[发明专利]一种高密度钨锗碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法

说明书

本申请涉及一种高密度钨锗碲酸盐闪烁玻璃，其原料包括以下组分：WO₃：0‑40mol％；GeO₂：0‑55mol％；TeO₂：50‑100mol％；以及稀土离子激活剂；其中，WO₃、GeO₂和TeO₂三种组分之和为100mol％；其中，所述稀土离子激活剂的外掺浓度为WO₃、GeO₂和TeO₂三种组分之和的0.1‑10mol％。本申请还公开了一种制备上述高密度钨锗碲酸盐闪烁玻璃的方法。本文所述的高密度钨碲酸盐闪烁玻璃的制备温度不超过1000℃。上述方法制备的闪烁玻璃密度都在4.61‑5.56g/cm³之间，故在X射线医学成像、工业在线检测、国家安全监察、高能物理或核物理实验中具有较为广泛的应用。

技术领域

本发明涉及闪烁材料技术领域。具体来说，本发明涉及稀土离子掺杂的高密度钨锗碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法。

背景技术

闪烁体是一种在吸收高能射线后发出可见光或近紫外光的光功能材料，其在高能物理、核物理、天体物理、地球物理、工业探伤、医学成像和安全检测等领域得到了广泛应用。

闪烁玻璃因其具有化学组份易调、光学均匀性好、容易实现大尺寸以及制备方法简单等优点有望取代商用闪烁晶体。闪烁玻璃的更大优势在于可拉制成光纤并制作光纤面板，进而提高对高能射线的探测效率和器件成像分辨率。因此，玻璃闪烁体已经发展成为闪烁材料的一个重要分支。

高光产额和高密度是优秀闪烁体的两个重要特征，因为高密度闪烁体具有高的阻止本领和短的辐照长度，这有利于工程(仪器)小型化从而降低建造成本，而高发光强度有利于提高探测灵敏度和图像分辨。故高密度闪烁体在高能物理和核医学成像中具有重要的应用价值，因此发展价格合理的高密度闪烁玻璃越来越受到研究科研工作者的关注。

现在，提高闪烁玻璃密度的普遍性做法从两个方面进行。提高闪烁玻璃密度的一方面，是尽可能增加闪烁玻璃中稀土(如富含釓和镥等离子的稀土化合试剂)成分的含量，以提高闪烁玻璃的密度等性能。

如一种富含Lu₂O₃硼硅酸盐闪烁玻璃(15SiO₂-25B₂O3-5P₂O₅-15Ga₂O₃-38Lu₂O₃-2Tb₂O₃)由日本科学家成功制备(J.Fu et al.,J.Lumin.,128(2009)99-104)，其最高密度为6.56g/cm³,且光产额达到了20％BGO，是一种具有应用前景的闪烁玻璃。

如专利公开号为CN102826753A，名称为“富含Gd₂O₃硼锗酸盐闪烁玻璃及其制备方法与应用”就公开了以B₂O₃-GeO₂-Gd₂O₃为主要成分，稀土或过渡离子激活的高密度硼锗酸盐闪烁玻璃。所公开的富含Gd₂O₃硼锗酸盐玻璃具有良好热稳定性和化学稳定性，较高的折射率和优良的闪烁性能，最高密度约为5.7g/cm³，是一种极具应用前景的高密度闪烁玻璃。

与此同时，通过引入稀土氟化物和非稀土重金属氟化物到上述硼锗酸盐闪烁玻璃。发明人之前在专利公开号为201410249441.5，名称为“一种超高密度硼锗碲酸盐闪烁玻璃及其制备方法”的专利中公开了具有较高辐射发光强度且最高密度为6.75g/cm³的新型氟氧硼锗酸盐闪烁玻璃。