[发明专利]一种Ce:LYSO多晶粉体及其制备方法

说明书

本发明一种用于Ce:LYSO多晶粉体的制备方法，主要以氧化镥、氧化钇、正硅酸四乙酯、氯化铈为原料，以异丙醇为液相介质，环氧丙烷为反应助剂，通过溶胶‑凝胶法并结合喷雾干燥造粒工艺以及煅烧工艺，最终获得化学式为：Lu_2(1‑x‑y)Y_2yCe_2xSiO₅多晶粉体，本发明方法具有以下优点：采用本发明方法制备Ce:LYSO多晶粉体，各反应物之间能够混合的更均匀、化合反应更充分，无残余反应物，获得单一相的Ce:LYSO多晶粉体；采用该方法制备的Ce:LYSO多晶粉体用于晶体生长，不存在挥发以及组分偏析的现象，从而降低Ce:LYSO晶体生长开裂的概率，同时提高晶体的闪烁性能和均匀性。

技术领域

本发明涉及稀土化合物制备工艺技术领域，具体涉及到一种用于Ce:LYSO晶体生长的多晶粉体的制备方法。

背景技术

目前铈掺杂硅酸钇镥晶体(简称Ce:LYSO晶体)是一种性能优越的无机闪烁晶体材料，密度大、光输出高、衰减时间短、响应快、能量分辨率高，利用该晶体制成的γ射线探测器在核医学成像、高能物理、核物理等领域有着非常广阔的应用前景，以其在核医学成像领域中正电子发射计算机断层扫描仪(Positron Emission Tomography，简称PET)的应用为例，Ce:LYSO晶体被公认为是用于PET的最好晶体。目前，GE公司、Philip公司和Siemens公司生产的最新款PET及PET/CT设备均使用LYSO晶体。

由于该晶体熔点高、易挥发、生长易开裂、生长工艺复杂、生长的晶体闪烁性能差异大、稀土原料价格高等因素的影响，目前国际上仅德国Siemens公司下属的CTI公司、美国CPI公司和法国圣戈班集团能够批量生产和销售Ce:LYSO晶体，国内仅有上海硅酸盐所、中国电子科技集团公司第二十六研究所、苏州晶特晶体科技有限公司以及我司(上海新漫晶体材料科技有限公司)进行该晶体的研发、生产和销售，但晶体质量、尺寸大小与国外相比还有一定的差距。

传统上用于Ce:LYSO晶体生长的原料是由氧化镥(Lu₂O₃)、氧化钇(Y₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)和二氧化铈(CeO₂)组成，将四种原料按照一定比例混合在一起，然后在高温下进行固相反应，得到Ce:LYSO多晶粉体，但是由于该四种原料的密度以及熔点差异较大，导致混合均匀度较差，固相反应不充分，利用固相法所合成的Ce:LYSO多晶粉体中Lu₂O₃残余较多，同时夹杂着没有反应的SiO₂。另外Ce:LYSO晶体的熔点高达2050℃，在如此高的温度下生长晶体，SiO₂挥发严重，造成熔体出现组分偏析，产生组分过冷，降低晶体的闪烁性能，甚至晶体开裂。

因此，为避免传统固相法合成的Ce:LYSO多晶粉体中存在较多的未反应的Lu₂O₃以及夹杂着未反应的SiO₂，本发明采用溶胶-凝胶法制备用于Ce:LYSO晶体生长的多晶粉体。

发明内容

基于上述传统固相法合成的Ce:LYSO多晶粉体的不足，本发明提供一种Ce:LYSO多晶粉体的制备方法。

本发明主要以氧化镥、氧化钇、正硅酸四乙酯、氯化铈为原料，以异丙醇为液相介质，环氧丙烷为反应助剂，通过溶胶-凝胶法并结合喷雾干燥造粒工艺以及煅烧工艺，最终获得用于Ce:LYSO晶体生长的多晶粉体。

本发明一种Ce:LYSO多晶粉体的制备方法，所述的多晶粉体的化学式为：Lu_2(1-x-y)Y_2yCe_2xSiO₅，其中x＝0.05％～2％，y＝0.1％～20％。