经过压饼后，得到原料饼；所述压饼的压力为20～70MPa。

7.根据权利要求3所述的生长工艺，其特征在于，所述稀土闪烁晶体为稀土正硅酸盐闪烁晶体时，所述氧化物原料为RE₂O₃、二氧化硅、铈的氧化物和镥的氧化物；

所述稀土闪烁晶体为稀土硅酸盐闪烁晶体时，所述氧化物原料为RE₂O₃、二氧化硅、铈的氧化物和镥的氧化物；

所述稀土闪烁晶体为钇铝石榴石闪烁晶体时，所述氧化物原料为钇的氧化物、三氧化二铝和铈的氧化物；

所述RE包括Gd、La和Y中的一种或多种。