[发明专利]一种闪烁陶瓷阵列及其制备方法

说明书

本发明公开了一种闪烁陶瓷阵列及其制备方法，首先通过机械加工方法得到单个长方体的陶瓷晶粒，再将切割好的晶粒的侧面镀上金属类反射层，顶面镀上环氧树脂反射层，并将晶粒通过定位耦合模具排布成阵列结构，再灌入粘结剂到晶粒之间的缝隙内，把晶粒粘合成所需的闪烁陶瓷阵列，通过上述方式，减少了不同晶粒之间的X射线干扰，提高了闪烁体阵列的光输出性能。

技术领域

本发明涉及闪烁材料技术领域，特别是涉及一种闪烁陶瓷阵列及其制备方法。

背景技术

闪烁材料是一种能将入射在其上的高能射线或带电粒子转换为紫外或可见光的能量转换体，当被高能射线照射后，闪烁材料便发出荧光，荧光被光电转换系统接收并转变为电信号，经过电子线路处理后，便能在指示器上指示出来。利用高能射线的超强穿透能力，由闪烁材料组成的探测器被广泛应用于高能物理与核物理实验、影像核医学、工业CT在线检测、油井勘探、安全稽查及反恐等众多领域，是一种与生活密切相关的功能材料。

闪烁陶瓷是一种新型的功能陶瓷材料，是近年来闪烁体研究和开发的一个重要方向。闪烁陶瓷具有物理化学性质稳定、制备工艺简单、成本低、容易实现均匀掺杂、良好的机械加工性能等优点。传统的闪烁陶瓷阵列加工方法是将烧结完的闪烁陶瓷，通过机械加工的方法切割成所需的闪烁陶瓷阵列，然后在切割好的缝里灌入环氧树脂类反射介质，最后进行两边磨削加工，制作出闪烁陶瓷材料。

总的来说，具有如下几个不足：1、阵列中单个晶粒侧边胶反射率较低，导致光输出不高；2、单个晶粒之间存在X射线串扰问题。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种闪烁陶瓷阵列及其制备方法，其特征在于，所述陶瓷阵列中每个晶粒的侧面都镀有金属类反射层，顶面镀有环氧树脂反射层。

优选的，所述陶瓷材料为石榴石结构，其结构式可表述为：(AB)3+xC5-xO12，其中：

A为发光稀土元素，可以为Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Er、Dy、Tm、Ho或其组合；

B可以为Sc、Y、Gd、Yb、Lu或其组合；

C可以为Al、Ga或Al和Ga的组合。

优选的，所述晶粒顶面的环氧树脂反射层的厚度为0.1～2mm。

优选的，所述单个晶粒侧边的金属类反射层，其金属可以为以下材料的一种：Ag、Al、Mo、Pt、Pd、Os、Ir、Ru、Rh。

优选的，所述金属类反射层的喷镀方法可以为化学沉积法、化学镀、磁控溅射法或喷射电镀法。

优选的，所述金属类反射层的表面添加防氧化剂。

上述闪烁陶瓷阵列的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过机械加工方法将陶瓷材料切割成单个长方体的晶粒；

(2)在切割好的单个晶粒的侧面分别镀上金属类反射层；

(3)在切割好的单个晶粒的顶面镀上环氧树脂反射层；

(4)将喷镀好反射层的晶粒分别利用组合筛选版排布为阵列结构；

(5)在每个晶粒之间灌入粘结剂，将每个晶粒粘合固化成所需的闪烁陶瓷阵列。

优选的，所述晶粒通过定位耦合模具排布为阵列结构。

本发明的有益效果在于：1、晶粒侧边的金属类反射层减少了X射线的穿透，从而减少了不同晶粒之间的X射线干扰；2、晶粒侧边的金属类反射层提高了可见光的反射，从而提高了闪烁材料的光输出性能；3、通过定位耦合模具将单个陶瓷闪烁体晶粒排布为阵列结构，解决了单个晶粒组装困难的问题。